EP3974599A1

EP3974599A1 - Verfahren zur behandlung von holzdecken in gebäuden, insbesondere von denkmalgeschützten holzdecken in gebäuden

Info

Publication number: EP3974599A1
Application number: EP21198805.0A
Authority: EP
Inventors: Mark Friedrich; Matthias Friedrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2022-03-30
Anticipated expiration: 2041-09-24
Also published as: EP3974599B1; EP3974599C0; DE102020125111A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Holzdecken, bei dem zunächst in eine Holzdecke (7) eines Gebäudes eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Verbundankern (1) ohne Vorbohrung bzw. vorbohrungsfrei eingeschraubt wird, wobei die Verbundanker (1) lediglich mit einem Teilbereich in die Holzdecke (7) eingeschraubt werden und mit einem Schraubenüberstandsbereich (6) aus der Holzdecke ragen, und wobei anschließend ein Ort- und/oder Aufbeton auf die Holzdecke (7) aufgebracht wird, dergestalt, dass die Schraubenüberstandsbereiche (6) der Verbundanker (1) nach dem Aushärten des Ort- und/oder Aufbetons in einer dann gebildeten Betonplatte (5) verankert sind und eine Holzverbunddecke (2) als schubsteife Verbindung zwischen der Holzdecke (7) und der Betonplatte (5) hergestellt ist. Erfindungsgemäß wird die Betonplatte (5) zum zerstörungsfreien Rückbau der Holzverbunddecke (2) wieder entfernt, wobei anschließend die Verbundanker (1) aus der Holzdecke (7) entfernt werden. Dabei verbleibt ein Schraubkanal (22) in der Holzdecke (7). Anschließend wird ein holzaufquellendes Medium (25), insbesondere Wasser oder Wasserdampf, in den Schraubkanal (22) eingebracht, so dass das durch den jeweiligen Verbundanker (1) verdrängte und/oder den Schraubkanal (22) umgebende und/oder ausbildende Holz aufquillt und den Schraubkanal (22) im Wesentlichen füllt und/oder verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Holzdecken in Gebäuden, insbesondere zur Behandlung von denkmalgeschützten Holzdecken in Gebäuden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere im Bereich der Gebäudesanierung stellt die Holz-Beton-Verbundtechnik ein günstiges Verfahren dar, um zum Beispiel bestehende Holzdecken sowohl in statischer Hinsicht (Tragfähigkeit, in bauphysikalischer Hinsicht, Schallschutz, Brandschutz) als auch hinsichtlich einer einfachen Ausführungsart zu ertüchtigen, um weitestgehend Neubaustandard zu erreichen. Zur schubfesten Verbindung bestehender Holzdecken mit einer darauf angeordneten bzw. ausgebildeten Betonplatte, insbesondere einer Aufbeton- oder Ortbetonplatte, werden überwiegend Holzschrauben mit einem speziell geformten Schaft zur Verankerung im Beton eingesetzt, die als Verbundanker oder Verbundschrauben bezeichnet werden. Konkret werden hierbei die Verbundanker zum Beispiel in einem Winkel von 45° mit einem Schraubenschaft mit einem daran ausgebildeten Holzgewinde in die Holzdecke soweit eingeschraubt, dass ein zur Verankerung in der Betonschicht dienender oberer Betonschaftbereich über die Holzdecke übersteht. Anschließend wird ein Aufbeton von ca. 6 bis 10cm Stärke aufgebracht, in dem der Betonschaftbereich des Verbundankers aufgenommen und verankert ist, so dass nach dem Aushärten des Betons die gewünschte schubfeste Verbindung zwischen den Holzdecken und der Betonplatte das gegenseitige Verschieben verhindern. Bei einer Holzbalkendecke als Holzdecke erfolgt das Einschrauben der Verbundanker regelmäßig lediglich in die Holzbalken, und zwar regelmäßig durch eine Holzschalung hindurch. Bei als Brettstapeldecken ausgeführten Holzdecken werden die Verbundanker dagegen bevorzugt in die Brettstapelplatte eingeschraubt.
Insbesondere in Verbindung mit dem Denkmalrecht bzw. mit dem Denkmalschutz besteht die Notwendigkeit, dass Hinzufügungen ein Denkmal nicht verfälschen dürfen und vor allem reversibel sein sollen. Der Grundsatz der Reversibilität dient dabei der Absicht, die historische Substanz als Träger historischer oder künstlerischer Aussagen möglichst unversehrt zu lassen. Das Ziel aller konservatorischen Maßnahmen ist es daher, dem Zerfall der Denkmalsubstanz entgegenzuwirken, ohne sie dabei wesentlich zu verändern. Eingriffe in den Denkmalbestand bedeuten immer auch dessen Veränderung und sind deshalb unter Wahrung der Authentizität des Denkmals, insbesondere der Geschichtlichkeit und des Alterswertes, auf das Notwendigste zu beschränken. Baumaßnahmen sind somit unter dem Gesichtspunkt der Substanzerhaltung zu sehen und somit bevorzugt so auszuführen, dass jederzeit eine Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes erreicht werden kann, also die historische Bausubstanz nach dem Rückbau nicht beschädigt ist. Dies ist bei Holzverbunddecken nicht möglich, da zwar grundsätzlich die Betonplatte relativ gut entfernt werden kann, beim Entfernen der Verbundanker jedoch stets ein Schraubkanal zurückbleibt, was als Beschädigung der historischen Bausubstanz und damit juristisch gesehen als Mangel gewertet wird, der eventuell zu Schadensersatzansprüchen führen kann. Die Beschädigung der denkmalgeschützten Holzdecke ist umso größer, wenn, wie dies oftmals der Fall ist, die Verbundanker mit Hilfe einer Vorbohrung gesetzt werden bzw. wenn, was ebenfalls regelmäßig der Fall ist, die Verbundanker beim Herausdrehen abbrechen und somit im Schraubkanal verbleiben. Im letzteren Falle ist es dann gegebenenfalls auch notwendig, die abgebrochenen Schraubenschäfte aus dem Holz herauszuschneiden, was zu einem noch größeren Schaden führt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung von Holzdecken in Gebäuden, insbesondere zur Behandlung von denkmalgeschützten Holzdecken in Gebäuden, zur Verfügung zu stellen, mittels dem Holzverbunddecken auf einfache Weise hergestellt und im Wesentlichen zerstörungsfrei rückgebaut werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Anspruch 1 betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Holzdecken, bei dem zunächst in eine Holzdecke eines Gebäudes eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Verbundankern eingeschraubt wird. Die Verbundanker werden dabei lediglich mit einem Teilbereich in die Holzdecke eingeschraubt und ragen mit einem Schraubenüberstandsbereich aus der Holzdecke. Anschließend wird ein Ortbeton und/oder Aufbeton auf die Holzdecke aufgebracht, dergestalt, dass die Schraubenüberstandsbereiche der Verbundanker nach dem Aushärten des Ort- bzw. Aufbetons in einer dann gebildeten Betonplatte verankert sind und eine Holzverbunddecke als schubsteife Verbindung zwischen der Holzdecke und der Betonplatte hergestellt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verbundanker ohne Vorbohrung bzw. vorbohrungsfrei in die Holzdecke eingeschraubt werden. Zum reversiblen und/oder zerstörungsfreien Rückbau der Holzverbunddecke wird die Betonplatte wieder entfernt und werden anschließend die Verbundanker aus der Holzdecke entfernt, wobei ein Schraubkanal in der Holzdecke verbleibt. Weiter anschließend wird ein holzaufquellendes Medium, insbesondere Wasser oder Wasserdampf, in den Schraubkanal eingebracht, so dass das durch den jeweiligen Verbundanker verdrängte (da keine Holzspanabnahme erfolgt) und/oder den Schraubkanal umgebende und/oder ausbildende Holz aufquillt und den Schraubkanal im Wesentlichen füllt und/oder verschließt.
Mit einem derartigen Verfahren kann somit einerseits eine gewünschte schubsteife Verbindung zwischen der Holzdecke und der Betonplatte hergestellt werden, und zum anderen auch ein zerstörungsfreier Rückbau der Holzverbunddecke gewährleistet werden, da das Verschließen des Schraubkanals mittels des holzaufquellenden Mediums bewirkt, dass keine als Schaden angesehenen Schraubkanäle im Bereich der Holzdecke verbleiben. Damit lassen sich insbesondere die Reversibilitätsforderungen gemäß Denkmalrecht vollumfänglich erfüllen und Beschädigungen der historischen Bausubstanz vermeiden. Kurzum es werden Ergänzungen an Denkmalen möglich, die den Denkmalwert konstituieren, ihn aber nicht zerstören.
Die Holzdecke selbst kann eine, eine Holzbalkenlage aufweisende Holzbalkendecke sein, wobei die Verbundanker wenigstens in die Holzbalken der Holzbalkenlage eingeschraubt werden. Alternativ kann die Holzdecke auch eine, eine Brettstapelplatte aufweisende Brettstapeldecke sein, wobei die Verbundanker dann bevorzugt wenigstens in die Brettstapelplatte der Brettstapeldecke eingeschraubt werden.
Bevorzugt ist wenigstens eine Reihe von sich in eine definierte Richtung erstreckenden und in Erstreckungsrichtung voneinander beabstandeten Verbundankern vorgesehen, und zwar bevorzugt dergestalt, dass sich die wenigstens eine Reihe von Verbundankern entlang wenigstens eines Holzbalkens der Holzbalkendecke erstreckt. Analoges gilt selbstverständlich in Verbindung mit einer Brettstapeldecke. Der besondere Vorteil einer derartigen Reihenanordnung liegt darin, dass die Betonplatte entlang der Reihe von Verbundankern gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung so eingeschnitten oder durchgeschnitten werden kann, dass die mit Verbundankern versehenen Betonplattenteile streifenartig ausgebildet sind. Denn zum zerstörungsfreien Rückbau der Holzverbunddecke ist bevorzugt vorgesehen, dass die Betonplatte mittels einer Schneidvorrichtung, zum Beispiel mittels eines Fugenschneiders (nass oder trocken), zerteilt wird, und zwar insbesondere dergestalt zerteilt wird, dass sowohl verbundankerfreie Betonplattenteile als auch mit Verbundankern versehene Betonplattenteile entstehen. Während die verbundankerfreien Betonplattenteile einfach von der Holzdecke abgehoben werden können, müssen die mit Verbundankern versehenen Betonplattenteile mittels einer Schlagvorrichtung, zum Beispiel mittels eines Hammers (Vorschlaghammer und/oder Bohrhammer), bearbeitet werden, um die Verbundanker freizuschlagen, so dass diese freiliegen. Diese freiliegenden Verbundanker werden dann bevorzugt mittels eines Drehschraubers aus der Holzdecke gedreht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung ist vorgesehen, dass der Schraubkanal vom Schraubkanalgrund her mit dem holzaufquellenden Medium aufgefüllt wird. Dieses Auffüllen vom Schraubkanalgrund her stellt ein funktionssicheres, zuverlässiges Verschließen des gesamten Schraubkanals sicher. Wird dagegen der Schraubkanal von der Schraubkanalmündungsseite bzw. von der Schraubkanaloberseite her befüllt, kann es gegebenenfalls zur Ausbildung von Bereichen kommen, in denen das Holz nicht bzw. nicht ausreichend aufquillt, um den Schraubkanal zu füllen.
Das holzaufquellende Medium kann grundsätzlich mittels jeder geeigneten Vorrichtung in den Schraubkanal eingebracht werden. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der das holzaufquellende Medium mittels einer in den Schraubkanal einführbaren Kanüle vom Schraubkanalgrund her in den Schraubkanal injiziert wird. Die Begrifflichkeit "Kanüle" ist hierbei ausdrücklich in einem weiten Sinne zu verstehen und umfasst jedwede Hohlnadelanordnung bzw. Schlauchanordnung, mittels der das holzaufquellende Medium in den Schraubkanal eingebracht bzw. injiziert werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn die Kanüle während des Injektionsvorgangs, vorzugsweise im Wesentlichen kontinuierlich, aus dem Schraubkanal herausgezogen wird. Damit lässt sich ein besonders funktionssicheres und vollständiges Verschließen bzw. Auffüllen des Schraubkanals sicherstellen.
Grundsätzlich kann zudem jedes geeignete holzaufquellende Medium verwendet werden. Wie die erfinderseitigen Versuche gezeigt haben, lassen sich hervorragende Ergebnisse mit herkömmlichem Wasser erreichen, das ein natürlicher Stoff ist. Besonders vorteilhaft ist hierbei der Einsatz von heißem Wasser, höchst bevorzugt von über 40° heißem Wasser, oder aber auch von Wasserdampf. Die erhöhte Temperatur des holzaufquellenden Mediums bzw. in der bevorzugten Ausführungsform des Wassers bewirkt ein schnelleres Eindiffundieren des Wassers in das den Schraubkanal umgebende bzw. ausbildende Holz und damit ein schnelleres Aufquellen des Holzes im Bereich des Schraubkanals, um diesen zu füllen bzw. zu verschließen.
Wie die erfinderseitigen Versuche weiter gezeigt haben, ist das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich mit jedem in der Praxis üblichen Verbundanker anwendbar. Besonders vorteilhaft ist jedoch ein Verbundanker, der eine besonders hohe Duktilität aufweist. Ein solcher Verbundanker wird nachfolgend näher beschrieben:
Bevorzugt wird ein, auch als Verbundschraube bezeichneter, Verbundanker vorgesehen, der einen Schraubenschaft mit einem endseitigen Werkzeugansatz, zum Beispiel einen Schraubenkopf, aufweist, an den sich in Schraubenschaftlängsrichtung gesehen zum gegenüberliegenden Ende hin in dieser Reihenfolge ein im montierten Zustand im Beton verankerbarer oberer Betonschaftbereich und ein im montierten Zustand im Holz verankerbarer unterer Holzschaftbereich anschließt, wobei der Holzschaftbereich wenigstens bereichsweise mit einem durch Kaltverformung, insbesondere durch Aufrollen, hergestellten Holzgewinde versehen ist. Gegebenenfalls kann auch der obere Betonschaftbereich wenigstens bereichsweise kaltverformt sein und eine erhabene Struktur, zum Beispiel eine Gewindestruktur, aufweisen. Weiter ist vorgesehen, dass der Verbundanker bzw. der den Verbundanker ausbildende Schraubenschaft ungehärtet ist, so dass der Verbundanker eine hohe Duktilität aufweist. Vorteilhaft weist der das Holzgewinde aufweisende kaltverformte und ungehärtete Holzschaftbereich eine Zugtragfähigkeit auf, die maximal 0,5 kN bis 10,0 kN, bevorzugt 1,0 bis 8,0 kN größer ist als die Zugtragfähigkeit dieses kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereichs in Einschraubhölzern mit einer Holz-Rohdichte von 310kg/m³ bis 500kg/m³, bevorzugt von in etwa 350kg/m³, sowie bevorzugt bezogen auf einen Einschraubwinkel im Einschraubholz von 20 bis 90 Grad, bevorzugt von 40 bis 50 Grad, insbesondere von 45 Grad.
Mit einem derartigen ungehärteten Verbundanker lassen sich eine Reihe von Vorteilen erzielen:
Während nämlich die gehärteten Verbundanker eine solche Zugtragfähigkeit aufweisen, die in einem erheblichen Maße über deren Zugtragfähigkeit in den Einschraubhölzern liegt, das heißt die Verbundanker also völlig überdimensioniert sind, wird mit dem hier bevorzugt vorgesehenen Verbundanker eine Verbundelement für ein als Holzverbunddecke ausgebildetes Holz-Beton-Tragwerk zur Verfügung gestellt, der mit hinreichender Genauigkeit den Anforderungen an die Zugtragfähigkeit in den gängigen Einschraubhölzern genügt und damit die Ausbildung einer schubfesten Verbindung von Holzdecken mit Betonschichten auf eine wirtschaftliche und preiswertere Art und Weise ermöglicht.
Darüber hinaus neigt ein gegenüber einem gehärteten Schraubenschaft eine wesentlich höhere Duktilität aufweisender Verbundanker im praktischen Einsatz wesentlich weniger zum Abreißen als die gehärteten Verbundanker, die aufgrund ihres gehärteten Zustandes relativ leicht zum Sprödbruch neigen.
Der kaltverformte ungehärtete Holzschaftbereich soll bevorzugt eine Zugtragfähigkeit aufweisen, die größer ist als die Zugtragfähigkeit des Schraubenschaftes vor der Kaltverformung, bevorzugt um 10% bis 20% größer ist als die Zugtragfähigkeit des Schraubenschaftes vor der Kaltverformung, vorzugsweise jeweils bezogen auf eine Festigkeit des Stahl-Grundmaterials von wenigstens 580 N/mm².
Weiter ist es vorteilhaft, wenn der kaltverformte ungehärtete Holzschaftbereich eine Zugtragfähigkeit von 16,0 kN bis 18,0 kN aufweist, höchst bevorzugt von 16,5 kN bis 16,8 kN aufweist, und dies bevorzugt jeweils bei einer Festigkeit des Stahl-Grundmaterials von wenigstens 580N/mm². Die Zugtragfähigkeit wird hier bis zum Fließen gemessen. Eine derartige Zugtragfähigkeit des kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereichs ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Schraubenschaft bzw. der Holzschaftbereich vor der Kaltverformung eine Zugtragfähigkeit von maximal 15,5 kN, bevorzugt von 11,5 kN bis 15,5 kN, höchst bevorzugt von 12,5 kN bis 15,4 kN aufweist, und dies bevorzugt bei einer Festigkeit des Stahl-Grundmaterials von wenigstens 580N/mm². Auch hier wird die Zugtragfähigkeit wieder bis zum Fließen gemessen. Der wesentliche Vorteil eines derartig ausgebildeten Verbundankers für Holzverbunddecken liegt darin, dass hier die Festigkeit des Schraubenschaftes nach der Kaltverformung lediglich um maximal 10 % bis 30%, bevorzugt maximal um 10 % bis 20%, gegenüber derjenigen vor der Kaltumformung erhöht ist, was sich insgesamt vorteilhaft auf die Duktilität der Schraube auswirkt und zudem die wirtschaftliche Herstellung ermöglicht.
Weiter weist der kaltverformte ungehärtete Holzschaftbereich in den Einschraubhölzern bevorzugt eine Zugtragfähigkeit von 10,0 kN bis 15,5 kN auf, und zwar bevorzugt bei einer Verankerungslänge im Einschraubholz von 100 mm bis 140 mm, insbesondere von 115 mm bis 125 mm sowie höchst bevorzugt von in etwa 120 mm. Die Zugtragfähigkeit ist hier bis zum Ausreißen gemessen.
Das Abdrehmoment des Verbundankers beträgt bevorzugt wenigstens 11 Nm und/oder höchstens 19 Nm, so dass der Verbundanker eine ausreichend hohe Sicherheit gegen Abdrehen aufweist.
Der Eindrehwiderstand des Verbundankers in das Einschraubholz beträgt bevorzugt wenigstens 7,0 Nm und/oder höchstens 9,0 Nm. Ein derartiger Eindrehwiderstand ermöglicht somit ein vorteilhaftes, komfortables Eindrehen eines Verbundankers bei geringem Kraftaufwand.
Ein wesentlicher Vorteil eines derartigen Verbundankers liegt insbesondere auch darin, dass dieser bei einem Abbiegen und anschließenden Rückbiegen nicht nur nicht brechen, sondern nach wie vor eine für den praktischen Einsatz in einer Holzverbunddecke vollkommen ausreichende Restzugtragfähigkeit aufweisen. Wie die erfinderseitigen Versuche gezeigt haben, beträgt die Zugtragfähigkeit des Verbundankers nach einem Ver- bzw. Abbiegen des ungehärteten oberen Betonschaftbereichs relativ zum kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich und einem anschließenden Rückbiegen des ungehärteten oberen Betonschaftbereichs in die Richtung der Schraubachse wenigstens 80% der Zugtragfähigkeit vor dem Abbiegen und Rückbiegen. Insbesondere beträgt die Zugtragfähigkeit nach dem Abbiegen und Rückbiegen wenigstens 10 kN, bevorzugt wenigstens 11 kN, höchst bevorzugt in etwa 11 kN bis 16 kN.
Besonders vorteilhaft sind Verbundanker, bei denen der kaltverformte ungehärtete Holzschaftbereich einen Gewinde-Kerndurchmesser von 5,3 mm bis 5,8 mm und einen Gewinde-Nenndurchmesser bzw. einen Gewinde-Außen-Durchmesser von 8,0 mm bis 8,5 mm aufweist. Mit einem derartigen relativ tief ausgerollten Gewinde lässt sich eine sehr gute gewünschte Traglast des Verbundankers erzielen. Hervorragende Zugtragfähigkeiten haben sich zudem bei einem Flankenwinkel der beiden von der Flankenspitze ausgehenden Gewindeflanken von 30 Grad bis 35 Grad und/oder bei einer Gewindesteigung von 3,0 mm bis 3,5 mm ergeben.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der ungehärtete Betonschaftbereich, wenigstens im Übergangsbereich zum kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich, bevorzugt jedoch über seine gesamte Länge dicker, insbesondere mit einem größeren Schaftdurchmesser ausgebildet ist als ein den Gewinde-Kerndurchmesser definierender Schaftbereich des kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereichs. Dieser ungehärtete Betonschaftbereich ist im Übergangsbereich zum kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich bevorzugt konisch verjüngt ausgebildet. Mit einem derartigen Aufbau werden stufen- bzw. kantenartige Durchmessersprünge vermieden und damit ein fließender Übergang geschaffen, so dass eine unerwünschte Kerbwirkung in diesem Bereich zuverlässig vermieden werden kann. Des Weiteren kann in einer vorteilhaften Doppelfunktion dieser konisch verjüngte Übergangsbereich gleichzeitig während des Einschraubvorgangs auch dazu dienen, dem Werker anzuzeigen, dass das Ende des Holzgewindes erzielt ist und der Einschraubvorgang beendet werden kann.
Der ungehärtete Betonschaftbereich kann gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung zudem mit einer erhabenen Oberflächenstruktur versehen sein, um gegebenenfalls die Verankerung des Verbundankers im Beton zu erhöhen. Die erhabene Oberflächenstruktur kann sich dabei über wenigstens einen Teilbereich des ungehärteten Betonschaftbereiches erstrecken und zum Beispiel durch ein, vorzugsweise kaltverformtes, Betonschaftgewinde gebildet sein. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang ein Betonschaftgewinde, das im Übergangsbereich zwischen dem ungehärteten Betonschaftbereich und dem ungehärteten kaltverformten Holzschaftbereich in das Holzgewinde übergeht, weil dadurch dann auf funktionssichere Weise eine kerbenähnliche Materialschwächung beim Übergang zwischen den Gewindebereichen zuverlässig vermieden wird. Auch diese, wenngleich kleinen, Maßnahmen dienen vorteilhaft dazu, die Zugtragfähigkeit des Verbundankers insgesamt zu erhöhen und vor allem deren Abreiß- und Ausreißfestigkeit zu erhöhen.
Besonders bevorzugt kann das Betonschaftgewinde hierbei Gewindeflanken aufweisen, die von der Flankenspitze weg zu, bezogen auf die Schaftlängsrichtung, beiden Seiten der Flankenspitze hin unter einem flachen Winkel von 100 Grad bis 150 Grad, bevorzugt von in etwa 120 Grad, gegen die Schaftlängsachse abfallen, und zwar bevorzugt bei einer Gewindesteigung von wenigstens 5,0 mm.
Auch im Übergangsbereich des als Schraubenkopf ausgebildeten Werkzeugansatzes zum ungehärteten Betonschaftbereich kann der Schraubenschaft dicker, insbesondere mit einem größeren Schaftdurchmesser, ausgebildet sein als ein sich daran anschließender Schaftbereich des ungehärteten Betonschaftbereichs. Beispielsweise kann dieser Übergangsbereich wiederum zur Realsierung eines weichen, fließenden Übergangs zum ungehärteten Betonschaftbereich hin konisch verjüngt sein. Damit wird auch im Bereich des hochbelasteten Werkzeugansatzes eine hohe Abreißfestigkeit hergestellt.
Beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung werden nachfolgend anhand mehrerer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines bevorzugten Verbundankers für eine Holzverbunddecke,
Fig. 2: eine beispielhafte Anordnung mehrerer in der Figur 1 dargestellter Verbundanker in einer Holzverbunddecke,
Fig. 3: schematisch den ersten Schritt des Rückbaus der Holzverbunddecke, bei dem die Betonplatte mittels einer Schneidvorrichtung zerteilt wird,
Fig. 4: das Abheben der verbundankerfreien Betonplattenteile,
Fig. 5: das Freischlagen der Verbundanker mittels eines hier beispielhaft verwendeten Bohrhammers,
Fig. 6: das Herausdrehen der freiliegenden Verbundanker aus der Holzdecke,
Fig. 7: eine schematische, vergrößerte Detailansicht eines freigelegten Verbundankers,
Fig. 8: eine Darstellung gemäß Fig. 7 mit herausgedrehtem Verbundanker und verbleibendem hohlen Schraubkanal,
Fig. 9: das Einführen einer Kanüle in den Schraubkanal und das Einbringen von heißem Wasser zum Aufquellen des Holzes im Bereich des Schraubkanals, und
Fig. 10: den aufgequillten und verschlossenen Schraubkanal.

In der Fig. 1 ist eine schematische und beispielhafte Ausführungsform eines bevorzugten Verbundankers 1 für eine beispielhaft in der Fig. 2 dargestellte Holzverbunddecke 2 dargestellt.
Dieser Verbundanker 1 besteht aus einem Schraubenschaft 3 aus einem Stahl-Grundmaterial, das vor der nachfolgend noch näher beschriebenen Kaltverformung zur Ausbildung eines Holzgewindes eine Festigkeit von zum Beispiel 580 N/mm² aufweist. Dieser Schraubenschaft 3 weist einen Schraubenkopf 4 als endseitigen Werkzeugansatz auf, der hier lediglich beispielhaft mit einem Außenmehrkant und einem inneren Inbusansatz versehen ist. Selbstverständlich sind auch andere Geometrien möglich. An diesen Schraubenkopf 4 schließt sich in Schraubenkopflängsrichtung gesehen zum gegenüberliegenden, "spitzen" Ende hin in dieser Reihenfolge ein im montierten Zustand (Fig. 2) in einer Betonschicht bzw. Betonplatte 5 verankerbarer oberer Betonschaftbereich 6 und ein im montierten Zustand im Holz (Fig. 2: Holzbalkendecke 7) verankerbarer unterer Holzschaftbereich 8 an, wobei der Holzschaftbereich 8 hier mit einem durch Kaltverformung, zum Beispiel durch Ausrollen, hergestellten Holzgewinde 9 versehen ist.
Der gesamte Schraubenschaft 3 und damit der gesamte Verbundanker 1 ist ungehärtet.
Beispielsweise weist der kaltverformte ungehärtete Holzschaftbereich hier einen Gewinde-Kerndurchmesser von 5,8 mm und einem Gewinde-Nenndurchmesser bzw. Gewinde-Außendurchmesser von 8,5 mm auf, bei einem Flankenwinkel gemessen von der Flankenspitze weg und bezogen auf die beiden angrenzenden Gewindeflanken von 30 Grad bzw. einer beispielhaften Gewindesteigung von 3,2 mm.
Der ungehärtete Betonschaftbereich 6 ist im Übergangsbereich 10 zum kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich 8, wie dargestellt, dicker bzw. mit einem größeren Schaftdurchmesser ausgebildet als der den Gewinde-Kerndurchmesser definierende Schaftbereich des kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereichs 8, wobei dieser ungehärtete Betonschaftbereich 6 im Übergangsbereich 10 zum kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich 8 hin konisch verjüngt ist und somit ein weicher, fließender Übergang zwischen dem Holzschaftbereich 8 und dem Betonschaftbereich 6 geschaffen wird.
Der ungehärtete Betonschaftbereich 6 ist hier ebenfalls mit einer erhabenen Oberflächenstruktur versehen, und zwar hier beispielhaft mit einem Betonschaftgewinde 11, das im Übergangsbereich 10 unmittelbar in das Holzgewinde 9 übergeht. Auch diese Oberflächenstruktur bzw. konkret das Betonschaftgewinde 11 ist bevorzugt ein durch Kaltverformung hergestelltes Gewinde, wobei die Gewindeflanken des Betonschaftgewindes 11 von der Flankenspitze weg zu, bezogen auf die Schaftlängsrichtung, beiden Seiten der Flankenspitze hin unter einem flachen Winkel abfallen. Die flach abfallenden Gewindeflanken schließen hier einen Abfallwinkel von 120 Grad ein.
Die Gewindesteigung des Betonschaftgewindes beträgt hier beispielsweise 6 mm bei einem Kern-Durchmesser von 7,4 mm und einem Gewinde-Nenn- bzw. -Außendurchmesser von 9 mm.
Auch im Übergangsbereich 12 vom Schraubenkopf 4 zum ungehärteten Betonschaftbereich 6 ist der Schraubenschaft 3 dicker bzw. mit einem größeren Schaftdurchmesser ausgebildet als der sich daran anschließende Schaftbereich des ungehärteten Betonschaftbereichs 6, wobei dieser Übergangsbereich 12 auch hier wiederum bevorzugt konisch verjüngt ist.
Der hier beispielhaft dargestellte Verbundanker 1 weist im kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich beispielsweise eine Zugtragfähigkeit von 16,7 kN auf und eine Zugtragfähigkeit in Einschraubhölzern mit einer Holz-Rohdichte von bevorzugt in etwa 350 kg/m³, bezogen auf einen Einschraubwinkel von 45 Grad (siehe Fig. 2), eine Zugtragfähigkeit von 14,5 kN auf. Dies zum Beispiel bezogen auf eine Verankerungslänge im Einschraubholz von 120 mm. Damit ist sichergestellt, dass die Zugtragfähigkeit des Verbundankers 1 größer ist als die Zugtragfähigkeit bzw. Ausreißfestigkeit im Einschraubholz, so dass eine funktionssichere Verankerung des Verbundankers 1 in Holzbalkendecken 7 möglich ist.
Die Holzbalkendecke 7 in der Fig. 2 besteht hier beispielhaft aus einem oder mehreren tragenden Holzbalken 13, der eine aus mehreren Holzbrettern 14 bestehende Holzschalung 15 trägt, auf der hier lediglich beispielhaft Baufolien 16 aufgebracht sind. Wie in der Fig. 2 dargestellt, werden die Verbundanker 1 mit ihren kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereich 8 bis zum Übergangsbereich 10 in die Holzbalkendecke 7 eingeschraubt, und zwar hier beispielhaft unter einem 45 Grad Winkel, so dass der ungehärtete Betonschaftbereich 6 die Holzbalkendecke 7 überragt. Anschließend wird dann zur Ausbildung einer Betonplatte 5 Beton aufgegossen, so dass nach dem Aushärten des Betons eine entsprechend gewünschte schubfeste Holzverbunddecke 2 als Holz-Beton-Tragwerkverbund ausgebildet ist. In diesem ausgehärteten Zustand des Betons ist der Betonschaftbereich 6 sicher in der Betonplatte 5 aufgenommen und verankert.
Soll nunmehr eine derartige Holzverbunddecke 2, zum Beispiel aus denkmalrechtlichen Gründen, wieder rückgebaut werden, lässt sich dies mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung einfach bewerkstelligen, was nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 3 bis 10 näher erläutert wird:
So wird zunächst, wie in der Fig. 3 schematisch dargestellt, die Betonplatte 5 mittels einer Schneidvorrichtung 17, zum Beispiel mittels eines Nass- oder Trockenfugenschneiders, entlang einer Reihe von Verbundankern 1 so eingeschnitten bzw. durchgeschnitten, dass zum einen verbundankerfreie Betonplattenteile 19 und zum anderen mit Verbundankern 1 versehene Betonplattenteile 18 entstehen.
Wie dies insbesondere aus der um 90° gedrehten Ansicht der Fig. 4 ersichtlich ist (siehe Koordinatensystem x-y-z), wird die Betonplatte 5 hierbei jeweils so links und rechts neben der Reihe von Verbundankern 1 eingeschnitten bzw. durchgeschnitten, dass die mit Verbundankern 1 versehenen Betonplattenteile 18 streifenartig ausgebildet sind.
Wie dies aus der Fig. 4 weiter ersichtlich ist, werden dann anschließend die verbundankerfreien Betonplattenteile 19 mit einem geeigneten Werkzeug von der Holzbalkendecke 7 abgehoben, so dass nur noch die mit den Verbundankern 1 versehenen streifenartigen Betonplattenteile 18 verbleiben.
Diese mit Verbundankern 1 versehenen Betonplattenteile 18 werden dann mittels einer Schlagvorrichtung 20, zum Beispiel mittels eines Bohrhammers, bearbeitet, wodurch die Verbundanker 1 freigeschlagen werden und freiliegen (siehe auch Fig. 6). Diese freiliegenden Verbundanker 1 können dann zum Beispiel mittels eines Drehschraubers 21 aus der Holzbalkendecke 7 gedreht werden, wie dies ebenfalls schematisch in der Fig. 6 dargestellt ist.
Die Fig. 7 zeigt eine vergrößerte, schematische Prinzipdarstellung eines nach dem Rückbau und Entfernen der Betonplatte 5 freiliegenden Verbundankers 1. Wird dieser Verbundanker 1 aus der Holzbalkendecke 7 entfernt, verbleibt, was schematisch und beispielhaft in der Fig. 8 dargestellt ist, ein Schraubkanal 22 in der Holzbalkendecke 7.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre wird nunmehr, wie in der Fig. 9 dargestellt, beispielsweise eine Hohlnadel bzw. Kanüle 23 in den Schraubkanal 22 eingeführt, und zwar dergestalt, dass der Schraubkanal 22 vom Schraubkanalgrund 24 mittels eines holzaufquellenden Mediums befüllt wird, das bevorzugt und beispielhaft heißes Wasser 25 (siehe Fig. 9) ist. Dabei wird die Kanüle, was in der Fig. 9 mit dem Pfeil 26 angedeutet ist, während des Injektionsvorgangs, beispielsweise im Wesentlichen kontinuierlich, aus dem Schraubkanal 22 herausgezogen, so dass dadurch der Schraubkanal 22 im Wesentlichen entlang seiner gesamten Länge mit heißem Wasser bzw. mit dem holzaufquellenden Medium befüllt bzw. benetzt ist.
Dieses in den Schraubkanal 22 eingebrachte heiße Wasser bewirkt dann ein Aufquellen des Holzes im Bereich des Schraubkanals 22, wodurch der Schraubkanal 22, wie in der Fig. 10 schematisch dargestellt, wieder im Wesentlichen mit einem Holzmaterial verschlossen bzw. aufgefüllt ist.

Bezugszeichen

1: Verbundanker
2: Holzverbunddecke
3: Schraubenschaft
4: Schraubenkopf
5: Betonplatte
6: oberer Betonschaftbereich
7: Holzbalkendecke
8: unterer Holzschaftbereich
9: Holzgewinde
10: Übergangsbereich
11: Betonschaftgewinde
12: Übergangsbereich
13: Holzbalken
14: Holzbretter
15: Holzschalung
16: Baufolie
17: Schneidvorrichtung
18: Betonplattenteile (mit Verbundankern)
19: Betonplattenteile (verbundankerfrei)
20: Schlagvorrichtung
21: Drehschrauber
22: Schraubkanal
23: Kanüle
24: Schraubenkanalgrund
25: heißes Wasser
26: Pfeil

Claims

Verfahren zur Behandlung von Holzdecken,
bei dem zunächst in eine Holzdecke (7) eines Gebäudes eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Verbundankern (1) eingeschraubt wird,
wobei die Verbundanker (1) lediglich mit einem Teilbereich in die Holzdecke (7) eingeschraubt werden und mit einem Schraubenüberstandsbereich (6) aus der Holzdecke ragen,
wobei anschließend ein Ort- und/oder Aufbeton auf die Holzdecke (7) aufgebracht wird, dergestalt, dass die Schraubenüberstandsbereiche (6) der Verbundanker (1) nach dem Aushärten des Ort- und/oder Aufbetons in einer dann gebildeten Betonplatte (5) verankert sind und eine Holzverbunddecke (2) als schubsteife Verbindung zwischen der Holzdecke (7) und der Betonplatte (5) hergestellt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbundanker (1) ohne Vorbohrung bzw. vorbohrungsfrei in die Holzdecke eingeschraubt werden,
dass zum reversiblen und/oder zerstörungsfreien Rückbau der Holzverbunddecke (2) die Betonplatte (5) wieder entfernt wird,
dass anschließend die Verbundanker (1) aus der Holzdecke (7) entfernt werden, wobei ein Schraubkanal (22) in der Holzdecke (7) verbleibt, und
dass weiter anschließend ein holzaufquellendes Medium (25), insbesondere Wasser oder Wasserdampf, in den Schraubkanal (22) eingebracht wird, so dass das durch den jeweiligen Verbundanker (1) verdrängte und/oder den Schraubkanal (22) umgebende und/oder ausbildende Holz aufquillt und den Schraubkanal (22) im Wesentlichen füllt und/oder verschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzdecke (7) eine, eine Holzbalkenlage aufweisende Holzbalkendecke ist und die Verbundanker (1) wenigstens in die Holzbalken (13) der Holzbalkenlage eingeschraubt werden oder dass die Holzdecke eine, eine Brettstapelplatte aufweisende Brettstapeldecke ist und die Verbundanker wenigstens in die Brettstapelplatte der Brettstapeldecke eingeschraubt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Reihe von sich in eine definierte Richtung erstreckenden und in Erstreckungsrichtung voneinander beabstandeten Verbundankern (1) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Reihe von Verbundankern (1) entlang wenigstens eines Holzbalkens (13) der Holzbalkendecke erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonplatte (5) mittels einer Schneidvorrichtung (17), insbesondere mittels eines Fugenschneiders, zerteilt wird, insbesondere dergestalt zerteilt wird, dass sowohl verbundankerfreie Betonplattenteile (19) als auch mit Verbundankern versehene Betonplattenteile (18) entstehen.
Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonplatte (5) entlang der Reihe von Verbundankern (1) so eingeschnitten oder durchgeschnitten wird, dass die mit Verbundankern (1) versehenen Betonplattenteile (18) streifenartig ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verbundankerfreien Betonplattenteile (19) von der Holzdecke (7) abgehoben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Verbundankern (1) versehenen Betonplattenteile (18) mittels einer Schlagvorrichtung (20), insbesondere mittels eines Hammers, bearbeitet und die Verbundanker (1) frei geschlagen werden, so dass diese freiliegen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freiliegenden Verbundanker (1), vorzugsweise mittels eines Drehschraubers (21), aus der Holzdecke (7) gedreht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubkanal (22) vom Schraubkanalgrund (24) her mit dem holzaufquellenden Medium (25) aufgefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das holzaufquellende Medium (25) mittels einer in den Schraubkanal (22) einführbaren Kanüle (23) vom Schraubkanalgrund (24) her in den Schraubkanal (22) injiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (23) während des Injektionsvorgangs, vorzugsweise im Wesentlichen kontinuierlich, aus dem Schraubkanal (22) herausgezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das holzaufquellende Medium (25) Wasser, bevorzugt heißes Wasser, höchst bevorzugt über 40°C heißes Wasser, oder Wasserdampf ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verbundanker (1) einen Schraubenschaft (3) mit einem endseitigen Werkzeugansatz aufweist, an den sich in Schraubenschaftlängsrichtung gesehen zum gegenüberliegenden Ende hin in dieser Reihenfolge ein im montierten Zustand im Beton (5) verankerbarer oberer Betonschaftbereich (6) als Schraubenüberstandsbereich und ein im montierten Zustand im Holz verankerbarer unterer Holzschaftbereich (8) anschließt, wobei der Holzschaftbereich wenigstens bereichsweise mit einem durch Kaltverformung hergestellten Holzgewinde (9) versehen ist, wobei der Schraubenschaft (3) ungehärtet ist, und
dass der das Holzgewinde (9) aufweisende kaltverformte und ungehärtete Holzschaftbereich (8) eine Zugtragfähigkeit aufweist, die um maximal 0,5 kN bis 10,0 kN größer ist als die Zugtragfähigkeit dieses kaltverformten ungehärteten Holzschaftbereichs (8) in definiert vorgegebenen Einschraubhölzern mit einer Holz-Rohdichte von 310 kg/m3 bis 500 kg/m3, bezogen auf einen Einschraubwinkel im Einschraubholz von 20° bis 90°, bevorzugt von 40° bis 50°.