Verfahren zum Herstellen einer LängsVerbindung für Holzbauteile sowie ein entsprechendes Holzbauteil
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Längsverbindung für Holzbauteile sowie ein entsprechendes Holzbauteil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 17.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung ist insbesondere denkbar für eine geklebte Holz -Holz -LängsStoßverbindung für Parallelgurtträger, Pultdachträger, Satteldachträger mit gerader oder gekrümmter Unterseite, Fischbauchträger, Fachwerkträger oder gekrümmte Brettschichtholzträger.
Ausgehend vom technischen als auch logistischen Problem, dass im konstruktiven Holzleimbau weit gespannte Dachtragwerke mit durchlaufenden Brettschichtholz -Trägern bis zu 65 m Länge möglich sind, ist dennoch die Länge der Einzelbauteile abhängig von den maschinellen und räumlichen Möglichkeiten der jeweiligen Hersteller.
Die Mehrheit der Brettschichtholzhersteller für Sonderbauteile verfügt über Produktionsmöglichkeiten von 24 m bis max. 35 m Länge. Die Investition für längere Produktions- anlagen und den dazu notwendigen Gebäuden ist meist un- wirtschaftlich und nicht realisierbar.
Im Gegensatz zum Stahlbau sind die nach dem Stand der Technik üblichen LängsStoßverbindungen im Holzbau aufwendig und meist unwirtschaftlich, da bei der statischen Be- rechnung erhebliche Querschnittsschwächungen zu berücksichtigen sind. Dies führt zu deutlich höheren Kosten und entsprechenden Wettbewerbsnachteilen.
Bekannt ist für die Ausführung von LängsStoßverbindungen unter anderem von Brettschichtholzbindern eine Reihe von Verbindungssystemen, beispielsweise mit im Holzbau üblichen Schlitzblechen und stiftförmigen metallischen Verbindungsmitteln. Zwischenzeitlich ist auch eine Reihe technisch anspruchvoller Verbindungselemente bekannt geworden, welche an die Dimension der Holzbauelemente angepasst und versenkt in Schlitze, Bohrungen oder Ausfräsungen eingebaut bzw. eingeklebt werden.
Eine Verklebung der tragenden Holzbauteile ist z.B. entwe- der durch deren Schaftung oder aber durch eine Universal - keilzinkenverbindung möglich. Entsprechende Berechnungen und Bemessungen von Holzbauwerken sind aus der DIN-Norm 1052, Abs. 14 zu entnehmen. Unzählige Schutzrechte befassen sich mit derartigen Problemen.
In der DE 25 43 085 C2 ist ein U-förmig ausgebildetes Stahlteil in Form eines Bügels mit Stegen und Schenkel schachbrettartig gegeneinander versetzt in die Nuten eines
Holzbauträgers eingelassen, so dass die aus der Stoßfläche hervorstehenden abgewinkelten Stege ineinander geschoben werden .
Des Weiteren ist in der Vorveröffentlichung DD 240 227 Al, die einen Holz -Dachträger mit Universalkeilzinkverbindung zeigt, beschrieben, dass zur partiellen Bewehrung von geklebtem Brettschichtholz Stahl oder Glaswerkstoffe zum Einsatz gebracht werden können.
Insoweit ist auch auf das Gebrauchsmuster DE 201 05 223 Ul verwiesen, welches eine Stoßverbindung von Rahmenteilen beschreibt, bei denen Kontaktflächen zweier Holzbauteile aneinander gefügt werden. Dabei soll die Stoßverbindung durch wenigstens ein langgestrecktes zweites Verbindungs- mittel in Form eines plattenförmigen Bewehrungskörpers gesichert werden. Dazu wird in den Brettschichtquerschnitt im Bereich der betreffenden Keilzinkenverbindung ein plat- tenförmiger Bewehrungskörper in eine dort eingearbeitete Nut eingeklebt.
Die Ausführung von Längsstößen mit Schlitzblechen ist mit einem hohem Aufwand verbunden und daher meist unwirtschaftlich. Abgesehen von höheren Verformungen und Trock- nungsrissen liegt der Wirkungsgrad, bezogen auf die Traglast, bei nur ca. 50-60% des ungeschwächten Holzquerschnitts . Des Weiteren sind bei brandschutztechnischen Anforderungen zusätzliche Holzabdeckungen bzw. Brand- schutzbeschichtungen notwendig.
Im Falle der Universalkeilzinkenverbindung nach DIN EN 387:2002-04 sind bei deren Bemessung nach DIN 1052:2004-08 die Querschnittsschwächungen am Zinkengrund zu berück-
sichtigen. Diese dürfen ohne genaueren Nachweis zu 20% der Bruttoquerschnittswerte angenommen werden, womit der rein flächenbezogene Wirkungsgrad bei maximal 80% des Bruttoquerschnitts liegt. Weiterhin ist wegen des Einflusses von Ästen im Bereich der Universalkeilzinkenverbindung, bei der Bemessung die jeweils nächst niedrigere Festigkeitsklasse anzusetzen, womit eine weitere Reduktion des Wirkungsgrades von 12% bis 14% einhergeht.
Bei einer Schaftungs-Verbindung nach DIN 1052 (2004-08) ist eine Klebeflächenneigung von höchstens 1/10 einzuhalten. So ergibt sich eine Schaftungslänge von 20 m für ein 2 m hohes tragendes Holzbauteil oder eine Schaftungslänge von 2,4 m für ein 24 cm breites tragendes Holzbauteil. Eine Schäftungs -Verbindung ist damit weit überwiegend unwirtschaftlich und technisch in vielen Fällen kaum zu realisieren.
Schließlich ist eine Holzverbindung auch aus der US 3 094 747 A bekannt.
Gemäß dieser Vorveröffentlichung werden zwei zu verbindende Holzteile an ihrer aufeinander zuweisenden Endseite mit einer glatten Stirnseite versehen, an der die beiden HoIz- träger aneinander anliegend verbunden werden. Um eine Verbindung mit möglichst hoher Festigkeit zu realisieren, wird an zwei gegenüberliegenden Seiten, also einmal in der Biegezugzone und einmal gegenüberliegend in der Biege- druckzone jeweils von außen her eine konvex über beide Endabschnitte verlaufende Aussparung eingearbeitet. In diese in der Seitenansicht konvex in das Holzmaterial eingearbeitete Aussparung wird von beiden gegenüberliegenden Seiten aus jeweils ein entsprechend konvex geformtes Pass-
stück eingefügt, wobei das Passstück unter Verwendung von konvexen Stempeln in die konvexen Aussparungen eingepresst und dort eingeklebt oder eingeleimt werden kann, oder aber es werden Passstücke verwendet, die entsprechend konvex vorgeformt sind. Die überstehenden Materialabschnitte können dann an den beiden gegenüberliegenden Außenseiten der miteinander verbundenen Holzträger planparallel zur angrenzenden Begrenzungswand der verbundenen Holzträger abgearbeitet werden.
Die einzuarbeitenden Passstücke können aus jedem geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Plastik, Metall, Laminat, Glasfaser oder einem anderen Material. Die Passstücke können dabei auch aus Bauholz oder Schichtholz bestehen.
Allerdings hat sich gezeigt, dass sich auch mit einer derartigen Verbindung keine Wirkungsgrade erreichen lassen, die deutlich über denjenigen einer Universalkeilzin- kenverbindung hinausgehen.
Aufgabe der Erfindung ist es von daher, die zuvor benannten Nachteile zu vermeiden oder grundlegend zu verringern und ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Herstel- lung einer Längsverbindung für tragende und/oder stützende Holzbauteile sowie ein entsprechendes Holzbauteil selbst zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöhte Tragfähigkeiten aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Verfahrens entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich des tragenden Holzbauteils entsprechend den im Anspruch 17 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin-
dung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es muss als ausgesprochen überraschend bezeichnet werden, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Wirkungsgrad einer StoßVerbindung sogar im Bereich von 90% bis 100% verglichen zur Traglast eines ungeschwächten Holzquerschnittes liegen kann, wobei höhere Verformungen basierend auf einem Verbindungsmittelschlupf vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Kombination verschiedener Einzelmerkmale realisiert. Dabei geht die Erfindung bevorzugt davon aus, dass die zumindest beiden zu verbindenden Holzbauteile in einem Verbindungsabschnitt (also in einer Teildicke) mit einer Universalkeilzinkenverbindung verbunden sind. Entscheidungserheblich ist aber vor allem die Verwendung einer Schäftung, von der nachfolgend teilweise auch von einer Schaftungs-Verbindung gesprochen wird, bei welcher ein entsprechendes Passstück kraftschlüssig in eine in den zu verbindenden Holzbauteilen eingearbeitete Ausnehmung eingefügt wird, d.h. ein vorzugsweise aus Holz bestehendes Passstück entsprechend eingeklebt wird. Mit anderen Worten erhalten die zumindest beiden zu verbindenden Holzbauteile an den miteinander zu verbindenden Enden - in der Regel in der sogenannten Bie- gezugzone - jeweils eine Freifräsung, in welche nach dem Stoßen der beiden Holzbauteile je nach erforderlicher Form ein entsprechendes Passstück eingeklebt wird.
Werden die erfindungsgemäß verbundenen Holzbauteile vor- zugsweise als Träger verwendet, wird es in der Regel ausreichend sein die entsprechende Schäftungs -Verbindung nur in der Biegezugzone, in der Regel an der Unterseite des Trägers vorzusehen. Falls eine Biegebeanspruchung an der
Trägeroberseite vorliegt, kann das erwähnte Passstück auch an der Oberseite der verbundenen Holzbauträger eingeklebt sein. Bei einer wechselnden Biegebeanspruchung kann auch die beidseitige Anordnung eines Passstückes erforderlich sein. Vor allem aber auch dann, wenn die verbundenen Holzbauteile als Stützen verwendet werden, kann es gegebenenfalls sinnvoll sein, je nach Lage des Bauteiles eine allseitige Anordnung der Passstücke vorzusehen. Dies empfiehlt sich vor allem dann, wenn die Stützen unterschied- lichsten Biegebeanspruchungen, also Biegebeanspruchung in unterschiedlichster Richtung ausgesetzt sein können oder wechselweise derartige unterschiedliche Biegebeanspruchungen auftreten.
Die in der Biegezugzone liegenden Außenseiten der zu ver- bindenen Holzbauteile (bei Verwendung eines eher horizontal ausgerichteten Trägers also die unten liegende Seite der Holzbauteile) weisen im Bereich der erwähnten Aussparung eine Neigung auf, die in der Regel einen Wert bis zu maximal 1/10 aufweist. Besonders hohe Trag- und Lastkräfte werden dann aufgenommen, wenn die Neigung der Schäftung vor allem einen Wert bis zu 1/10 oder weniger aufweist. Gemäß der DIN-Norm DIN 1052, Ziffer 14.6 stellen Schaftungs-Verbindungen faserparallel Stöße in Bauteilen aus Holz mit Klebflächenneigungen von höchstens 1/10 dar. Allerdings ist es im Rahmen der Erfindung durchaus auch möglich, den Wert der Schäftung größer zu wählen als den angegebenen Wert von 1/10, beispielsweise bis zu 1/8, 1/6 oder gar 1/5 und mehr. Entscheidungserheblich ist, dass die Schäftung vor allem ausgehend von dem Auslaufende der Schäftung (also von dem Verbindungsstoß der beiden zu verbindenen Holzbauteile entfernt liegend) einen möglichst kleinen Wert aufweisen soll. Mit anderen Worten soll vom
Auslaufende des Passstückes ausgehend über eine ausreichende Teillänge des Passstückes die Schäftung eine möglichst geringe Steigung aufweisen.
Die Geometrie des vorgefertigten Passstücks beträgt hierbei vorzugsweise mindestens 1/6 der Höhe (oder Dicke) des Holzbauteils und die halbe Länge der Basis des Passstücks beträgt das 10 -Fache der Passstückhöhe . Das Passstück selbst kann unterschiedliche Grundformen aufweisen. Es kann in Seitendarstellung symmetrisch gestaltet aber auch asymmetrisch ausgebildet sein. Es kann in Seitenansicht zumindest näherungsweise dreieckförmig oder eher trapezförmig gestaltet sein. Vor allem im Übergangsbereich, also am Stoßbereich der beiden stirnseitig zu verbindenden Holzbauteile muss die Oberseite des Passstückes nicht spitz zulaufen, sondern kann hier auch abgerundet, parallel zur Unterseite etc. oder sogar schräg zur Unterkante abgeflacht verlaufen.
Als besonders günstig hat sich im Rahmen der Erfindung erwiesen, das Passstück an seiner Außenseite (in der Regel in Form der die maximalen Biegezugkräfte aufnehmenden Unterseite) mit einer hochfesten Premiumlamelle vorzugsweise in Form einer hochfesten Premiumbrettlamelle auszustatten. Auch die Brettschichtholzträger können zur Erhöhung der aufzunehmenden Lasten ebenfalls an ihrer Biegezug-Außenseite mit hochfesten Premiumbrettlamellen verklebt sein. Bei Bedarf können auch mehrere Premiumbrettlamellen miteinander verbunden und mit den Brettschichtholzträger ver- bunden sein. Die Verwendung einer Premiumbrettlamelle führt im Bereich des Stoßes der zu verbindenden Holzbauteile zu einer höheren Festigkeit, was sowohl für eine Biege- als auch eine Zug- oder Druckbelastung gilt. Auf
jeden Fall lässt sich dadurch eine Festigkeit erzielen, die zumindest gleichhoch ist und in Einzelfällen sogar höher ist als die Festigkeit des nicht gestoßenen Basismaterials.
Schließlich kann zur Erzielung einer zusätzlichen Verstärkung an der gesamten Außenseite der Biegezugzone eine zusätzliche Verstärkungsschicht z.B. aufgeklebt sein, die beispielsweise aus den für die Premiumbrettlamellen ver- wendeten Materialien bestehen kann.
Unter Ausnutzung der erfindungsgemäßen Lösung wird es ermöglicht, die tragenden Holzbauteile als kurze Holzbauträger zu transportieren und die an der Baustelle nötige Mon- tage oder Verleimung vor Ort, z.B. unter Beachtung aller Vorschriften nach DIN EN 14080 bzw. DIN EN 387 (aus 2002) vornehmen zu können. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der Transportkosten und damit zu einer wesentlichen Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von weit gespannten Holzbauteilen. Der Mehraufwand für das Abbinden, Bearbeiten und Verkleben der Stoßverleimung ist im Vergleich hierzu untergeordnet .
Die Fertigung endloser tragender und/oder stützender HoIz- bauteile als Binder ist somit insbesondere auch bei Herstellern, welche nicht über größere Fertigungsstätten verfügen, möglich.
Diese verklebte Längenverbindung ist ohne Abminderung der Festigkeit als auch der Ästhetik im Vergleich zu ungeschwächten, nicht gestoßenen Holzbauteilen realisierbar.
Durch die Erfindung wird eine im Holzbau einzigartige Er-
findung zum Aufnehmen von Zugkräften im Stoßbereich geschaffen, die Festigkeiten oberhalb der Festigkeit des Basismaterials aufweist. Diese einzigartige Verbindung beruht auf der Verwendung und der im Rahmen der Erfindung vorgeschlagenen lokalen Anwendung von Holzmaterialien und -formen im kritischen Bereich, wodurch sich eine sehr hohe Festigkeit und eine mit dem Basismaterial vergleichbare Steifigkeit ergibt.
Dies stellt eine grundsätzlich neue Entwicklung dar, verglichen mit den bisherigen Lösungen. Bisher wurden bei Festigkeitserhöhungen von Anschlüssen im Regelfall immer Materialien mit sehr hoher Festigkeit (Stahl, 10 Aramidfa- ser, Kohlefaser...) verwendet, die jedoch wesentlich höhere Elastizitätsmodule als das Basismaterial Holz aufweisen. Die sehr hohen Steifigkeitsunterschiede zwischen Füge- und Basismaterial bedingen Spannungskonzentrationen und -spitzen. Die Erhöhung ungeachtet der sehr hohen Stoßverstärkungen führt zu vorzeitigem Bruch oder Delaminierung der Stoßfuge.
Normalerweise ist die Festigkeit durch Äste und Fehlstellen stark reduziert. Letztlich bestimmen die Defekte die Festigkeitsklassen. Durch Verwendung eines quasi defekt- freien Holzmaterials im Stoßbereich wird dieser im reduzierten Bereich so verstärkt, dass die Störung/Reduzierung des Bruttoquerschnitts im inneren der Querschnittsfläche von rund 2/3 der Querschnittshöhe keine Rolle mehr spielt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen schematisch im Einzelnen:
Figur 1 : eine Längsschnittdarstellung bzw. Seitendarstellung des Längsstoßes eines Parallelgurtträgers mit eingefügtem Passstück;
Figur 2: eine räumliche Darstellung des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 vor dem Zusammenfügen der einzelnen Teile;
Figur 3 : eine zu Figur 1 abgewandelte Darstellung eines Längsstoßes eines Bogenbinders;
Figur 4 : eine schematische Seitendarstellung eines
Längsstoßes eines Fischbauchbinders;
Figur 5: eine zu Figur 1 abgewandelte Seiten- oder
Längsdarstellung mit oben liegender Abrundung am eingefügten Passstück;
Figur 6: eine zu Figur 5 abgewandelte Darstellung mit oben liegendem flachen Plateau;
Figur 7: eine zu Figur 6 nochmals abgewandelte Darstellung, bei der das oben liegende flache Plateau über Abrundungen in die Schaf - tungs-Verbindung übergeht;
Figur 8: eine schematische Längsseiten- oder Längs - querschnittsdarstellung eines nochmals abgewandelten Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Premiumbrettlamellen sowie unter Verwendung einer weiteren lamellen- förmigen Verstärkung;
Figur 9: eine räumliche Darstellung einer einzelnen fehlerfreien Brettlamelle;
Figur 10: eine räumliche Darstellung einer Hybridla- melle bestehend aus vier nebeneinander sitzenden Einzellamellen;
Figur 11: eine räumliche Darstellung zur Erläuterung der Herstellung einer Premiumbrettlamelle mittels Trennschnitten;
Figur 12: eine weitere räumliche Darstellung zur Erläuterung der Herstellung einer Premiumbrettlamelle, die aus mehreren einzelnen balkenförmigen Lamellenabschnitten verklebt wird;
Figur 13: eine auszugsweise räumliche Darstellung eines Passstückes mit auf der Unter- oder Außenseite aufgeklebter (ebenfalls nur teilweise gezeigter) Hybridlamelle, bestehend aus vier Einzellamellen;
Figur 14 : eine schematische auszugsweise Darstellung in Längs- oder Seitendarstellung unter Erläuterung der Herstellung eines besonders optimalen Übergangs- oder Auslaufbereiches zwischen Passstück und Brettschichtholzträger;
Figur 15: eine in schematischer Längsschnitt- oder
Seitendarstellung wiedergegebenes abgewandeltes Ausführungsbeispiel unter Verwen-
düng eines Druckklotzes auf der Biegedruckseite der HolzVerbindung ;
Figur 16: eine Querschnittsdarstellung quer zur Längsrichtung zweier verbundener Brettschichtholz -Träger, bei welchen an zwei gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen eingearbeitet und dort jeweils ein Passstück eingeklebt ist; und
Figur 17: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gegenüber Figur 16, bei welchem an allen vier Außenseiten im Stoßbereich der zu verbindenden Brettschichtholz -Träger 1, 2 ein Passstück 5 vorgesehen bzw. eingeklebt ist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung erläutert, wobei in Figur 1 eine geklebte Längs - Verbindung als Längsstoß von Brettschichtholz mit einem in der Biegezugzone angeschäfteten Passstück in der Seitenansicht gezeigt ist (also mit in Vertikalrichtung unten liegender Biegezugzone) .
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 werden Brettschichtholz -Träger 1 und 2 entsprechend den Figuren zugeschnitten und in die aneinander zu verbindenden Enden 3 und 4 der tragenden Holzbauteile Keilzinkenprofile 8 als eine Universalzinkenverbindung einge- fräst. Diese Keilzinkenprofile 8 werden mit Leim oder Kleber bestrichen und die Enden 3 und 4 der beiden Brettschichtholz -Träger 1 und 2 unter Längsdruck gemäß der Pfeile Ll bzw. L2 verpresst .
Anhand von Figur 2 sind dabei in schematischer auszugsweise räumlicher Darstellung die zu verbindenden Enden 3, 4 der beiden Brettschichtholz-Träger 1, 2 mit den bereits eingearbeiteten Aussparungen Al bzw. A2 und deren Unter- seite und das dort letztlich einzufügende Passstück 5 schematisch angedeutet. Daraus ist auch zu ersehen, dass die rippenförmigen Keilzinken bevorzugt in Höhenrichtung H, also quer zur Außen- oder Unterseite verlaufen, an der die Ausnehmungen Al bzw. A2 eingearbeitet und das erwähnte Passstück dort eingefügt wird.
Gemäß der anhand von Figuren 1 und 2 zeigten Grundvariante ist der Aufbau derart, dass im Bereich der miteinander zu verbindenden Enden 3, 4 der zu verbindenden Brettschicht- holz -Träger 1, 2 jeweils eine separate Ausnehmung Al bzw. A2 ausgehend von der Unterkante 9 (also der Außen- oder Unterseite 9) des Brettschicht-Holzteiles 1 und ausgehend von der Unterkante 10 (also der Außen- oder Unterseite 10) des Brettschichtholz-Trägers 2 einzuarbeiten ist, und zwar unter Ausbildung von schräg zueinander zulaufenden Unterseiten 6 und 7. Die schräg zueinander zulaufenden Unterseiten 6 und 7 der Brettschichtholz -Träger 1 und 2 sind als glatte Fräsung ohne eingefrästes Keilzinkenprofil 8 zu fertigen und ergeben im zusammengefügten Zustand eine gemeinsame Ausnehmung A, die im gezeigten Ausführungsbei- spiel die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist. Diese gemeinsame Ausnehmung A ist aus den beiden oben erwähnten separaten Ausnehmungen gebildet, die in den beiden Endbereichen der beiden Brettschichtholz -Träger 1, 2 ein- gearbeitet wurden. Diesem gleichschenkligen Dreieck mit den Seiten 6 und 7 wird ein separat vorgefertigtes Pass- stück 5 angepasst und unter Querdruck Q an die Unterseiten 6 und 7 der Brettschichtholz -Träger 1 und 2 angeklebt. Die
Geometrie des Passstücks 5 wird anhand der Trägerhöhe H des ungeschwächten Holzbauteils der Brettschichtholz -Träger 1 und 2 bestimmt. Die Schenkelhöhe h des Passstücks 5 ist dabei >. H/6. Der Schnittwinkel hat in der Regel ent- sprechend den Vorgaben der DIN 1052 (aus 2004) für Schaf - tungs-Verbindungen eine Neigung von bis zu 1/10. Die Neigung ist dabei also der Winkel der Schenkelhöhe h des Passstückes 5 (bezogen auf seine unter liegende Basis in Figur 1 und der zugehörigen Länge des Passstückes vom Be- reich des Stoßes 8 und dem Auslaufende El bzw. E2) . Da im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 das Passstücke symmetrisch zu einer vertikalen Mittelsymmetrieebene ist, beträgt der Schaftungs -Steigungwinkel α = h/ halbe Länge des Passstückes 5. Bei Bedarf kann die Neigung aber auch zum Teil steiler ausgeführt werden, also Werte annehmen von bis zu 1/8, 1/6 oder beispielsweise 1/5. In der Regel wird aber der Neigungswinkel α der Schäftung einen Wert annehmen, der maximal 1/10 beträgt und bei Bedarf sogar geringer ausfallen kann, so dass die Neigung, soweit es die Baustatik erlaubt, noch weiter reduziert wird. Somit wird in der hoch beanspruchten Biegezugzone der gestoßenen Brettschichtholz- Träger 1 und 2 ein leistungsfähiges Element als Passstück 5 in Form eines Dreiecks angeordnet. Dabei ist das Passstück 5 in Form einer Schaftungs-Verbin- düng im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Art eines gleichschenkligen Dreiecks in die Ausnehmung A eingeklebt. Unter einer Schaftungs-Verbindung werden dabei gemäß DIN 1052 (vom August 2004) faserparallele Stöße in Bauteilen aus Holz mit Klebeflächenneigungen von höchstens 1/10 ver- standen. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung werden hier aber auch unter dem Begriff Schaftungs -Verbindung Klebeflächenneigungen von mehr als 1/10 verstanden. Die in der Druckzone und im mittleren Querschnittsbereich angeordnete
Universalkeilzinkenverbindung 8 wird vorwiegend auf Druck und Schub beansprucht und führt deshalb zu keiner nennenswerten Reduzierung der Festigkeit der Verbindung, obgleich in der Zugzone auch auf den verbleibenden Abschnitt der Universalkeilzinkenverbindung wirkende Zugkräfte weiterhin wirksam sind.
Durch die Kombination von Universalkeilzinkverbindung 8 und Schaftungs-Verbindung auf der Unterseite 6 und 7 er- reicht der hier beschriebene Längsstoß die Festigkeiten des ungestörten Holzquerschnittes. Dieser Holz/Holz Längsstoß kann für beliebig viele Brettschichtholz-Träger 1 und 2 ausgeführt bzw. wiederholt werden und ermöglicht somit die Herstellung von tragenden Holzbauteilen beliebiger Länge.
Somit ist jeweils mindestens an einer Außenseite 6, 7 der Brettschichtholz -Träger 1, 2 eine Aussparung einzubringen und diese Aussparung ist mit einem den Maßen entsprechen- den vorgefertigten Passstück 5 so aufzufüllen, dass dessen Basis bündig mit der Unterkante 9, 10 der Brettschichtholz-Träger 1, 2 ist.
Mit entsprechender technischer Ausrüstung unter Beachtung aller Vorschriften nach DIN 1052 (2004), DIN EN 14080, DIN EN 386 und 387 (2002) ist eine kostengünstige Verklebung auch auf Baustellen möglich. Hierdurch sind enorme Einsparungen von Transportkosten auf Baustellen im Ausland zu erzielen.
Die passgenaue Bearbeitung der Brettschichtholz-Träger 1 und 2 erfolgt durch CNC-Bearbeitungsautomaten.
Eine entsprechende Darstellung des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 ist in Figur 2 räumlich wiedergegeben, und zwar mit den beiden noch nicht zusammengefügten Holzbauteilen 1 und 2 und der darunter räumlich getrennt wie- dergegebenen Darstellung des einzufügenden Passstückes 5. Üblicherweise werden dabei die zu verbindenden Holzbauteile 1 und 2 vor dem Zusammenfügen so bearbeitet, dass sie mit der Ausnehmung Al bzw. A2 versehen werden. In einem nachfolgenden zweiten oder in einem gemeinsamen Schritt wird dann das Passstück 5 mit den beiden Holzbauteilen verbunden .
Aus den Zeichnungen ist auch zu ersehen, dass die Quer- erstreckung QE senkrcht zur Längserstreckung L und senk- recht zur Höhe H der zu verbindenden Brettschichtholz - Träger 1, 2 dem entsprechenden Maß in Quererstreckungs- richtung bezüglich des einzufügenden Passstückes 5 entspricht, das Passstück 5 also sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Breite oder Dicke der zu verbindenden Brettschichtholz-Träger 1, 2 erstreckt. Wie erwähnt, sind dabei die Faserrichtungen F sowohl in den zu verbindenden Brettschichtholz -Trägern 1, 2 als auch in dem einzufügenden Passstück zumindest näherungsweise in Längsrichtung L verlaufend ausgerichtet, d.h. bevorzugt in die- ser Richtung orientiert.
Anhand von Figuren 3 und 4 sind zwei gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 abgewandelte Ausführungsbeispiele gezeigt, wobei die Verfahrensweise der Herstellung der Längsverbindung der tragenden Bauteile analog zu Figur 1 erfolgt.
Hierbei ist das Passstück 5 als ein Bogendreieck ausge-
bildet und nimmt somit nach Figur 3 zur Fertigung eines Bogenbinders eine konkave Form oder nach Figur 4 zur Fertigung eines Fischbauchbinders eine konvex ausgebildete Form an, um dieses konkav oder konvex ausgebildete Pass- stück 5 jeweils an der Unterseite 6, 7 der Brettschichtholzträger 1, 2 einzusetzen.
Sollte die Höhe des vorgefertigten Passstücks weniger als 1/6 betragen, sind Abminderungen in der statischen Be- rechnung zu berücksichtigen.
Nachfolgend wird auf weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung eingegangen.
In den nachfolgenden Figuren sind schematische Seitenbzw. Längsschnittdarstellungen ähnlich zu Figur 1 wiedergegeben, die sich jedoch in Abweichung zu Figur 1 bzgl . der gemeinsamen Ausnehmung A und/oder des hier eingesetzten Passstückes 5 unterscheiden.
Anhand von Figur 1 und 2 ist erläutert worden, dass das Passstück 5 in seiner dreieckigen Form in seinem Übergangs-Bereich 25 (wo also die beiden zu verbindenen Brettschichtholz-Träger 1 und 2 stirnseitig zusammengefügt sind) mit einer insgesamt eine Dreieckform ergebenden Spitze 105a ausläuft. Anhand von Figur 5 ist in Abweichung dazu gezeigt, dass dieser Übergangs-Bereich 25 an dem Passstück 5 gegenüberliegend zu seiner Außen- oder Unterseite 5a abgerundet ausgebildet sein kann, also mit einer Abrundung 105b. In Figur 6 ist gezeigt, dass der oben auslaufende Bereich des Passstückes 5 mit einer ebenen Fläche 105c ausgebildet sein kann, die beispielsweise parallel oder schräg zur Unterkante oder Unterseite 9 bzw.
10 der beiden Brettschichtholz -Träger 1, 2 verlaufen kann. Die Abflachung 105c kann ebenfalls im Übergangsbereich zu den Schaftungs -Verbindungen 24 nicht kantig, sondern ebenfalls gerundet (Abrundungen 105d) übergehen, wie in Figur 7 gezeigt ist.
Aus den bisherigen Ausführungsbeispielen ist auch zu ersehen, dass das Passstück so gebildet ist, dass es von einer maximalen Erhebung in der Regel im Übergangsbereich 25 ausgehend zu seinen jeweils zu den Enden 3, 4 der zu verbindenden Brettschichtholz -Träger 1, 2 entfernt liegenden Auslauf- und Übergangsbereich entsprechend der Schaftungs - Neigung (Schaftungs -Winkel α) dünner wird und in der Höhe abnimmt. Das Passstück 5 muss dabei nicht einen einzigen höchsten Punkt 105a oder 105b aufweisen, sondern kann in einem mittleren Bereich, der beispielsweise 10% bis 60% der Gesamtlänge des Passstückes oder weniger, beispielsweise 20% bis 30% der Gesamtlänge des Passstückes 5 ausmachen kann, mehr oder weniger eine gleiche Erhebung auf- weisen, um erst dann zum Auslauf- und Übergangsbereich hin möglichst spitz mit einer Schaftungs-Neigung von maximal 1/10 oder vorzugsweise sogar noch weniger auszulaufen, um hier eine optimale Schaftungs -Verbindung zu dem angrenzenden Brettschichtholz -Träger 1, 2 herzustellen.
Das Passstück 5 wird also in der Aussparung A mit den Außen- oder Unterseiten 6, 7 der zumindest beiden zu verbindenden Brettschichtholz -Trägern 1, 2 mittels einer Schaftungs-Verbindung 6', 7' so verklebt, dass die Schaf - tungs -Verbindung 61, 7' zwischen dem Passstück 5 und dem jeweiligen Brettschichtholz -Träger 1, 2 ausgehend von dem Auslauf- und Übergangsbereich El, E2 des Passstückes 5 in Richtung des Endes 3, 4 des zugehörigen Brettschichtholz-
Trägers 1, 2 zumindest in einer Teillänge des Passstückes mit einer Schaftungs-Neigung, die einen Wert vorzugsweise bis zu maximal 1/10 aufweist, ansteigt.
Die bisherigen Ausführungsbeispiele sind jeweils für den Fall gezeigt worden, dass das Passstück zu einer senkrecht zur Längsrichtung der verbundenen Brettschichtholz -Träger 1, 2 symmetrisch gestaltet ist. die entsprechende gemeinsame Ausnehmung A und das Passstück 5 können aber auch unsymmetrisch ausgebildet sein, müssen also in Seitendarstellung abweichend zu den Figuren 1 sowie 3 bis 5 bei seitlicher Betrachtungsweise nicht symmetrisch gestaltet sein.
Zudem können die Klebeflächen 61 und 7' zwischen dem Passstück 5 und den Bauteilen 1, 2 auch mit einer geeigneten Profilierung versehen sein, so dass keinerlei Verlust oder Spannungskonzentration in der Klebefläche entsteht.
Im Rahmen der Erfindung ist aber eine noch weitere Erhöhung der Festigkeit der Holzverbindung realisierbar. Auf entsprechende Beispiele wird nachfolgend eingegangen.
Dazu ist das Passstück 5 im unteren Querschnittsbereich bis zur Außen- oder Unterkante 5b entsprechend der Außenoder Unterseite der Holzbauteile 1,2 mit einer hochfesten Premiumlamelle 23 versehen (s. Figur 8), insbesondere in Form einer Premiumbrettlamelle 23. Die Brettschichtholz- Träger 1, 2 weisen ebenfalls bevorzugt im unteren Quer- schnittsbereich hochfeste Premiumlamellen 21, 22 auf, ebenfalls vorzugsweise in Form von hochfesten Premium- brettlamellen 21, 22, so dass der Übergang zwischen den Brettschichtholz -Trägeren 1, 2 und dem Passstück 5 stö-
rungsfrei verklebt ist. Bei Bedarf sind auch mehrere Pre- miumbrettlamellen 21 bis 23 im unteren Querschnittsbereich anzuordnen, was insbesondere zur Erzielung hoher Trägerquerschnitten empfehlenswert sein kann.
Das gesamte Passstück kann aus Nadel- oder Laubholz, einem Holzwerkstoff oder einem sonst für die Anwendung geeigneten Material hergestellt sein, so dass eine defektfreie Verklebung möglich ist. Das Passstück kann auch aus einem geeigneten Material in fester oder flüssiger Form mit Hilfe einer Verschalung eingebaut werden. Zudem können seitliche Verstärkungen 29 vorgesehen sein, die in der schematischen Seitenansicht in Figur 8 strichpunktiert angedeutet sind. Diese seitlichen Verstärkungen oder Verstär- kungsplatten 29 können aus Furnierschichtholz, aus Sperrholz oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen.
Die Premiumlamelle kann vorzugsweise eine Dicke (Höhe) von von 30 mm bis 60 mm, insbesondere von 40 mm bis 45 mm aufweisen. Sollten die Träger 1, 2 gekrümmt sein, so können abhängig vom Krümmungsradius die Lamellen deutlich dünner ausgebildet sein. So kann die Premiumlamelle und/ oder eine nachfolgend noch erörterte Verstärkungslamelle beispielsweise eine Dicke nur bis zu 6 mm aufweisen.
Andererseits kann die Dicke der Premium- und/oder der nachfolgend noch erörterten Verstärkungslamelle 28 auch eine Dicke aufweisen, die zwischen 1/6 bis 1/4 oder 1/3 liegt, und zwar ± 30%. Mit anderen Worten könnte die Dicke auch zwischen 1/8 bis 1/2 liegen, und zwar jeweils bezogen auf die Höhe H des Passstückes 5.
Ferner kann eine zusätzliche Verstärkungslamelle 28 an der
Außen- oder Unterseite der HolzVerbindung vorgesehen sein. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist dabei zusätzlich zu der schon erwähnten Premiumbrettlamelle 23 eine weitere Verstärkungslamelle 28 vorgesehen, die sowohl die Außen- oder Unterseite 21a bzw. 22a der beiden Premi- umbrettlamellen 21 und 22 (jeweils an der Unterseite der beiden Holzbauteile 1 und 2) sowie die Premiumbrettlamelle 23 im Bereich des Passstückes 5 gemeinsam überdeckt. Mit anderen Worten kann diese Verstärkungslamelle 28 vorgese- hen sein, je nach dem, ob die erwähnten Premiumbrettlamel- len 21, 22 oder 23 an den Holzbauteilen 1 und 2 bzw. an dem Passstück 5 vorgesehen sind oder nicht.
Diese erwähnte zusätzliche Verstärkungslamelle 28 kann insbesondere am Übergangsbereich vom Passstück 5 zu den betreffenden Brettschichtholz -Träger 1, 2 oder bevorzugt über die gesamte Trägerlänge aufgeklebt werden. Auch diese
Verstärkungslamelle 28 kann aus den gleichen Materialien bestehen, aus denen die Premiumbrettlamellen 21 bis 23 gebildet sind, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
Die Premiumbrettlamelle kann aus einer fehler- oder defektfreien Lamelle mit Punktästen bis vorzugsweise 5mm Durchmesser bestehen, wie dies schematisch in Figur 9 dargestellt ist. Die Premiumbrettlamellen können aber auch aus mehreren Stäben parallel liegend zu einer Hybridbrettlamelle verklebt werden, wie dies schematisch in Figur 10 wiedergegeben ist. Die Herstellung dieser verklebten Brettlamellen kann zum einen durch Auftrennen eines zuvor verleimten Blocks (Figur 11) oder dem Zusammenleimen von einzelnen Kanthölzern 280 geschehen (Figur 12) . Die Hybridbrettlamelle (Figur 10) ist aus fehlerfreiem Nadelholz beispielsweise Weißtanne oder Fichte oder einem Laubholz
herzustellen. Es ist darauf zu achten, dass die herstellungsbedingten Keilzinkungen ausreichend versetzt sind. Ferner kann für die Premiumlamelle auch Hartholz, oder geeignete Holzwerkstoffe wie beispielsweise Furnier- Schichtholz eingesetzt werden. Die aus mehreren einzelnen Lamellen bestehende Hybridlamelle gemäß Figur 10 ist in verbundenem Zustand mit dem Passstück 5 in Figur 13 räumlich dargestellt, wobei ein Teil des vorne liegenden Passstückes und der aus mehreren Einzellamellen bestehenden Hybridlamelle zur Verdeutlichung der dort ersichtlichen Schnittebene P weggelassen und die verlängerte Schaftungs- Verbindung 51 nur bzgl . der weiteren Linien nach rechts fortlaufend angedeutet sind. Die in Figur 13 räumlich ersichtliche Schnittebene P ist in Figur 8 ebenfalls ein- gezeichnet.
Auch die erwähnte Preminiumlamelle oder die Premiumbrett- lamelle wie aber auch die zusätzliche Verstärkungslamelle 28 ist - wenn sie aus Holz gefertigt ist - vorzugsweise so hergestellt, dass die Fasern in diesen Lamellen vorzugsweise in Längsrichtung L der zu verbindenden Holzbauteile, zumindest näherungsweise oder zumindest mit größerer Komponente in Längs- denn in Querrichtung ausgerichtet sind.
Nachfolgend wird auf die Herstellung eines verbesserten Übergangs zwischen dem Passstück und den Brettschichtholz- Trägern eingegangen, der hier nachfolgend auch als auslaufender Schaftungsbereich bezeichnet wird, der also zu den jeweiligen Trägerenden 3 bzw. 4 entfernt liegt.
Der Schaftungs-Auslaufbereich El, E2 , also der Übergang zwischen dem Passstück 5 und den Brettschichtholz -Trägern 1, 2 ist bevorzugt als flächige Verklebung ausgeführt. Die
Verklebung kann mit einem definierten Pressdruck in Form eines Querdruckes Q aufgebracht werden. Möglich ist aber auch eine drucklose Verbindung. Die Verklebung kann ebenfalls auch als Schraubenpressklebung ausgeführt werden. Zudem kann die Verklebung mit Einsatz geeigneter Schrauben verstärkt werden. Es können als Klebstoff mit fugenfüllender Eigenschaft entweder Polykondensationsklebstoffe (Phenol -Resorein-Formaldehyd, Resorcin- Formaldehyd) oder Po- lyadditionsklebstoffe (Epoxyd, Polyurethan, Methacrylat) Verwendung finden .
Um im Schaftungs -Auslauf - und/oder Übergangsbereich El bzw. E2 zwischen den Brettschichtholz -Trägern 1, 2 und dem Passstück 5 eine störungsfreie Verklebung zu erreichen, wird bevorzugt eine Zulage 26 (also eine lamellenartige Hilfs-Schicht vorzugsweise ebenfalls in Holz) zuvor auf der betreffenden Bearbeitungsseite der Brettschichtholz- Träger 1 und 2 sowie der Außen- oder Unterseite 5a des Passstückes 5 aufgeklebt, wobei diese Zulage 26 oder diese Zulagenschicht 26 das unmittelbare Schaftungs-Auslaufende El, E2 überdeckt (Figur 14) . Diese Zulage 26 kann aus Nadelholz, Hartholz oder einem Holzwerkstoff bestehen, und ist in einer Länge von Lü auf der betreffenden Außenseite 9, 10 aufzukleben. Nach der erfolgten Verklebung ist die Zulage durch Hobeln, Sägen oder Fräsen bis zur Trägerunterkante abzunehmen.
Die Verwendung der Zulagesnchicht 26 zur Herstellung einer besonders optimalen Verbindung zwischen Passstück 5 und den Brettschichtholz -Trägern 1 bzw. 2 im unteren Auslauf- und/oder Übergangsbereich El bzw. E2 gilt ebenso für den Fall, dass an der Unterseite 5a des Passstückes 5 und/oder an der Unterseite 9 bzw. 10 der Brettschichtholzträger die
erwähnte Premiumbrettlamelle 23 bzw. 21 angeklebt wurde. Denn auch beim Übergang der Premiumbrettlamellen soll am dort gebildeten Auslaufende zwischen Passstück und Holzbauteilen eine möglichst optimale vollflächige Verbindung hergestellt werden, da hier die größten Biegezugkräfte auftreten.
Die erläuterten Ausführungsbeispiele wurden für den Fall erläutert, dass bei den zu verbindenen Brettschichtholz - Trägern oberhalb des Passstückes 5 die jeweiligen Trägerenden 3, 4 mittels einer Universal-Keilzinken-Verbindung 8 aneinander gefügt werden. Bei auszuschließender wechselnder Biegebeanspruchung kann der Längsstoß allerdings im Biegedruckbereich abweichend zu den bisher beschriebe- nen Ausführungsformen, d.h. abweichend zu dem Biegezug- bereich ausgeführt werden. Die bisherige Beschreibung sieht bei Biegedruckbeanspruchung im oberen Bereich des Querschnitts eine Universalkeilzinkenverbindung vor. Der Übergang zwischen den Brettschichtholz -Trägern 1, 2 kann in der oberen Hälfte der Trägerhöhe von der Trägeroberkante bis zur Nullfaser ausgenommen sein, so dass ein formschlüssiger Druckklotz 27 mittels Verschraubung und schwindfreier Füllmasse oder Mörtel eingesetzt werden kann, wie dies in schematischer Längsschnittdarstellung in Figur 15 dargestellt ist. Der Druckklotz ist aus einem geeigneten druckfesten Material zu wählen und kann eingeschraubt oder in flüssiger Form mit Hilfe einer Verschalung eingegossen werden.
Anhand von Figur 16 ist ein Querschnitt senkrecht zur
Längsrichtung L der verbundenen Brettschichtholz-Träger 1, 2 dargestellt, wobei einmal untenliegend ein entsprechender Querschnitt durch das Passstück 5 angedeutet ist .
Dieses Ausführungsbeispiel betrifft einen Fall, bei welchem aufgrund wechselnder Biegezug-Belastungen eine entsprechende Konstruktion nicht nur an der unteren Außenseite der Brettschichtholz-Träger vorgesehen ist, sondern entsprechende Ausnehmungen auch an der gegenüberliegenden, in Figur 16 obenliegenden Seite. Mit anderen Worten ist eine entsprechende Verbindung oder Einpassung eines weiteren Passstückes auf der obenliegenden Außenseite der Brettschichtholz-Träger 1, 2 ergänzend vorgesehen, so dass sich eine solche Konstruktion vor allem dann eignet, wenn die so verbundenen Holzbauteile beispielsweise als vertikal ausgerichtete Stütze dient, die an beiden gegenüberliegenden Seiten eine wechselnde Biegezug- und Biegedruck- Belastung erfährt.
In der entsprechenden Querschnittsdarstellung gemäß Figur 17 ist nur jener Fall noch ergänzend gezeigt, dass zwei Brettschichtholz -Träger 1, 2 an ihren Enden 3 , 4 in Längsrichtung L miteinander verbunden werden, wobei in diesem Ausführungsbeispiel an allen vier Außenseiten jeweils eine entsprechende Ausnehmung, wie anhand der anderen Ausführungsbeispielen erläutert, eingebracht ist und mit dem entsprechenden Schaftungswinkel ein Passstück eingeklebt oder ausgehärtet ist. In diesem Falle müssen die Pass- stücke an ihren eher dreieck- oder trapezförmigen Seitenbereichen zur Mitte der HolzVerbindung hier noch verjüngt werden, da bei einem quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt der zu verbindenden Brettschichtholz-Träger 1, 2 jeweils jedes Passstück an seiner Seitenbegrenzung 5c mit der entsprechenden Seite eines nächsten um 90° verdreht liegenden Passstückes in Verbindung gelangt und auch vorzugsweise hier mit dieser Seitenfläche des benachbarten nächsten Passstückes verklebt ist.