EP1353017B1 - Verbindung lastführender Holz- bzw. Brettschichtholzteile mit Metall- bzw. Stahlankern - Google Patents

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EP1353017B1 EP03008146A EP03008146A EP1353017B1 EP 1353017 B1 EP1353017 B1 EP 1353017B1 EP 03008146 A EP03008146 A EP 03008146A EP 03008146 A EP03008146 A EP 03008146A EP 1353017 B1 EP1353017 B1 EP 1353017B1
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Günther Freudenthaler
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
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    • E04B2001/2644—Brackets, gussets or joining plates
    • E04B2001/2648—Brackets, gussets or joining plates located in slots of the elongated wooden members

Definitions

  • the invention relates to a compound according to the preamble of claim 1.
  • wooden and metal parts must regularly be connected to one another load-bearing due to the typical large-scale structures and spans.
  • rod elements must be connected to metal or steel anchors to realize connection nodes of a structural structure sufficiently strong.
  • the metal or steel anchors have strong flange plates or hollow profile sections, which are inserted into corresponding slots or the cross-section of the respective hollow profile adapted recesses of the wood part and fastened there by dowels that the opposite wood and metal surfaces in the overlapping area of interconnected wood and pass metal parts approximately vertically.
  • assembly butt ends of support members of a wood glue construction can be provided at the end of a support member, against a wall or a lintel of a structure be attached that glued between the wood layers of the support member steel slats or attached by mechanical means such as claw plates, screws, dowels or the like to the wood slats and provided at their protruding from the support member ends with rings or the like., Which are hingedly between corresponding rings or the like engage another structural part and with the latter rings by a pin-type connecting means penetrating all rings, which can be fixed with synthetic resin binder, are coupled.
  • the object of the invention is therefore to provide a particularly high-strength and very rigid connection between load-bearing wood and metal elements for timber engineering.
  • the seat of the dowels which expediently consist of a metal similar to the metal anchors, should be substantially improved and strengthened by the adhesive material cast on the dowels.
  • the wood part is solidified by the adhesive material in the longitudinal and transverse directions.
  • connection between the metal anchor and wood part can also absorb significant bending moments and / or torsional moments with any sense of direction.
  • two-component adhesives are used, for example epoxy resins or melamine resins.
  • the body shown in Figs. 1 and 2 has a rectangular cross-section rod-shaped wooden body 1, which is designed as a glued laminated timber part. Within the wooden body 1 are two parallel to the large longitudinal sides of the wood body 1 and formed to the narrow longitudinal sides and to the front ends open slots 2.
  • metal anchor 3 In the aforementioned slots 2 flat-band-like, made of sturdy sheet steel metal anchor 3 are used, which have outstanding free end portions of the front ends of the wooden body 1.
  • the metal anchors 3 are positively connected to the wooden body 1 by metal dowels, which are not shown in Figs. 1 and 2. These metal dowels pass through the metal anchor 3 and the wooden body 1 transversely to the plane of the metal anchor and have a length corresponding to the total thickness of wood body 1 and metal anchor 3 in dowel longitudinal direction.
  • the thickness of the metal armature 3 forming steel sheet is slightly less than the distance of the slots 2 bounding walls of the wood body 1. Accordingly, between the aforementioned walls of the wood body 1 and the facing the longitudinal sides of the metal armature 3 narrow gap formed. These gaps and the annular gaps formed between the contact surfaces of the dowels and the wood body are filled with a two-component epoxy resin, so that after curing of the resin, a solid, highly resilient bond between the wood body 1 and the metal anchors 3 is created.
  • the composite body shown in FIGS. 3 and 4 differs from the composite body of FIGS. 1 and 2 in that the slots 2 have a reduced length in the longitudinal direction of the wood body 1 as well as the areas of the metal anchors 3 received therein.
  • FIGS. 3 and 4 show that the metal anchors 3 are, on the one hand, cast into the slots 2 of the wooden body 1 with two-component epoxy resin and, on the other hand, are additionally fixed by dowels 4, which consist of similar metal as the metal anchors and corresponding holes in the wooden body 1 and in the metal anchors 3 enforce. These holes are aligned perpendicular to the large side surfaces of the wood body 1 and the metal anchor 3. E-ringing the casting of the epoxy resin after arrangement of the dowels 4, so that the dowels 4 are additionally fixed by encapsulation in the wood body 1 and in the metal anchors 3.
  • dowels 4 consist of similar metal as the metal anchors and corresponding holes in the wooden body 1 and in the metal anchors 3 enforce. These holes are aligned perpendicular to the large side surfaces of the wood body 1 and the metal anchor 3. E-ringing the casting of the epoxy resin after arrangement of the dowels 4, so that the dowels 4 are additionally fixed by encapsulation in the wood body 1 and in the metal anchors 3.
  • the dowels 4 according to FIG. 3 are each arranged in two rows.
  • the potting compound is highly resilient parallel to its layer plane, with a load almost linearly increasing, but very small displacement of the metal relative to the wood body 1 occurs.
  • the formation of the free, protruding from the wooden body 1 ends of the metal anchor 3 can be largely adapted to the needs of each installation location in the building as far as possible.
  • the metal armature 3 have smooth side surfaces.
  • the metal anchors 3 at least its section inside the wooden body 1, grooved with groove-like or groove-like depressions aligned transversely to the longitudinal direction of the wooden body 1.
  • the inserted into the wooden body 1 areas of the metal anchor 3 may also have a deviating from a flat band profile, such as a cross-section, and be inserted into corresponding cross slots of the wooden body 1.
  • the metal anchors 3 (at least) within the wood body 1 as a hollow profile with, for example, circular or rectangular cross-section and be taken in wood-body side recesses with a corresponding cross-section.
  • the composite bodies shown can be used both as tension struts and - in particular - as compression struts, wherein the metal anchors form 3 parts stable connection node for connecting the struts to other building parts.
  • the compound according to the invention can also be provided on bent rods or wooden parts.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
    Im Ingenieurholzbau müssen aufgrund der dort typischen großräumigen Strukturen und Spannweiten regelmäßig Holz- und Metallteile miteinander lasttragend verbunden werden. Insbesondere müssen regelmäßig als Brettschichtholzteile ausgebildete Stabelemente an Metall- bzw. Stahlanker angeschlossen werden, um Verbindungsknoten einer Tragwerksstruktur hinreichend belastbar realisieren zu können.
  • Dazu besitzen die Metall- bzw. Stahlanker starke Flanschbleche oder Hohlprofilabschnitte, die in entsprechende Schlitze oder dem Querschnitt des jeweiligen Hohlprofils angepasste Ausnehmungen des Holzteiles eingesetzt und dort durch Dübel befestigt werden, die die einander gegenüberliegenden Holz- und Metallflächen im Überlappungsbereich der miteinander verbundenen Holz- und Metallteile etwa senkrecht durchsetzen.
  • Diese Verbindungen zeichnen sich einerseits durch eine hohe Belastbarkeit und andererseits durch eine gewisse Nachgiebigkeit aus.
  • Gemäß der AT 316 833 können Montagestoßenden von Traggliedern einer Holzleimbaukonstruktion am Ende eines Traggliedes, an einer Wand oder an einem Sturz eines Bauwerkes dadurch befestigt werden, dass zwischen den Holzschichten des Traggliedes Stahllamellen eingeklebt oder mit mechanischen Mitteln wie Krallenplatten, Schrauben, Dübeln oder dergleichen an den Holzlamellen befestigt und an ihren aus dem Tragglied herausragenden Enden mit Ringen oder dgl. versehen sind, die scharnierartig zwischen entsprechende Ringe oder dergleichen eines anderen Bauwerkteiles eingreifen und mit den letzteren Ringen durch ein alle Ringe durchsetzendes stiftartiges Verbindungsmittel, das mit Kunstharzbindemittel fixiert sein kann, gekuppelt sind.
  • Die DE 44 45 018 A1 zeigt, dass die Metallanker in den entsprechend geformten Ausnehmungen der Holzteile auch durch Klebung befestigt werden können, so daß keine Dübel notwendig sind. Außerdem werden in Fig. 11 dieser Druckschrift aufliegend auf den Holzteilen anbringbare Nagelplatten dargestellt, die einerseits mittels an ihnen angeformter Nägel bzw. Stifte oder dgl. mit den Holzteilen verbunden und andererseits zusätzlich mit den Holzteilen flächig verklebt sind.
  • In der DE 39 23 471 A1 ist vorgesehen, an Stab- und Balkenenden oder Zwischenknoten in Schichtholzteilen Metall- oder Stahllamellen zwischen den Holzschichten einzuleimen. Zwischen einigen benachbarten Lamellen kann nach teilweiser Entfernung des an sich dazwischen angeordneten Brettschichtholzes eine Anschlußplatte eingeschoben werden, die dann durch Bolzen gehaltert wird, die entsprechende Bohrungen in der Anschlußplatte, in den Lamellen sowie verbleibenden Brettschichtholzteilen durchsetzt. Eine ähnliche Anordnung wird auch in der DE 41 00 044 A1 dargestellt.
  • Aus der DE 25 43 085 A1 ist es bekannt, an den Enden eines Brettschichtholzteiles zwischen den Brettschichten flachbandartige Schenkel von U-Bügeln einzukleben, und zwar derart, dass die Mittelbereiche der U-Bügel außerhalb des Brettschichtholzteiles zugängliche Ösen bilden. Damit besteht die Möglichkeit, zwei derartige Schichtholzteile derart aneinander anstoßen zu lassen, dass die Ösen der beiden Teile miteinander fluchten. Durch Einsetzen von Bolzen in diese Ösen können dann die beiden Brettschichtholzteile miteinander auf Stoß verbunden werden. Zur Sicherung werden die Bolzen in den Ösen mit Kunstharzbindemittel fixiert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine besonders hoch belastbare und sehr steife Verbindung zwischen lastführenden Holz- und Metallelementen für den Ingenieurholzbau zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Mit der Erfindung wird eine überraschende Erhöhung der Steifigkeit und Belastbarkeit der Verbindung zwischen den Metallankern und dem Holzkörper erreicht.
  • Dies dürfte einerseits darauf zurückzuführen sein, dass die Stahlanker durch ihre Verklebung mit dem Holzteil sehr fest gehalten werden. Andererseits dürfte der Sitz der Dübel, die zweckmäßig aus einem ähnlichen Metall wie die Metallanker bestehen, durch das an den Dübeln vergossene Klebermaterial wesentlich verbessert und verfestigt werden. Im übrigen wird das Holzteil durch das Klebermaterial in Längs- und Querrichtung verfestigt.
  • Vorteilhaft ist, dass die Verbindung zwischen Metallanker und Holzteil auch erhebliche Biegemomente und/oder Torsionsmomente mit beliebigem Richtungssinn aufnehmen kann.
  • Vorzugsweise werden Zwei-Komponenten-Kleber eingesetzt, beispielsweise Epoxitharze bzw. Melanimharze.
  • Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beispielhaft dargestellt werden.
  • Dabei zeigt
    • Fig. 1
    eine Draufsicht eines ersten Holz-Metall-Verbundkörpers,
    Fig. 2
    eine Ansicht dieses Verbundkörpers entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1,
    Fig. 3
    eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht eines zweiten Verbundkörpers und
    Fig. 4
    eine Ansicht dieses Verbundkörpers entsprechend dem Pfeil IV in Fig. 3.
  • Die in der Zeichnung angegebenen Bemessungen sind beispielhaft und sollen keinerlei Beschränkung des Schutzumfanges darstellen.
  • Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Körper besitzt einen im Querschnitt rechteckigen stabförmigen Holzkörper 1, welcher als Brettschichtholzteil ausgebildet ist. Innerhalb des Holzkörpers 1 sind zwei zu den großen Längsseiten des Holzkörpers 1 parallele und zu dessen schmalen Längsseiten sowie zu dessen Stirnenden hin offene Schlitze 2 ausgebildet.
  • In die vorgenannten Schlitze 2 sind flachbandartige, aus stabilem Stahlblech hergestellte Metallanker 3 eingesetzt, die aus den Stirnenden des Holzkörpers 1 herausragende freie Endbereiche besitzen. Die Metallanker 3 sind mit dem Holzkörper 1 durch Metalldübel formschlüssig verbunden, die in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt sind. Diese Metalldübel durchsetzen den Metallanker 3 und den Holzkörper 1 quer zur Ebene des Metallankers und haben eine Länge, die der Gesamtdicke von Holzkörper 1 und Metallanker 3 in Dübellängsrichtung entspricht.
  • Die Dicke des die Metallanker 3 bildenden Stahlbleches ist etwas geringer als der Abstand der die Schlitze 2 begrenzenden Wandungen des Holzkörpers 1. Dementsprechend werden zwischen den vorgenannten Wandungen des Holzkörpers 1 und den zugewandten Längsseiten der Metallanker 3 schmale Spalträume ausgebildet. Diese Spalträume sowie die zwischen den Umgangsflächen der Dübel und dem Holzkörper gebildeten Ringspalte sind mit einem Zwei-Komponenten-Epoxidharz ausgegossen, so dass nach dem Aushärten des Harzes ein fester, hoch belastbarer Verbund zwischen dem Holzkörper 1 und den Metallankern 3 geschaffen wird.
  • Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Verbundkörper unterscheidet sich vom Verbundkörper der Fig. 1 und 2 dadurch, dass die Schlitze 2 in Längsrichtung des Holzkörpers 1 ebenso wie die darin aufgenommenen Bereiche der Metallanker 3 eine verminderte Länge besitzen.
  • Im Übrigen zeigen die Fig. 3 und 4, dass die Metallanker 3 einerseits in die Schlitze 2 des Holzkörpers 1 mit Zwei-Komponenten-Epoxidharz eingegossen und andererseits darüber hinaus durch Dübel 4 fixiert sind, die aus gleichartigem Metall wie die Metallanker bestehen und entsprechende Bohrungen im Holzkörper 1 sowie in den Metallankern 3 durchsetzen. Diese Bohrungen sind senkrecht zu den großen Seitenflächen des Holzkörpers 1 sowie der Metallanker 3 ausgerichtet. E-rindungsgemäß erfolgt das Vergießen des Epoxidharzes nach Anordnung der Dübel 4, so dass auch die Dübel 4 durch Verguß im Holzkörper 1 sowie in den Metallankern 3 zusätzlich fixiert werden.
  • Im Hinblick auf eine besonders starke Verbindung zwischen Metallankern 3 und Holzkörper 1 sind die Dübel 4 gemäß Fig. 3 jeweils in zwei Reihen angeordnet.
  • Grundsätzlich sind jedoch auch nur eine Dübelreihe oder mehr als zwei Dübelreihen möglich.
  • Anstelle des oben genannten Epoxidharzes können grundsätzlich bei allen Ausführungsformen auch andere Kleber, z.B. Melaminharze oder ein Polyurethan-Leim, verwendet werden.
  • Die Vergußmasse ist parallel zu ihrer Schichtebene hochbelastbar, wobei eine mit der Belastung nahezu linear ansteigende, jedoch sehr geringe Verschiebung des Metalls relativ zum Holzkörper 1 auftritt.
  • Die Ausbildung der freien, aus dem Holzkörper 1 herausstehenden Enden der Metallanker 3 kann weitestgehend beliebig an die Bedürfnisse des jeweiligen Einbauortes im Bauwerk angepasst sein.
  • Bei allen zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen besitzen die Metallanker 3 glatte Seitenflächen.
  • Davon abweichend ist es auch möglich, die Metallanker 3, zumindest dessen Abschnitt innerhalb des Holzkörpers 1, geriffelt mit quer zur Längsrichtung des Holzkörpers 1 ausgerichteten rillen- oder rinnenartigen Vertiefungen auszubilden.
  • Bei einer solchen Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, die Breite der Schlitze 2 so zu bemessen, dass die Stahlanker 3 zwischen den Rinnen bzw. Vertiefungen auch durch Kraftschluß innerhalb der Schlitze 2 festgehalten werden, wobei sich das geriffelte Profil der Stahlanker 3 auch etwas in das Holzmaterial "eingraben" kann.
  • Die in den Holzkörper 1 eingeschobenen Bereiche der Metallanker 3 können auch ein von einem Flachband abweichendes Profil, beispielsweise ein Kreuzprofil, besitzen und in entsprechende Kreuzschlitze des Holzkörpers 1 eingeschoben sein.
  • Desweiteren können die Metallanker 3 (zumindest) innerhalb des Holzkörpers 1 auch als Hohlprofil mit beispielsweise kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet und in holzkörperseitige Ausnehmungen mit entsprechendem Querschnitt aufgenommen sein.
  • Die dargestellten Verbundkörper können sowohl als Zugstreben als auch - insbesondere - als Druckstreben eingesetzt werden, wobei die Metallanker 3 Teile stabiler Verbindungsknoten zum Anschluss der Streben an andere Bauwerksteile bilden.
    Im übrigen kann die erfindungsgemäße Verbindung auch an geknickten Stäben oder Holzteilen vorgesehen sein.

Claims (7)

  1. Verbindung zwischen einem lastführenden Holz- bzw. Brettschichtholzteil (1) eines Ingenieurholzbaus und einem Metall- bzw. Stahlanker (3), wobei ein Abschnitt des Metall- bzw. Stahlankers (3) in eine dem Querschnitt des Abschnittes angepasste Ausnehmung oder Aussparung (2) des Holz- bzw. Brettschichtholzteiles (1) eingesetzt und innerhalb desselben mittels Klebung und Dübel (4) formschlüssig befestigt ist, und wobei die Dübel (4), welche eine im wesentlichen der Dicke des Holz- bzw. Brettschichtholzteiles (1) entsprechende Länge aufweisen, das Holz- bzw. Brettschichtholzteil sowie den darin eingesetzten Abschnitt des Metall- bzw. Stahlankers (3) an einander eng benachbart gegenüberliegenden, parallel zu einer Hauptlastrichtung erstreckten Holz- und Metallflächen durchsetzen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dübel (4) zusammen mit dem genannten Abschnitt des Metall- bzw. Stahlankers (3) durch Verguss von Kleber mit dem Holzteil (1) fest verbunden sind.
  2. Verbindung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ausnehmung bzw. Aussparung (2) ein geringes Übermaß gegenüber dem Querschnitt des in der Aussparung aufgenommenen Abschnittes des Metall- bzw. Stahlankers (3) aufweist und die einander gegenüberliegenden Holz- und Metallflächen einen mit dem Kleber ausgegossenen Spaltraum begrenzen.
  3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Metallflächen quer zur Hauptlastrichtung geriffelt sind.
  4. Verbindung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Metall- bzw. Stahlanker innerhalb der Ausnehmung bzw. Aussparung auch durch Kraftschluss festgehalten ist.
  5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Zwei-Komponenten-Kleber vorgesehen ist.
  6. Verbindung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Epoxid- und/oder Melaminharz als Kleber vorgesehen ist.
  7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dübel (4) aus gleichem oder ähnlichem Metall wie die Metallanker (3) bestehen.
EP03008146A 2002-04-10 2003-04-08 Verbindung lastführender Holz- bzw. Brettschichtholzteile mit Metall- bzw. Stahlankern Expired - Lifetime EP1353017B1 (de)

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DE10215795 2002-04-10

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Publication Number Publication Date
EP1353017A2 EP1353017A2 (de) 2003-10-15
EP1353017A3 EP1353017A3 (de) 2004-04-28
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