WO2016058573A1 - Erstellung von tragwerken aus einer vielzahl von einzelnen handlichen, kompatiblen und modularen tragwerkgliedern für in trocken- und selbstbauweise konfektionierte holzbauwerke - Google Patents

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WO2016058573A1
WO2016058573A1 PCT/DE2015/000470 DE2015000470W WO2016058573A1 WO 2016058573 A1 WO2016058573 A1 WO 2016058573A1 DE 2015000470 W DE2015000470 W DE 2015000470W WO 2016058573 A1 WO2016058573 A1 WO 2016058573A1
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Gregor Stelmaszczyk
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Gregor Stelmaszczyk
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/12Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of solid wood
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C1/00Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
    • E04C1/39Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings characterised by special adaptations, e.g. serving for locating conduits, for forming soffits, cornices, or shelves, for fixing wall-plates or door-frames, for claustra

Definitions

  • the invention relates, according to the preamble of claim 1, a supporting structure for the construction of buildings, preferably of buildings, in dry and self-construction with components from the timber industry, the structure is formed from a variety of individual wood components in skeleton construction, which makes it From a support structure of the timber frame construction and / or plastic construction differs gravely and can be clad as a new wooden structure with components from the plastic industry, preferably from the Dämmstoffbau, in the composite system.
  • the prior art the following terms are to be taken from the construction industry.
  • construction refers to the construction of buildings and buildings. This includes both the design process and the result, ie the structure of the components in the finished structure, here in particular the wall construction.
  • structure refers to a man-made structure with a resting contact with the ground, while the term “building” is a sub-concept of a building.
  • a building is created by the construction of a permanent construction on the ground and consists of individual components. Components in construction are individual parts, individual elements or individual components that make up a building.
  • a component is a geometrically contiguous surface or body, which surface or body may be of uniform construction and construction. The components in turn can consist of different building materials. Building materials, such as those used for the construction of structures for buildings or the like., In particular, bricks, concrete blocks, sand-lime bricks and much more.
  • This dry construction method is intended to fulfill a structure known from DE 21 2004 000 002 in the known building block assembly, for example in the case of a wall.
  • the building block assembly consists of a framework consisting of a plurality of individual building blocks connected by plastic material, e.g. Brick, is made.
  • the brick bricks are connected instead of mortar by means of adhesive and have a very small bond gap between the blocks.
  • the bricks have hollow chambers which are filled with a PUR foam or other insulating material.
  • the disadvantage of this design is that a large amount of environmentally harmful polyurethane foam must be used to connect the blocks and the use of low temperatures and frost is suitable only conditionally.
  • a kit of cubic plan blocks made of cellular concrete and rod-shaped connectors made of wood for the construction of structures is described in the disclosed composite system DE 298 04 074 U1.
  • the wooden connectors are used instead of mortar to connect the plan blocks with each other and for the construction of dry masonry.
  • the abutment surfaces of the plano blocks have corresponding profilings, which engage in a form-fitting manner in the wall composite and have slots for the connectors on the side surfaces.
  • This composite system is suitable for building a drywall support structure for cold-season buildings.
  • the half-timbered house has a load-bearing framework of whole wood, whereby the full cross-section of the whole wood is as full-edged or edged for beams or squared timber is used.
  • the scaffolding is constructed in dry construction, but its spaces are not.
  • the interstices are filled with a wood-clay composite or a brickwork.
  • Each space of a wooden framework represents a compartment, the so-called Gefach.
  • the Gefach comes in the half-timbered building (half-timbered house), the so-called skeleton structure made of wood in stand construction, often before.
  • this construction has the disadvantage that the compartments in the cold season can not be filled in mortar technique and the shell must therefore rest.
  • a further development of the stand construction is the so-called wood prefabricated house.
  • a prefabricated timber house is a building that is not industrially prefabricated on site but in a factory and partially delivered to the construction site where it is finally assembled in dry construction.
  • the term prefabricated house means that the building is not built on site, but prefabricated in a factory.
  • Two types of construction, the timber frame construction or the wood panel construction can be used in the production. Therefore, in the wood frame and wood panel construction, the prior art is to be understood to understand the inventive task and solution.
  • Timber frame construction is one of the most important modern timber construction systems and is a further development of timber frame construction. The features are the predominant use of two-inch planks.
  • a special form of timber frame construction is the Timber panel construction, in which the wall and ceiling elements in the manufacturing plant as far as possible, as described below, are prefabricated.
  • the timber frame construction is distinguished, in contrast to other timber structures, such as the block construction or the timber construction, the fact that a wooden frame with vertical beams and horizontal struts vertical support function takes over and the horizontal stiffening is done by plate-shaped wall building materials or diagonally applied boards.
  • Timber frame construction has long been known in North America, Canada and the Nordic countries as "Balloon Framing" and "Platform Framing".
  • the main feature of the "Balloon Framing" is the wall posts or columns that extend through the floors.As a support for the timber layer, a wooden screed is placed at ceiling height, the beam layer is laid on the side and fixed to the support stiffened or externally planked with boards diagonally
  • the outer wall inside, inner walls and ceiling undersides are usually covered with thin wooden strips, which serve as plaster base for gypsum plaster.Today mostly plasterboard, and gypsum fiber boards (eg known as Rigips plates) are used.
  • gypsum fiber boards eg known as Rigips plates
  • platform framing the raw construction - unlike the “balloon framing” - is constructed floor-to-floor and completed with a platform on which the next floor or the next storey is built.
  • the wooden supporting structure of the walls consisting of wall posts which support the structure form, together with upper and lower straps, is initially prefabricated lying on the respective floor, then set up and connected to each other by means of an additional upper chord.
  • On the outside and on the floor slabs are applied plywood or the like. The rest will be boarded with gypsum plasterboard after completion of the shell.
  • the degree of prefabrication is relatively high and such a timber stand construction can be done in the cold season.
  • these systems for building rough buildings in wood construction have the disadvantage that they are not suitable for DIY and too much machine and a staff effort in the construction of timber structures is necessary.
  • Wood construction is an old, independent field of expertise that distinguishes itself from other areas of construction, such as masonry construction, with its specific techniques and materials.
  • wood panel construction the flat, self-supporting wooden structures are referred to as panels.
  • the wooden panels are composite structures made of ribs, which are covered with nails, staples, screws or glue with different building materials, such as solid wood or wood-based materials.
  • a wooden frame which forms the structure, created. After the construction, the wooden frame becomes a wood panel through insulation, fixtures and final planking.
  • the spatial structure is composed of individual wooden panels. From the individual wooden panels, large panels in building dimensions are then assembled in the manufacturing plant, the sizes of which are determined by the standard formats of the paneling materials. They represent the supporting structures (walls) of the entire structure, including all essential installations, and are prefabricated at the manufacturing plant, as indicated above, and then transported to the construction site with heavy vehicles. After delivery to the construction site, the large panels are assembled during assembly using a crane to form a building. The Assembly of a prefabricated house can be done in the cold season.
  • DE 296 18 705 U1 discloses a building system with a support structure made of wood, wherein the interspaces of the support structure are filled with form stones.
  • the wooden stand of the support structure of parts of the neighboring mold blocks are covered to the outside on the outer walls of the building.
  • the arranged on both sides of a wooden stand shaped stones thus overlap the wooden stand on the outside.
  • a gap between the wooden stands and stones is avoided, which creates a direct connection between the building interior and the outside of the building.
  • the installation of the support structure is not possible in self-construction.
  • the state of the art does not include any real DIY that works without machines such as concrete mixers, cranes and similar machines.
  • Another disadvantage is that the compartments have no, in the vertical direction continuous cavity, but they form a variety of cavities, which are not suitable for the use of blow-in insulation, because the compartments do not allow a continuous insulation layer.
  • the invention is therefore based on the object to the above-mentioned disadvantages of the prior art, such as the use of structural engineering of the classic masonry building blocks with brick (sand-lime brick, aerated concrete stone, etc.) and their bonding materials (mortar, adhesive, polyurethane, seals between molded bricks etc.) and / or connecting elements (groove, spring, dovetail, metal pipes as columns, etc.) as a supporting structure to dispense, because these components, for example not be made from renewable resources and not in the cold season, z. As frost period, can be used and these components require a large amount of machinery during transport, processing, etc., which are necessary for the use of any type of mortar, concrete, adhesive, etc.
  • the continuous vertical wooden stands such as wall posts, columns or beams, which form the vertical support function of a supporting structure
  • the continuous vertical wooden stands such as wall posts, columns or beams, which form the vertical support function of a supporting structure
  • the manufacture and assembly of such wooden structures is only possible with construction machinery and specialized personnel.
  • the same waiver applies to structures that are produced according to the timber frame or wood panel construction. These structures are due to their size and weight only with heavy transport and construction machinery to act on the site, with specialized personnel or craftsmen are needed to create such a prefabricated timber house.
  • the invention is based on the solution, a supporting structure for the creation of Buildings with components from the timber industry to provide, provide and use in skeleton construction, the structure consists of a variety of individual structural members, which are required for the creation of structures for timber structures, especially dry and self-built wooden houses.
  • These structures are to avoid the aforementioned disadvantages of the prior art, and allow the construction of a building or a building in dry and self-construction, especially with a continuous thermal insulation or insulation layer.
  • the invention solves these problems with the characterizing features of claim 1.
  • the invention therefore proposes a completely new construction system for structures constructed in timber construction.
  • the structure of the invention must dispense with the aforementioned disadvantages and should still be provided in dry and self-construction and with a continuous thermal barrier coating. That is, such a structure should be able to be constructed without heavy construction machinery and specialized personnel, but with renewable raw materials. Therefore, a known structure made of wood in many items (components) is broken down and provided these individual components with good craftsmanship and developed and formed a new inventive building construction for the self-construction of structures.
  • the invention of a provided with good handling component, combined of individual wood elements, will be described in more detail below and referred to in the description as a structural member.
  • the invention of such a structural member was developed with the waiver of the heavy and too large structures from the timber and the aforementioned disadvantages of the prior art.
  • the structural member should be a handy size and thus have a low weight and still the static forces according to the Standards and beyond.
  • the development also took into account the further processing of the structural members in a supporting structure.
  • the further processing is that the inventive structural member must be designed so that it can be part of a composite system.
  • the structural members of the building which come from the timber industry and / or the plastic industry, preferably from the timber industry, are to be combined with materials from Dämmstoffbau.
  • the inventive structural member can be used in the composite system due to its design, in which the components of the timber, the plastic construction and the components of the insulation can be installed together in modular and dry construction. This composite system allows the construction of a building without specialized personnel and especially in self-construction in every season.
  • the items and the assembly of the structural members are in a simple manner as technical semi-finished in production processes in large numbers produced.
  • the semi-finished products here are the individual structural members meant, from which the complete structures can be created.
  • Such, created from a variety of structural members structure can be assembled with other, arranged on the inside and outside of the structure components.
  • these are OSB boards, insulation boards and cellulose materials, creating a composite construction element.
  • Only with such innovative structural members, which can be assembled into a structure, own performance will make strong.
  • special expertise, machines and tools are not required. The assembly work can thus be carried out without great technical aids.
  • the need of the builders as variable as possible to build their own customized building, to take into account.
  • the prefabricated structures are not just timber structures made of structural members, but also the planking components, eg the insulation for the outer wall and inner wall.
  • the cavity between the outer and inner walls is formed by the inventive structural members and can be filled, for example, with inflatable insulation materials, such as cellulose insulation.
  • inflatable insulation materials such as cellulose insulation.
  • the supporting structure of an inner and outer wall can be divided into individual parts, which are referred to as components or components.
  • the structure of a masonry association for example, in individual structural members, consisting of artificial stones such as brick, aerated concrete, clinker, etc., are decomposed.
  • not artificial stones as masonry members or continuous stands, wall posts, etc., or wooden support structure in which the compartments must be lined with molded blocks used.
  • the "ISORAST® system” known under the brand name is not used, whereas in the "ISORAST® system", instead of building a wall, self-made formwork elements made of Neopor are installed by joining them to form a wall.
  • the Shuttering elements have a gap that must be filled with fluid concrete.
  • This concrete represents the supporting structure of the wall, or the outer wall, and not individual structural members.
  • the formwork elements serve to insulate the concrete wall. The requirement of dry construction and a waiver of necessary construction machinery are therefore not met, and in the cold season, a creation of such a structure according to the "ISORAST® system" also not done.
  • the handy and modular structural members can easily be installed by anyone.
  • An important solution of the problem is therefore to provide inventive structural members in handy formats for the kit available, which are easy to install and which comply with the specified in the standards and legal requirements structural design, for example, the static requirements according to the building code , Therefore, in order to allow self-construction of a building, it is necessary to develop a completely novel, inventive structure.
  • the inventive structure must therefore be able to be formed from a variety of inventive structural members.
  • a load-bearing component of the structure is a structural member made of individual elements that is modular and compatible.
  • modular is meant here the modularity of the structural member, which can be assembled into a large whole, the structure.
  • the structure is composed of many small parts, the individual structural members, each structural member represents a single, created in skeleton construction module.
  • This module or structural member in turn is composed of a certain number of different components, more on that below.
  • Modular systems offer greater adaptability and variability in use when compatible modules are available as components.
  • These modular structural members for a building structure may consist of different shapes of structural members, with each structural member being modular.
  • the advantage of such a handy and modular solution is that the intelligibility of such a modular system and its structural members easily accessible to any home builder and thus facilitate the application.
  • the advantage for the manufacturer increases in the inventive modular system, in particular by the fact that the individual structural members (components) can be produced cheaply as standardized individual components. Even a skilful builder is thus able to produce such standardized structural members themselves, because the building material, preferably made of wood, can be processed with simple tools and simple woodworking machines.
  • the inventive handy and modular structural members can be laid and connected together by simple assembly processes.
  • Such a modular system offers a high adaptability, if different Implementations of modular structural members are available that can be attached, removed, changed and / or otherwise grouped.
  • the present various modular structural members can respond to the different requirements and conditions in the construction of a building and the wishes of a builder, for. B. at the base of the house, in the number of rooms, in the room size, etc., meet. Also, the static requirements that are placed on a structure of an outer wall, an inner wall, a ceiling and / or a roof construction, can be met with the inventive structural members.
  • the design method for wood construction or the building material wood was used. Every building must be stable and durable in its entirety and in its individual components. In order to assemble the calculated and thus required structures from individual structural members, then, according to the modular principle, the corresponding structural members (components) are assembled and mounted.
  • the inventive structural member in the embodiment of a geometric, three-dimensional and non-positive timber component is shown and described here using a coordinate system (X, Y, Z).
  • the structural member is formed from at least one horizontally disposed support plate and at least one vertically arranged support, preferably two horizontal support plates which are spaced by at least four vertical supports, wherein the support plates and the supports form a hollow body for a continuous thermal barrier coating.
  • the two support plates of the structural member which are spaced apart by supports, form an upper and a lower support plate, wherein the lower support plate forms a base and the upper support plate forms a supporting surface and the standing and bearing surfaces have the shape of a double T-profile.
  • the support plates used in a structural member advantageously have in each case two flanges and a web, the two flanges being spaced parallel by the web.
  • a plan view of a support plate thus results in the shape or profile of a cross-sectional shown steel profile from the product group of steel beams.
  • the profile of the support plate in plan view thus corresponds to a so-called I-profile or double-T profile.
  • the parallel distance between two, arranged in a structural member support plates is advantageously carried out on the same length supports.
  • the supports are designed as vertical solid or hollow rods, wherein the vertical rods in cross section have a square, rectangular or round shape.
  • the same length and the same cross-section supports are arranged at the free ends of the flanges of two support plates.
  • a structural member is advantageously formed as a geometric hollow body, which viewed in the side view of the structural member and in the longitudinal direction of the Z-axis, having an opening which a hollow profile in the form of a square or Rectangular tube corresponds.
  • the opening of the hollow profile is formed by the two parallel spaced and vertically arranged supports, as well as the two parallel spaced and horizontally arranged support plates.
  • the size of the square or rectangular shape of the side openings depends on the height (length) of the columns and the length of the flanges of a support plate. The same applies to the front view of the structural member, viewed in the longitudinal direction of the X-axis, too.
  • a structural member is formed as a geometric hollow body.
  • the hollow body has an opening in the front view.
  • the opening corresponds in cross section to a square or rectangular hollow profile of a pipe. Whether the opening is a square or rectangular cross-section of a hollow profile results from the dimensions of the structural member.
  • the opening of the hollow profile or the size of the hollow body is also dependent on the height of the supports but also on the length of the web of the support plate.
  • the geometric Hollow body in plan view and in the longitudinal direction of the Y-axis, the hollow body formed from supports and support plates on two separate and spaced by the web openings, each corresponding to a hollow profile in the form of a square or rectangular tube.
  • the structural member in principle, in the development of the structural member is a geometric body in the form of a hollow cuboid, which has six open side surfaces to ensure the solution of the problem, a continuous thermal barrier coating in a supporting structure.
  • the solution is that a structural member in vertical and horizontal directions through openings and thus has a cavity.
  • Such a body is in geometry a three-dimensional figure that can be described by its surface and thus a three-dimensional body.
  • the surface of the hollow cuboid consists of flat surfaces, which may have different sizes and shapes. The size of the surfaces depends on the size of the support plates used and the supports from which the hollow cuboid and thus a structural member is formed. The shape of the surfaces for support plates in turn depends on the profile used.
  • the hollow cuboid, or the structural member can be described by its six sides.
  • the six sides of the hollow cuboid, or the structural member consist of two side surfaces which correspond to the left and right sides (viewed from the left and right along the Z axis), two front surfaces which correspond to the front and back (of viewed from the front and back along the X-axis) and from two plan view surfaces corresponding to the top and bottom (viewed from above and below along the Y-axis).
  • the hollow cuboid, or the structural member is determined on the one hand by the two sides of the bottom and top and thus by the shape of the support plate and on the other hand by the four sides of the two side and two front surfaces and thus determined by the size of the supports.
  • the supports form the four vertical longitudinal corners of the side and front surfaces in the cuboid or the structural member. This means that the longitudinal edges are closed at the vertical longitudinal corners of the side surfaces. But the four surfaces between the columns are not closed, but have an opening, resulting in four openings.
  • the top and bottom of the structural member form seen in plan view, in principle, two rectangular surfaces, whose shape is determined by the support plate.
  • the support plate has the shape of a double T-profile.
  • the longitudinal edges due to the flanges of the support plate, are closed.
  • the horizontal longitudinal corners of the front surfaces are not closed in the region of the web of the support plate, because the longitudinal edge of the web does not coincide with the horizontal longitudinal corners so not congruent, but set back. Due to the recessed longitudinal edge of the web resulting in the plan view surfaces also openings. These openings are separated by the web, which forms a central web.
  • the hollow cuboid and thus the structural member has an opening from all six sides. In principle, the hollow cuboid and thus the structural member depending on the viewing direction on two to three continuous openings or cavities.
  • This so designed inventive, geometric, three-dimensional and non-positive structural member made of wood materials forms the basis for the new structures. Due to the symmetrical arrangement of the supports and the unusual shape of the support plates and the defined dimensions, the structural member has modular properties and can be used variably in a supporting structure.
  • a structural member To produce the modularity of a structural member, form the mutually perpendicular symmetrical X, Y and Z axis of the structural member each a rotation axis about which a structural member can be rotated by 180 degrees.
  • a support member rotated by 180 degrees about an axis of rotation is compatible in a rotor layer of a supporting structure.
  • the structural member behaves similar to a cube because the structural member is square or cuboidal. If the truss member is rotated by 180 degrees about its X-axis, it remains compatible in the position of a rotor layer. Due to this rotation, only the upper support surface changes to the lower support surface and the lower support surface becomes the upper support surface.
  • the support member can be rotated about its Z-axis by 180 degrees, also here takes place due to the rotation of a change between the support and floor space and vice versa.
  • the structural member remains compatible even in this position of a rotor layer.
  • a rotation of the structural member about its Y-axis by 180 degrees is possible. During this rotation, the side surfaces are exchanged.
  • the structural member remains compatible even in this position in a rotor layer.
  • a building system with a building construction for the construction of buildings preferably of buildings in dry and self-construction can be formed.
  • a supporting structure with components e.g. from the plastic industry, preferably from the Dämmstoffbau, clad.
  • the structure consists of a variety of structural members, which is planked with chipboard, preferably OSB panels for interior trim and a thermal insulation layer of insulation panels for the outer lining.
  • support structure refers to components assembled from structural members whose layers are arranged in certain formations.
  • the structural members must be installed with a well-defined fürbindeash. Is thus installed in the composite.
  • the structure or the wall only gets the right grip and in the corners forms a toothing.
  • runners Association the rows, each offset by half a structural member in the art, superimposed.
  • only the flange width of a structural member is overlapped. The principle of overlap remains the same, but according to the invention is not half the length of a structural member to overlap.
  • the overlap or the Matterbindeterrorism is two flange widths, which are arranged on the support plate on the right and left of the support member member. Furthermore, the structural members of a rotor layer are laid with the longitudinal side to the outside.
  • an impregnated frame with unbesandeter or sanded barrier board is laid in the areas of the walls to be created. Since such frames are known in the art, need not be discussed in detail. Only a difference to the normal framework is shown.
  • the frame has a structure derived from a template. The structure contains the information on where to attach a structural member. On this frame, the first row of structural members next to each other, but separated by a gap, laid and fixed.
  • the structural members are, similar to a masonry composite, arranged in a woodworking association. Only these are not like stone masonry next to each other, stone by stone laid, but the laying of the structural members is carried out according to the modular system and in the order described above. Appropriately, it is not laid as in masonry without gap, but the laying of structural members is done with a gap. On a structural member followed by a gap, then the next structural member and then again a gap, etc.
  • the installation begins, for example, with a base structural member, but can also start with a half structural member, preferably with a corner structural member. At the end of The first row can form a complete base structural member or a half structural member, preferably a corner structural member the conclusion.
  • a first rotor layer which consists of base structural members as described in Figure 1, a Eck- structural member as shown in Figure 2.
  • Eck-structural members now the first base-structural member of the outgoing wall side (structure) is now applied laterally. Its outside forms a line with the head side of the corner structural member.
  • the first runner layer is thus completely laid on the base frame for the outer and inner walls. Only at appropriate places a gap or corresponding openings are provided, for example, planned doors.
  • a mixed offset is necessary to distribute loads and forces evenly throughout the flameproof structural members.
  • the offset consists of a gap, wherein the size of the gap consists of the length of a structural member, minus two flange widths.
  • a gap is followed by a next structural element, then another gap, etc., so we speak of a so-called runner association.
  • the two flange widths of a structural member correspond to the transfer of two base support members from the first runner layer.
  • a corner-structural member is laid on the outgoing wall side so that the corner-structural member of the second runner layer in the corner, on the, moved from the first runner layer-structural member, overbindent comes to rest.
  • the first base-structural member of the outgoing wall side is now attached with gap.
  • the outside of the base frame member forms a line with the head side of the corner frame member.
  • the second runner layer is now laid to completion. In the corners, there is a toothing of the Eck-structural members, because the Eck-structural members in the rotor layers are laid through alternately.
  • the head end of a corner structural member is always visible on the outer wall of a corner, due to the corner structural members laid alternately in the runner layers. Since the structure is always a structural member width is thick, the Tragtechnikcke is always formed in the same way, regardless of whether it is a runners or binder association. Alternately you go through one layer and then the next layer. For displacement of the structural members in a rotor layer has been previously reported.
  • the second rotor layer is fastened on the first rotor layer.
  • the third runner layer or the third row of the structural members is fixed on the second row, the fourth row on the third, etc., until the intended floor height is reached.
  • the attachment can be done by means of screw connections between the structural members of the composite components, preferably wooden pencils are used, which at the same time make a centering of the structural members during installation. Other types of attachment and other fasteners are conceivable.
  • the floor height is determined by the number of rotor layers.
  • the height of a rotor layer results from the height of a structural member.
  • the room height which is normally between 2.40 m and 3.20 m, only six to eight rotor layers of structural members are required, preferably seven layers. Of course, other room heights are possible.
  • a frame is again mounted, the ceiling construction receives.
  • the inventive construction of the ceiling element is referred to in another patent application.
  • the structural members are placed in their longitudinal direction, creates a structure created from structural members structure in the runners association. Due to the relative width of the structural members a laying in the binder band is not required because the load distribution and the load capacity of the individual structural members are ensured in the rotor association. Due to the arrangement of the structural members in rotor layers, resulting in the structure in vertical and horizontal directions through openings. The openings form cavities for an all-around thermal barrier coating, which seals against heat loss.
  • inventive base-structure member which can be used due to its modularity in all rotor layers of the walls to be created. Due to the modification of the inventive base support member e.g. to a quarter, a half and a corner structural member, other requirements, such as openings for doors and windows or as the insertion of ceilings or the construction of the roof structure, etc. can be met.
  • modified structural members are also modular, so that they can be installed in the same rotor layers with the base frame member. That is, the entire building construction to construct a shell including roof construction, carried by the construction system of the inventive structural members.
  • inventive modular component is the base member in the embodiment of a structural member with double T-profile.
  • This embodiment of a structural member forms the basis for supporting wall elements-outside, for supporting wall elements- Inside, as a partition and as a supporting ceiling and roof element. Due to the different applications, different requirements are placed on the structural member. The different requirements relate on the one hand to the use of a structural member in a supporting outer wall, in a supporting inner wall, in a partition, as a ceiling element, as a roof element, etc. and on the other hand, it depends on the size of the structural member, on the static properties, the thermal conductivity , Connect to each other, to show just a few functions.
  • the corner structural member is, as well as the base structural member, a structural component of a structure and is made modularly and modularly compatible with the other structural members of individual elements and is according to the aforementioned coordinate system (X, Y, Z) a geometric, three-dimensional and non-positive Structural member, which is formed from at least one horizontally arranged support plate and at least one vertically arranged support, preferably from two horizontally arranged support plates, which are spaced by at least five vertical supports and form a hollow body.
  • X, Y, Z a geometric, three-dimensional and non-positive Structural member
  • Such a corner structural member has an upper and lower support plate, each formed of three flanges and a web, wherein two of the flanges are arranged perpendicular and laterally to the web, one right and one left of the web, and the third flange is arranged frontally at one end of the web.
  • the lower support plate forms a base and the upper support plate a support surface in the form of a five-armed profile.
  • the support plates of a corner support member are also, as the support plates at the base frame member, spaced by supports. These supports are designed in the embodiment as solid or hollow rod and in cross section identical to the supports of the base structural member. They are also located at the free ends of the flanges and at one end of the web.
  • each of these structural / non-structural modular components is a geometric, three-dimensional, non-positive and modular structural member formed from individual elements.
  • the structure is a designation for the static overall system of the structural members, which are decisive for the stability of a building.
  • the structure of a building preferably a building, usually consists of ceilings, beams, columns, walls and the foundation. Due to the structural member of the invention, the structure of the building consists in principle of hollow walls, which are created from individual structural members. A structural member is thus a wall component, which can not form closed wooden walls.
  • a closed wooden wall is created only by the planking of the structural members or a supporting structure.
  • a wooden wall produced in this way can be composed of various structural members.
  • a wooden wall may have structural members as a framework for an outer wall, structural members for the floor joists and structural members for the Dachpfetten.
  • the ceiling beams and the purlins can both preferably be made of wooden beams.
  • the different structural members from the set of components are connected together in a composite system.
  • the structural members therefore have a size that is easy to handle for home improvement and home builders and, due to the material used, also relatively easy to install in terms of weight.
  • the individual components of a structural member are self-explanatory and can be easily assembled without expertise.
  • the dimensions of a structural member are in the length of about 30 cm to 100 cm, in the width of about 10 cm to 40 cm and in height from about 25 cm to 50 cm, the spatial dimensions are preferred 70 cm x 30 cm x 40 cm used.
  • a support is the vertical component of the structural member which receives and transmits loads mainly in the direction of its longitudinal axis.
  • the support is thus a rod-shaped pressure member.
  • the carrying capacity of such a support depends on the strength of the material chosen, the cross-section, the length or the height of the support and the conditions at the free ends, where these at one Bear support plate and fastened. The strength corresponds to the material used wood and the type of wood used.
  • the cross section of a column depends on whether a square, rectangular or round shape is used as a solid or hollow bar. The decision of which cross section to use is dependent on several construction criteria that the structural member has to meet. For example, the statics and the length of the support or the height corresponding to about three quarters of the length of the structural member.
  • Such a support preferably four such supports, is or are used in a structural member.
  • skeletal structural member it is the base part in the embodiment for supporting wall elements outside and inside. If, for example, due to a multi-storey structure of a building, the load on a structural member increases, there are various measures to accommodate the larger forces in the structural member. Measures that contribute to increasing the static properties of a structural member are, for example, the enlargement of the cross section of the columns. If these measures are insufficient in extreme cases, that is to say under very high static loads, it is possible to produce instead of the structural element made of solid wood, the complete structural element made of glued laminated timber, so-called laminated beams / timber.
  • load capacities can be achieved that are not achievable with solid wood of the same cross-section.
  • glulam wood a possible cracking in solid wood.
  • Another way to increase the strength of a structural member is the production of individual components or the complete structural member made of plastic. But it is also possible to replace only individual components of the structural member by other materials.
  • the supporting component, the rod-shaped supports in the structural member be made of the material metal.
  • Such a metallic support element can transmit a multiple of compressive strength.
  • the structural member would thus be made of two different materials.
  • a structural member in principle forms a framework, which consists of several supports and a plurality of support plates, wherein the supports form the supporting elements.
  • the basis of the invention is therefore based on the further development of the rod and truss with similarities to timber frame construction. Therefore, the inventive structure composed of the inventive modular structural members has no vertical wall posts and no compartments, as is the case with the framework on.
  • the four vertical supports are perpendicular to the longitudinal axis of a structural member.
  • Two supports each are arranged on one side of the web of a support plate.
  • the supports are spaced parallel to the web, wherein they are arranged symmetrically to the right and left of the longitudinal axis of a structural member.
  • the parallel distance of the vertical supports to the web of a support plate is determined by the length of execution of the flanges of a support plate.
  • the two end faces of a support, the upper and lower end faces, are correspondingly in contact with one of the facing sides of upper and lower flanges.
  • the inventive structural member and a variety of built in a structure structural members have no wooden stand and no compartments, with stones have to be unfolded. Since there are no usual wooden stand and stones for the compartments in the invention, no joints between the stones and the wooden stands are to be avoided.
  • the structural members of the invention including the connecting elements, preferably consisting of wooden pins, arises, according to the rotor assembly, a supporting structure. This is achieved by the superimposed structural members.
  • plank the outer and inner sides of such a wall is done by placing wooden or plasterboard panels on the outside and inside of the structure.
  • the outer and inner sides of the plates overlap several structural members in length and in height. In height, the plates therefore overlap a plurality of rotor layers and in the length of several structural members.
  • the plates are attached to the supports of the structural members. With this measure, the resulting when installing the structural members leaks, eliminated at the bed joints and increases the thermal resistance, or the heat conductivity decreases. Subsequently, the existing between the supports of the structure cavities are filled with known einblasbarem insulation material.
  • Another proposal to reduce the passage of heat energy through an outer wall made with structural members is to provide the outside with insulating elements to provide a composite thermal insulation system instead of the outside and inside of a structural member with insulation and wood or plasterboard to plank.
  • the thermal insulation composite system is a system for insulating the exterior walls of buildings.
  • the use of a thermal composite system has the advantage of using insulation materials for outdoor use, which meet higher standards than required in interior design.
  • Important for this purpose and for the use of a thermal insulation composite system is, in addition to the good insulation, and the prevention of condensation in the outer wall.
  • the respective structure of the outer wall conditions for both the course of the temperature and thus the saturation vapor pressure, as well as for the course of the vapor pressure specified. Only if the vapor pressure in the wall cross-section is always below the saturation vapor pressure, condensation will never be lost.
  • FIG. 1 shows a structural member according to the invention, designed as a base element for creating structures for load-bearing inner and outer walls of a building, and
  • Figure 2 shows an inventive structural member, formed as a corner element to
  • Construction of supporting structures for load-bearing interior and exterior walls of a building Construction of supporting structures for load-bearing interior and exterior walls of a building.
  • FIGS. 1A and 1B A geometrical, three-dimensional and non-positive component according to the invention formed from vertical supports 4, 5, 6, 7 and horizontal support plates 2, 3 in wood-skeleton construction is shown in FIGS. 1A and 1B which is designed as a structural member 1.
  • Fig.lA shows the structural member 1 in a perspective view
  • Fig.l B the structural member 1 in plan view 17.1.
  • the structural member 1 is, as previously shown in the description, an inventive component of a building structure for the construction of structures with components from the timber industry. In the illustrated component is a created in wood frame construction structural member 1 for load-bearing interior and exterior walls of a building.
  • the geometric, Three-dimensional and non-positive structural member 1 is to be described here by means of a coordinate system (X, Y, Z).
  • the longitudinal axis of the structural member 1 is represented by the Z-axis 14 which extends through the two side surfaces 18.1, 18.2, while the X-axis 12, the front and rear 19.1 front view 19.2 vertically and centrally cuts.
  • the Y-axis 13 is perpendicular and central to the upper and 17.1 lower plan view 17.2
  • the structural member 1 is formed of two horizontally arranged support plates 2, 3, a top 2 and a lower support plate 3, which by four supports 4, 5, 6, 7 are spaced.
  • the supports 4, 5, 6, 7 are formed as vertical solid or hollow rods, wherein the vertical supports 4, 5, 6, 7 may have a square, rectangular or round shape.
  • a support plate 2, 3 is formed from two flanges 9, 10 which are spaced apart by a web 11.
  • the web 11 is arranged centrally to the two flanges 9, 10.
  • the lower support plate 3 forms a base 15 and the upper support plate 2 a support surface 16.
  • the two support plates 2, 3 have due to the arrangement of the flanges 9, 10 and the web 11, viewed in plan view 17.1, 17.2, the shape of a double -T profile 8 on.
  • the shape of the double T-profile 8 can be described as follows.
  • the length 21 of a flange 9, 10 viewed in the X direction 12 corresponds to the width of a support plate 2, 3 and thus the width of a structural member 1.
  • the length of a support plate 2, 3 is made of the individual lengths 24 of a web 11 and the individual lengths 22.1 , 22.2 of the two widths of the flanges 9, 10, viewed in the Z direction 14, formed.
  • the width 22.1, 22.2 of a flange 9, 10 corresponds with the aid of a scale, about 9/50 shares in the total length 23 of a structural member 1 (two flanges correspond to about 18/50) and the length 24 of a ridge 11 corresponds to about 32 / 50 shares in the total length 23 of a structural member 1. From the individual lengths 22.1, 22.2 and 24 results in the total length 23 of a structural member 1 and a support plate 2, 3 of 50/50.
  • the ratio of the web width 25 to the flange length 21 is in the range of about 1: 3.5 to 1: 4.
  • the ratio of the structural member width 21 to the structural member member height 26 is approximately 1: 1, 3 to 1: 1, 4, while the ratio of the structural member height 26 to the total length 23 of a structural member 1 in the range of about 1: 1, 1 to 1: 1, 2 lies.
  • the ratio of the structural member length 23 to the structural member width 21 is approximately in the range 1: 1, 5 to 1: 1, 6 settled.
  • a support member 1 formed of supports 4, 5, 6, 7 and support plates 2, 3 forms a geometric hollow body, which in the front 18.1 and rear side view 18.2 and viewed in the longitudinal direction of the Z-axis 14, having an opening which a Hollow profile in the form of a square or rectangular tube corresponds. Viewed in the front view 19.1, 19.2 or in the longitudinal direction of the X-axis 12, there is an opening corresponding to a hollow profile in the form of a rectangular tube.
  • the distance of the supports 4, 5, 6, 7 to each other and thus the size of the cavity 20 is determined on the one hand by the support member width 21, which corresponds to the flange length 21, the support member length 23 and the support member height 26.
  • the support member height 26 is in turn determined by the length of the supports 4, 5, 6, 7, which space the two support plates 2, 3. Furthermore, the supports 4, 5, 6, 7 at the front and 19.1 front 19.2 a contact surface 27 for the planking materials. Due to the symmetrical embodiment of a structural member 1, this is rotatable about the coordinate axes X, Y, Z in each case by 180 degrees. The coordinate axes X, Y, Z thus each form an axis of rotation which is identical to the coordinate axes X, Y, Z. After a rotation by 180 degrees about an axis of rotation, the support member 1 has again a standing position, which corresponds to the original starting position.
  • a support plate 2, 3 which is relatively small and located in the lower two-digit millimeter range and in relation to the height 26 of a structural member 1 is only about 2.5% to 3% and thus negligible.
  • the support plates 2, 3 each have a blind bore 28 in the flange region 9, 10, where the supports 4, 5, 6, 7 are fastened.
  • the blind holes 28 are used to hold wood pencils (not shown).
  • FIG. 1 A corner structural member 30, according to FIG. 2, approximately corresponds to the structural member 1 of FIG.
  • the reference numbers shown in FIG. 1 are therefore adopted analogously here.
  • FIGS. 2A and 2B a geometrical, three-dimensional and non-positive component according to the invention formed from vertical supports 4, 5, 6, 7, 29 and horizontal support plates 31.1, 31.2 in wood-skeleton construction can be seen, which is designed as a corner support member 30 is.
  • the Eck-structural member 30 is, as previously shown in the description, an inventive component of a Baükonstrutation for the construction of buildings, with components from the timber industry.
  • the illustrated component is a created in wood skeleton construction Eck-structural member 30 for load-bearing inner and outer walls of a building.
  • the corner support member 30 is also made of a supporting member of a supporting structure, which a, from individual elements modular and compatible formed, according to a coordinate system X, Y, Z, geometric, three-dimensional and non-positive structural member 1, is.
  • the corner structural member 30 is formed of two horizontally arranged support plates 31.1, 31.2, an upper 31.1 and a lower support plate 31.2, which are spaced by five supports 4, 5, 6, 7, 29.
  • the supports 4, 5, 6, 7, 29 are formed as vertical solid or hollow rods, wherein the vertical supports 4, 5, 6, 7, 29 may have a square, rectangular or round shape.
  • a support plate 31.1, 31.2 is formed from three flanges 9, 32, 33, which are arranged on a web 34.
  • the web 34 is arranged centrally to the three flanges 9, 32, 33, wherein the center line of the web 34 extends parallel to the longitudinal axis Z 14.
  • the flange 9 of the corner structural member 30 has the same dimensions as the flange 9 of the base structural member 1 and is also at the same location of the bridge 34, analogous to the web 11, arranged. That is, the flange 9, as in the base frame member 1, a continuous flange 9 and the end face of the web 34 is arranged.
  • the other flanges 32, 33 are arranged vertically in the X-direction 12 and laterally to the web 34, wherein a flange 32 is arranged on the right and the other flange 33 to the left of the web 34.
  • the flange 33 is located at the same location as the flange 10 from the base structural member 1 to ensure compatibility and modularity with other structural members, with the flange 33 having the same flange width 22.1 as the flange 10.
  • the flange 10 has been reduced so that it now protrudes as a shortened flange 33 laterally and to the left of the extended web 34, while the other half of the flange 10 on the opposite right side of the web 34 has been moved to a new position and designated as flange 32.
  • the new position is on the half of the distance between the flange 9 and 33, wherein the flange 32 is mirror-inverted, or reversed to the web 34 is arranged.
  • the flange 32 has the flange 9 an approximate distance 41 of 1 1, 5/50 parts, which corresponds to the web length 24 of 32/50 parts, minus the flange width 22.1 of 9/50 from the flange 10th
  • the lower support plate 31.2 forms a base 15 and the upper support plate 31.1 a support surface 16.
  • the two support plates 31.1, 31.2 have due to the arrangement of the flanges 9, 32, 33 and the web 34, in plan view 17.1. 17.2 viewed from above and below on the corner structural member 30, the shape of a five-armed profile 35 on.
  • the shape of the five-armed profile 35 can be described as follows.
  • the length 21 of the end face and perpendicular to the end of the web 34 arranged flange 9 corresponds to the Eck-Tragtechnikgliedbreite 21, which is identical to the dimensions of the base support member 1. That is, the flange length 21 corresponds to the Eck- structural link width 21 and is analogous to the base frame member width 21.
  • the corner support member 30 is identical to the flange width 22.1 of the support plate 2 of the structural member 1.
  • the flange 9 at the corner support member 30 opposite and spaced parallel flange 33 is just as far away as the flange 10 from the flange 9 of the Base Structural Member 1.
  • These identical spacings and dimensions of the flanges 9 to 10 and 9 to 33 ensure the compatibility and modularity of the different structural members 1, 30 to each other. Since the distance of the flange 33 to the flange 9 in the corner support member 30 is identical to the distance of the flange 10 to the flange 9 in the base frame member 1, a compatibility and modularity of the different structural members 1, 30 is mutually ensured. Due to a web extension 40, have the corner-structural member 30 and the support plate 31.1,
  • 31.2 now has a total length 37 of a corner support member 30 in the Z direction 14, which is about 1 1/50 parts longer than the total length 23 of a base support member 1.
  • the length of a support plate 31.1, 31.2 is from the single length 38th a web 34 and the individual length 22.2, ie the width 22.2 of a flange 9, formed.
  • the support plates 31.1, 31.2 spaced supports 4, 5, 6, 7, 29, respectively.
  • a five-armed profile 35 corner support member 30 is in principle a geometric hollow body, in the horizontal and vertical directions, analog to the base structural member 1, having openings forming a cavity 20.
  • the cavity 20 is formed by the five, symmetrically aligned in the Y direction 13 and arranged vertically to each other about the longitudinal axis Z 14 supports 4, 5, 6, 7, 29 and the two horizontally spaced support plates 31.1, 31.2.
  • the distance of the supports 4, 5, 6, 7, 29 to each other and thus the size of the cavity 20 is determined on the one hand by the corner structural member width 21, the corner structural member length 37 and the corner structural member height 26, wherein the structural member width 21 and height 26 are identical to the dimensions of the base support member 1.
  • the support member height 26 of the corner element 30 is again determined by the length of the supports 4, 5, 6, 7, 29, which space the two support plates 31.1, 31.2.
  • the length of the supports 4, 5, 6, 7, 29 of the corner support member 30 are identical to the lengths of the supports 4, 5, 6, 7 of the base support member 1. Furthermore, the supports 4, 5, 6, 7, 29 on the front and rear front side 19.1, 19.2, as well as on the front and rear side surfaces 18.1, 18.2, contact surfaces 27 for planking materials.
  • the thickness 39 of a support plate 31.1, 31.2 of the corner support member 30 corresponds to the thickness 39 of the support plates 2, 3 of the base support member 1.
  • In the flanges 9, 33, 34 and the free end 36 of the web 34 also blind holes 28 are included , which serve to receive wood pencils (not shown).
  • Other dimensions of the corner structural member 30, which are not listed here, correspond to the dimensions of the base structural member 1.
  • the distance between the three supports 4, 6, 7 to each other in the corner structural member 30 is identical to the distance in the base structural member 1, only the post 5 has been repositioned and another post 29 has been added to meet the characteristics of a corner structural member 30.
  • the addition of another support 29 became possible because the web 34 was extended.
  • the web extension 40 forms the head end 42 of a corner support member 30th LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Holzbaukonstruktion, deren Elemente aus Holz und Dämmstoffen bestehen. Die tragenden Teile einer Holzkonstruktion für ein Gebäude bestehen größtenteils aus verschiedenen Tragwerken. Das Tragwerk eines Holzgebäudes wird erfinderischerweise aus einem, für Einzelpersonen handlichen, modularen Tragwerkglied aus Holz zusammengefügt. Ein Tragwerk kann daher in Trocken- und Selbstbauweise zu jeder Jahreszeit, ohne Einsatz von Mörtel und Kleber, erstellt werden. Eine Vielzahl dieser, im Läuferverband verlegbaren, handlichen Tragwerkglieder, bilden die Gebäudewände eines Holzhauses, wobei das Tragwerk anschließend mit Dämmelementen verkleidet bzw. mit Dämmmaterial in den Hohlräumen verfüllt werden kann.

Description

Erstellung von Tragwerken aus einer Vielzahl von einzelnen handlichen, kompatiblen und modularen Tragwerkgliedern für in Trocken- und Selbstbauweise konfektionierte Holzbauwerke
Die Erfindung betrifft, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Tragwerk zur Erstellung von Bauwerken, vorzugsweise von Gebäuden, in Trocken- und Selbstbauweise mit Bauteilen aus dem Holzbau, wobei das Tragwerk aus einer Vielzahl von einzelnen Holzbauteilen in Skelettbauweise gebildet wird, wodurch es sich von einem Tragwerk aus dem Holzrahmenbau und/oder Kunststoffbau gravierend unterscheidet und als neues Holztragwerk mit Bauteilen aus dem Kunststoffbau, vorzugsweise aus dem Dämmstoffbau, im Verbundsystem verkleidet werden können. Dem Stand der Technik sind nachfolgende Begriffe aus dem Bauwesen zu entnehmen. Unter dem Begriff Baukonstruktion versteht man die Konstruktion von Bauwerken und Gebäuden. Dieses umfasst sowohl den Konstruktionsprozess als auch das Ergebnis, also das Gefüge der Bauteile im fertigen Bauwerk, hier insbesondere die Wandkonstruktion. Unter dem Begriff„Bauwerk" versteht man eine, von Menschen errichtete Konstruktion mit ruhendem Kontakt zum Untergrund, während der Begriff „Gebäude" ein Unterbegriff eines Bauwerks ist. Ein Bauwerk entsteht durch die Errichtung einer dauerhaften Konstruktion auf dem Baugrund und besteht aus einzelnen Bauteilen. Bauteile sind im Bauwesen einzelne Teile, einzelne Elemente oder einzelne Komponenten, aus denen ein Bauwerk zusammengesetzt wird. Bei einem Bauteil handelt es sich um eine geometrisch zusammenhängende Fläche oder einen Körper, wobei die Fläche oder der Körper einen einheitlichen Aufbau und eine einheitliche Konstruktion aufweisen können. Die Bauteile wiederum können aus verschiedenen Baustoffen bestehen. Baustoffe, wie sie zur Errichtung von Tragwerken für Bauwerke oder dgl. eingesetzt werden, können insbesondere Ziegel, Betonsteine, Kalksandsteine und vieles mehr sein. Seit langem gibt es im Baubereich aber das Bestreben, auch die kalte Jahreszeit für Bautätigkeiten zu nutzen, um so schnell wie möglich eine Fertigstellung eines Bauwerkes zu erreichen und um vor allem Zeit und somit Kosten zu sparen. Dieses lässt sich bei der Erstellung von Tragwerken für Bauwerke nur durch die Anwendung der Trockenbauweise erzielen.
Diese Trockenbauweise soll ein aus der DE 21 2004 000 002 IM bekannter Bausteinverbund beispielsweise bei einer Wand erfüllen. Der Bausteinverbund besteht aus einem Tragwerk, welches aus einer Vielzahl von einzelnen, mittels Kunststoffmaterial verbundenen Bausteinen, wie z.B. Ziegel, hergestellt ist. Die Ziegelbausteine sind anstelle von Mörtel mittels Kleber verbunden und weisen einen sehr geringen Klebespalt zwischen den Bausteinen auf. Des Weiteren weisen die Ziegel Hohlkammern auf, die mit einem PUR-Schaum oder anderen Dämmmaterial gefüllt werden. Der Nachteil dieser Bauweise besteht darin, dass eine große Menge von umweltschädlichem Polyurethan-Schaum zur Verbindung der Bausteine eingesetzt werden muss und der Einsatz bei niedrigen Temperaturen und Frost nur bedingt tauglich ist.
Ein Bausatz aus kubischen Planblocksteinen aus Porenbeton und stangenförmigen Verbindern aus Holz zur Erstellung von Tragwerken wird in dem offenbarten Verbundsystem der DE 298 04 074 U1 beschrieben. Die Holzverbinder werden, anstelle von Mörtel, zur Verbindung der Planblocksteine untereinander und zur Errichtung von Trockenmauerwerk verwendet. Die Stoßflächen der Planblocksteine verfügen über korrespondierende Profilierungen, die im Mauerverbund formschlüssig ineinander greifen und an den Seitenflächen Schlitze für die Verbinder aufweisen. Dieses Verbundsystem ist zum Bau eines, in Trockenbauweise erstellten Tragwerks, für Gebäude in der kalten Jahreszeit geeignet. Das Tragwerk aus einem, aus Kalksandstein oder Porenbeton bestehenden Trockenmauerwerk, weist gegenüber herkömmlichem Mauerwerk, bei dem die Steine durch Mörtel o. dgl. verbunden werden, Vorteile auf. Der Nachteil eines solchen Verbundsystems besteht aber darin, dass spezielle Porenbeton-Formsteine (kubische Planblocksteine) mit Profilierungen für die Verbinder an den Seitenflächen zum passgenauen Aufsetzen erforderlich sind. Bereits geringe Abweichungen in der Passgenauigkeit bringen Schwierigkeiten beim Einsetzen der Verbinder und somit beim Verbauen der Planblocksteine. Ebenfalls von Nachteil ist, dass die dünnen Kanten an den schwalbenschwanzförmigen Schlitzen der Planblocksteine beim Transport und beim Verbauen leicht beschädigt werden können und somit schnell unbrauchbar sind. Ein solches Verbundsystem aus Planblocksteinen und stangenförmigen Verbindern zur Erstellung von Trockenmauerwerk im Massivbau enthält keine Tragkonstruktion aus nachwachsenden Rohstoffen, wie z.B. Holz.
Aus der DE 195 02 979 A1 ist daher ein Bausatz für ein Sichtmauerwerk bekannt, der Bausteine als Formsteine, mit Sacklöchern, Nuten und Federn ausgestattet, aufweist, die in Trockenbauweise miteinander zu einem Tragwerk verbindbar sind. Auch dieses System weist Mängel auf, die durch Verschmutzung hervorgerufen werden können. Verschmutzungen und Partikel verhindern ein passgenaues Aufeinandersetzen der Bausteine. Als nachteilig hat sich auch erwiesen, dass in die Füllöffnungen der Bausteine Metallrohre als Stützen eingeführt werden müssen, um den statischen Anforderungen einer Wand zu genügen.
Bei den zuvor aufgezeigten Ausführungsbeispielen werden immer noch Geschossdecken aus Beton eingezogen bzw. verwendet, die naturgemäß Baumaschinen benötigen. Um die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und um auch in kalten Jahreszeiten Bauwerke, insbesondere Tragwerke für Gebäude, errichten zu können, ist es notwendig, die Bautechnik des klassischen Mauerwerks und dessen Sonderformen zu verlassen und sich den Fachwerk- und Fertighäusern aus Holz zuzuwenden.
Das Fachwerkhaus hat ein tragendes Gerüst aus Ganzholz, wobei der volle Querschnitt des Ganzholzes als vollkantig oder baumkantig für Balken oder Kantholz benutzt wird. Das Gerüst wird in Trocken bau weise erstellt, seine Zwischenräume aber nicht. Die Zwischenräume werden mit einem Holz-Lehm-Verbund oder einem Ziegelwerk ausgefüllt. Jeder Zwischenraum eines Holzgerüstes stellt ein Fach dar, das sogenannte Gefach. Das Gefach kommt im Fachwerkbau (Fachwerkhaus), dem sogenannten Skelettbau aus Holz in Ständerbauweise, häufig vor. Auch diese Baukonstruktion weist den Nachteil auf, dass die Gefache in der kalten Jahreszeit nicht in Mörteltechnik ausgefüllt werden können und der Rohbau somit ruhen muss. Als nachteilig hat sich auch erwiesen, dass beim Aufstellen, dem sogenannten Abbinden einer Fachwerkwand, aus Gewichtsgründen (aufgrund der starken Holzquerschnitte) und aufgrund der Größe (Länge der Balken), Baumaschinen oder eine Vielzahl von Fachleuten, wie Zimmerleute, notwendig sind. Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei der Herstellung der Stützen (Balken). Für die Herstellung der Stützen sind ganze Baumstämme erforderlich, was aus Ressourcen- und ökologischen Gründen nicht sinnvoll und daher zu vermeiden ist. Ein weiterer Mangel besteht darin, dass eine Stütze bzw. ein Balken als tragender Holzständer aufgrund von Temperatureinflüssen eine Volumenänderung erfahren kann, wodurch die Gefahr besteht, dass der Mörtel in den Fugen zwischen den Ständern und den Steinen reißt.
Eine Weiterentwicklung des Ständerbaus stellt das sogenannte Holz-Fertighaus dar. Als Holz-Fertighaus wird ein Gebäude bezeichnet, das nicht vor Ort auf einer Baustelle, sondern in einem Werk industriell vorgefertigt und in Teilen an die Baustelle geliefert und dort in Trockenbauweise endmontiert wird. Die Bezeichnung Fertighaus bedeutet, dass das Gebäude nicht vor Ort gebaut, sondern in einem Werk vorgefertigt wird. Bei der Herstellung können traditionell zwei Bauarten, die Holzrahmenbauweise oder die Holztafelbauweise zur Anwendung kommen. Zu der Holzrahmen- und Holztafelbauweise ist daher folgendes aus dem Stand der Technik auszuführen, um die erfinderische Tätigkeit bei der Aufgabe und der Lösung zu verstehen. Der Holzrahmenbau zählt zu den wesentlichen modernen Holzbausystemen und ist eine Weiterentwicklung des Fachwerkbaues. Die Merkmale sind die vorwiegende Verwendung von zweizölligen Bohlen. Eine Sonderform des Holzrahmenbaus ist die Holztafelbauweise, bei der die Wand- und Deckenelemente im Herstellungswerk weitestgehend, wie nachstehend noch beschrieben, vorgefertigt werden. Der Holzrahmenbau zeichnet sich im Unterschied zu anderen Holzbauweisen, wie beispielweise die Blockbauweise oder die der Fachwerkbauweise, dadurch aus, dass ein Holzgerüst mit senkrechten Balken und waagerechten Streben die vertikale Tragfunktion übernimmt und die horizontale Aussteifung durch plattenförmige Wandbaustoffe oder diagonal aufgebrachte Bretter erfolgt. Der Holzrahmenbau ist aus Nordamerika, Kanada und den nordischen Ländern als„Balloon Framing" und „Platform Framing" schon seit langem bekannt. Beim „Balloon Framing" sind als Hauptmerkmal die über die Etagen durchgehenden Wandpfosten bzw. Stützen, zu nennen. Als Auflage für die Balkenlage wird eine Holzbohle auf Deckenhöhe eingelassen, die Balkenlage aufgelegt und seitlich an der Stütze befestigt. Die Außenwände werden entweder mit eingelassenen Streben ausgesteift oder außen mit Brettern diagonal beplankt. Die Außenwand innen, Innenwände und Deckenunterseiten werden meist mit dünnen Holzleisten verschalt, welche als Putzträger für einen Gipsputz dienen. Heute werden dafür überwiegend Gipskarton-, und Gipsfaserplatten (z.B. bekannt unter der Bezeichnung Rigips-Platten) verwendet. Eine Montage der Tragwerke in Holzständerbauweise kann zwar in der kalten Jahreszeit erfolgen, diese Tragwerke sind jedoch aufgrund ihrer Größe, ihrer Abmessungen und ihrem Gewicht nicht für den Selbstbau geeignet. Weiterhin nachteilig ist auch hier, dass für die Herstellung der Wandpfosten bzw. Stützen ganze Baumstämme erforderlich sind, was aus Ressourcen- und ökologischen Gründen nicht sinnvoll und daher zu vermeiden ist. Des Weiteren ist ein Verputzen der Außenwände außen und innen in der kalten Jahreszeit, also bei frostigen Temperaturen, nicht möglich. Weiterhin nachteilig ist, dass zum Aufstellen eines solchen Ständerwerkes Baumaschinen und/oder eine Vielzahl von Facharbeitern bzw. Handwerkern notwendig sind.
Beim „Platform-Framing" wird die Rohkonstruktion - im Gegensatz zum„Balloon- Framing"- etagenweise errichtet und jeweils mit einer Plattform abgeschlossen, auf der dann die nächste Etage bzw. das nächste Geschoss errichtet wird. Die hölzerne Tragkonstruktion der Wände, bestehend aus Wandpfosten, welche das Tragwerk bilden, samt oberen und unteren Gurten, wird zunächst liegend auf der jeweiligen Etage vorgefertigt, dann aufgestellt und mittels einem zusätzlichen Obergurt miteinander verbunden. Außenseitig und auf der Geschossdecke werden Platten aus Sperrholz oder ähnlichem aufgebracht. Der Rest wird nach der Fertigstellung des Rohbaus mit Gipskartonplatten verschalt. Der Vorfertigungsgrad ist relativ hoch und eine solche Holzständerbauweise kann in der kalten Jahreszeit erfolgen. Diese Systeme zum Errichten von Rohbauten in Holzbauweise weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie für den Selbstbau nicht geeignet sind und ein zu großer maschineller und ein personeller Aufwand bei der Errichtung von Holzbauwerken notwendig ist.
Im Bereich des Bauwesens findet sich als weit verbreitete Art der Holzbauweise auch der Holztafelbau, welcher den Baustoff Holz nutzt. Der Holzbau ist dabei ein altes eigenständiges Fachgebiet, das sich mit seinen spezifischen Techniken und Werkstoffen von anderen Bereichen des Bauwesens, wie beispielsweise dem Mauerwerksbau, abgrenzt. Im Holztafelbau werden die flächigen, selbsttragenden Holzkonstruktionen als Tafeln bezeichnet. Die Holztafeln sind Verbundkonstruktionen aus Rippen, die mit Hilfe von Nägeln, Klammern, Schrauben oder Leim mit unterschiedlichen Baustoffen, wie Vollholz oder Holzwerkstoffen, beplankt werden. Zuerst wird ein Holzrahmen, der das Tragwerk bildet, erstellt. Nach der Erstellung wird der Holzrahmen durch Dämmung, Einbauten und abschließende Beplankung zur Holztafel. Entsprechend ihrer Anordnung im Bauwerk, bzw. Gebäude, als Wand-, Decken- oder Dachtafeln, werden die einzelnen Bauteile und ihre Baustoffe sinnvoll kombiniert und dimensioniert, damit sie tragende, aussteifende, raumabschließende, dämmende und bauphysikalische Funktionen übernehmen können. Der räumliche Baukörper wird aus einzelnen Holztafeln zusammengesetzt. Aus den einzelnen Holztafeln werden dann im Herstellungsbetrieb Großtafeln in Gebäudeabmessungen zusammengesetzt, deren Größen von den Standardformaten der Beplankungsstoffe bestimmt werden. Sie stellen die Tragwerke (Wände) des Gesamtbauwerks, einschließlich aller wesentlichen Einbauten, dar und werden, wie zuvor angegeben, im Herstellungswerk vorgefertigt und anschließend mit schweren Fahrzeugen zur Baustelle transportiert. Nach der Anlieferung auf der Baustelle werden die Großtafeln bei der Montage mit Hilfe eines Krans zu einem Bauwerk zusammengefügt. Die Montage eines Fertighauses kann in der kalten Jahreszeit erfolgen. Nachteilig bei einem Holz-Fertighaus ist, dass nach der Herstellung im Werk, für den Transport und für die Montage der Holztafeln auf der Baustelle, größere Werkzeug- und Baumaschinen, notwendig sind. Diese ist den großen Abmessungen und somit großen Gewicht der Tragwerke (fertige Wände), der Decken, der Treppen usw., geschuldet. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass eine Montage der Tafeln in Selbstbau nicht möglich ist.
Eine Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Bausysteme zur Erstellung von Holz- Gebäuden, ist der DE 296 18 705 U1 zu entnehmen. Die DE 296 18 705 U1 offenbart ein Bausystem mit einer Tragekonstruktion aus Holz, wobei die Zwischenräume der Tragekonstruktion mit Formsteinen ausgefacht werden. Dadurch werden an den Außenwänden des Gebäudes die Holzständer der Tragekonstruktion von Teilen der ihnen benachbarten Formsteine nach außen hin abgedeckt. Die beiderseits eines Holzständers angeordneten Formsteine übergreifen also den Holzständer auf der Außenseite. Hierdurch wird eine Fuge zwischen den Holzständern und Steinen vermieden, die eine direkte Verbindung zwischen dem Gebäudeinneren und der Außenseite des Gebäudes hergestellt. Erfährt der Holzständer aufgrund von Temperatureinflüssen eine Volumenänderung, so besteht die Gefahr, dass der Mörtel in den Fugen zwischen den Ständern und den Steinen reißt und dadurch die Dichtigkeit des Gebäudes und die Wärmedämmeigenschaft beeinflusst. Um Mörtel bei dem Vermauern der Steine zu vermeiden, sollten diese aus baubiologischen Materialien hergestellt sein, welche mit biologisch verträglichem Kleber miteinander verklebt werden können. Dieser Formstein ist besonders für die Ausfachung von Skelettbaukonstruktionen, wie das zuvor beschriebene Bausystem, geeignet. Als nachteilig hat sich erwiesen, dass dieses Bauwerk in Skelettbauweise als Tragekonstruktion eine Vielzahl aus Holz bestehende Holzständer als Tragwerk benötigt. Die Gefache können zwar auf einfache Art und Weise mit Ziegeln oder Formsteinen ausgemauert werden, aber eben nicht in Trocken- oder Modulbauweise. Auch das Aufstellen der Tragkonstruktion ist im Selbstbau nicht möglich. Der Stand der Technik enthält keinen echten Selbstbau, der ohne Maschinen wie Betonmischer, Kräne und ähnliche Maschinen auskommt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Gefache keinen, in senkrechter Richtung durchgängigen Hohlraum, aufweisen, sondern sie bilden eine Vielzahl von Hohlräumen, die zur Verwendung von Einblasdämmstoffen nicht geeignet sind, weil die Gefache keine durchgängige Dämmschicht ermöglichen.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, auf die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik, wie die Verwendung der Bautechnik des klassischen Mauerwerks als Bausteinverbund mit Mauerstein (Kalksandstein, Porenbetonstein usw.) und deren Verbindungsstoffe (Mörtel, Kleber, Polyurethan, Dichtungen zwischen Formsteinen usw.) und/oder Verbindungselemente (Nut, Feder, Schwalbenschwanz, Metallrohre als Stützen usw.) als Tragwerk, zu verzichten, weil diese Bauelemente z.B. nicht aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden und nicht in der kalten Jahreszeit, z. B. Frostperiode, verwendet werden können und diese Bauelemente einen großen Bedarf an Maschinen beim Transport, bei der Verarbeitung usw. benötigen, die für den Einsatz jeglicher Art von Mörtel, Beton, Kleber usw. notwendig sind.
Des Weiteren soll auf Ganzholz, wie aus dem Fachwerkbau oder Ständerbau bekannt, den durchgehenden senkrechten Holzständern, wie Wandpfosten, Stützen oder Balken, welche die vertikale Tragfunktion eines Tragwerkes bilden, ebenfalls verzichtet werden. D.h., es sollen keine aus Baumstämmen hergestellte Balken verwendet werden, weil diese aufgrund der Abmessungen und ihrem Gewicht nicht für den Selbstbau von Holztragwerken geeignet sind. Die Herstellung und Montage solcher Holztragwerke ist nur mit Baumaschinen und Fachpersonal möglich. Gleicher Verzicht gilt für Tragwerke, welche nach dem Holzrahmenbau oder Holztafelbau hergestellt werden. Diese Tragwerke sind aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichtes nur mit schweren Transport- und Baumaschinen auf der Baustelle zu handeln, wobei Fachpersonal bzw. Handwerker benötigt werden, um ein solches Holzfertighaus zu erstellen.
Gemäß den vorliegenden technischen Problemen und den daraus entstehenden Aufgaben liegt der Erfindung die Lösung zugrunde, ein Tragwerk zur Erstellung von Bauwerken mit Bauteilen aus dem Holzbau, in Skelettbauweise zu schaffen, bereitzustellen und zu verwenden, wobei das Tragwerk aus einer Vielzahl von einzelnen Tragwerkgliedern besteht, die zur Erstellung von Tragwerken für Holzbauwerke, insbesondere Holzhäuser in Trocken- und Selbstbauweise, benötigt werden. Diese Tragwerke sollen die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermeiden, und das Errichten eines Bauwerks bzw. eines Gebäudes in Trocken- und Selbstbauweise, vor allem mit einer durchgehenden Wärmedämmung bzw. Dämmstoffschicht ermöglichen. Die Erfindung löst diese Aufgabenstellungen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Zur Lösung dieser vielfältigen Aufgaben schlägt die Erfindung daher ein völlig neuartiges Bausystem für in Holzbauweise erstellte Tragwerke vor. Das erfindungsgemäße Tragwerk muss auf die vorgenannten Nachteile verzichten und soll trotzdem in Trocken- und Selbstbauweise und mit einer durchgehenden Wärmedämmschicht versehen sein. D.h., ein solches Tragwerk soll ohne schwere Baumaschinen und Fachpersonal, aber mit nachwachsenden Rohstoffen erstellt werden können. Daher wird ein bekanntes Tragwerk aus Holz in viele Einzelteile (Bauteile) aufgegliedert und diese einzelnen Bauteile mit guten handwerklichen Eigenschaften versehen und daraus eine neue erfinderische Baukonstruktion für den Selbstbau von Tragwerken entwickelt und gebildet. Die Erfindung eines mit gutem Handling versehenen Bauteiles, kombiniert aus einzelnen Holzelementen, wird nachstehend noch näher beschrieben und in der Beschreibung als Tragwerkglied bezeichnet.
Die Erfindung eines solchen Tragwerkgliedes wurde mit dem Verzicht die schweren und zu großen Tragwerke aus dem Holzbau und die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik entwickelt. Das Tragwerkglied soll eine handliche Größe und somit ein geringes Gewicht aufweisen und trotzdem die statischen Kräfte gemäß den Normen und darüber hinaus, erfüllen. Bei der Entwicklung wurde auch die weitere Verarbeitung der Tragwerkglieder in einem Tragwerk berücksichtigt. Die weitere Verarbeitung besteht darin, dass das erfinderische Tragwerkglied derart gestaltet sein muss, dass es Bestandteil eines Verbundsystems sein kann. Die Tragwerkglieder der Baukonstruktion, die aus dem Holzbau und/oder dem Kunststoffbau stammen, vorzugsweise aus dem Holzbau, sind mit Materialien aus dem Dämmstoffbau zu vereinen. Das erfinderische Tragwerkglied kann aufgrund seiner Ausgestaltung auch im Verbundsystem eingesetzt werden, bei dem die Bauteile aus dem Holzbau, dem Kunststoffbau und die Bauteile aus dem Dämmstoffbau miteinander in modularer- und Trockenbauweise verbaut werden können. Dieses Verbundsystem ermöglicht die Erstellung eines Bauwerks ohne Fachpersonal und vor allem im Selbstbau zu jeder Jahreszeit.
Unter Selbstbau ist hier zu verstehen, dass der Heimwerker in die Lage versetzt werden kann, die Eigenleistung beim Rohbau eines Gebäudes zu erhöhen, um Kosten zu sparen. Bereits die Hälfte der Baukosten (Material-, Lohnkosten) verschwindet in den Gewerken des Rohbaus (Erd-, Mauerer-, Beton-, Zimmerarbeiten, Dachdecker usw.). Daher ist es notwendig, auf einige Handwerkerarbeiten, wie Maurer- und Betonarbeiten, zu verzichten und die Eigenleistung in den anderen Bereichen zu erhöhen. Eine Erhöhung der Eigenleistung kann nur ermöglicht werden, wenn die zu verlegenden Tragwerkglieder bestimmte Voraussetzungen und Bedürfnisse der Bauherren erfüllen, um die Baukosten zu senken. Es ist daher eine wichtige Voraussetzung, das Handling der Tragwerkglieder so einfach wie möglich zu gestalten. Das Gewicht und die Größe des Tragwerkgliedes sind den vorgenannten Erfordernissen anzupassen. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass die Einzelteile und die Konfektionierung der Tragwerkglieder auf einfache Art und Weise als technische Halbzeuge in Produktionsprozessen in hoher Stückzahl herstellbar sind. Mit den Halbzeugen sind hier die einzelnen Tragwerkglieder gemeint, aus welchen die kompletten Tragwerke erstellt werden können. Ein solches, aus einer Vielzahl von Tragwerkgliedern erstelltes Tragwerk, kann mit weiteren, an der Innen- und Außenseite des Tragwerkes angeordneten Bauteilen, konfektioniert werden. Bei den Bauteilen handelt es sich beispielsweise um OSB-Platten, Dämmstoffplatten und Zellulosestoffe, wodurch ein Verbundbauelement entsteht. Erst mit solchen erfinderischen Tragwerkgliedern, die sich zu einem Tragwerk konfektionieren lassen, werden sich Eigenleistungen stark bemerkbar machen. Beim Konfektionieren eines Tragwerkes sind ein spezielles Fachwissen, spezielle Maschinen und Werkzeuge nicht erforderlich. Die Montagearbeiten können somit ohne große technische Hilfsmittel durchgeführt werden. Des Weiteren ist dem Bedürfnis der Bauherren, ein möglichst variables, den eigenen Wünschen angepasstes Gebäude errichten zu können, Rechnung zu tragen. Aus den einzelnen Tragwerkgliedern können daher eine Vielzahl, überschaubare, verschiedene und komplette Tragwerke konfektioniert werden. Bei den konfektionierten Tragwerken handelt es sich nicht nur um die in Holzbauweise erstellten Tragwerke aus Tragwerkgliedern, sondern auch um die Beplankungsbauteile, z.B. der Dämmung für die Außenwand und Innenwand. Der Hohlraum zwischen der Außen- und Innenwand wird durch die erfinderischen Tragwerkglieder gebildet und kann beispielsweise mit einblasbaren Dämmstoffen, beispielsweise Zellulose-Dämmstoff, aufgefüllt werden. Damit werden auch die Voraussetzungen für ein Niedrig-Energiehaus und den Einsatz sogenannter freundlicher Baustoffe erfüllt. D.h., ein Tragwerkglied als einzelnes Bauteil bildet mit den anderen Bauteilen ein Verbundsystem.
Beispielsweise kann das Tragwerk einer Innen- und Außenwand, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in Einzelteile aufgeteilt werden, die als Bauelemente oder Bauteile bezeichnet werden. Das Tragwerk eines Mauerwerkverbandes kann beispielsweise in einzelne Tragwerkglieder, bestehend aus künstlichen Steinen wie Ziegel, Porenbeton, Klinker usw., zerlegt werden. Bei der Erfindung werden, im Gegensatz zum vorgenannten Stand der Technik, nicht künstliche Steine als Mauerwerksglieder oder durchgehende Ständer, Wandpfosten usw. oder Tragekonstruktion aus Holz, bei denen die Gefache mit Formsteinen ausgekleidet werden müssen verwendet. Des Weiteren wird auch nicht das unter der Markenbezeichnung bekannte„ISORAST®-System" benutzt. Bei dem„ISORAST®- System" werden, anstatt eine Wand zu mauern, Schalungselemente aus Neopor in Selbstbauweise durch Zusammenstecken zu einer Wand aufgestellt. Die Schalungselemente weisen einen Zwischenraum auf, der mit Fließbeton gefüllt werden muss. Dieser Beton stellt das Tragwerk der Wand, bzw. der Außenwand, dar und nicht einzelne Tragwerkglieder. Die Schalungselemente dienen der Dämmung der Betonwand. Das Erfordernis der Trockenbauweise und ein Verzicht auf notwendige Baumaschinen sind damit nicht erfüllt, und in der kalten Jahreszeit kann eine Erstellung eines solchen Bauwerks nach dem„ISORAST®-System" ebenfalls nicht erfolgen.
Um auf das Fachpersonal verzichten zu können, besteht eine weitere Lösung der Aufgaben darin, das Bauwerk, insbesondere ein Gebäude, im Selbst- und Trockenbau und ohne Baumaschinen zu erstellen. Beim Selbstbau des Gebäudes sollte ein handwerkliches Geschick vorhanden sein, was naturgemäß bei handwerklichen Tätigkeiten erforderlich ist. Um ein Gebäude im Selbstbau zu verwirklichen, wird als Lösung erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei der Baukonstruktion daher auf Pfeiler, Stützen, Pfosten uä., wie z.B. aus dem Ständerbau bekannt, zu verzichten. Stattdessen wird ein vorteilhafter Bausatz, ähnlich dem Legosystem, aus einem Baukastensystem zur Verfügung gestellt. Der Bausatz weist eine Vielzahl von einzelnen Holztragwerkgliedern auf, welche die gleichen Anforderungen an die Statik erfüllen, wie die aus dem Stand der Technik bekannten Holztragwerke. Aufgrund von relativ geringer Größe ca. max. 100 cm x 40 cm x 50 cm und Gewicht ca. max.12 kg, können die handlichen und modularen Tragwerkglieder leicht von Jedermann verbaut werden. Eine wichtige Lösung der Aufgabe besteht also darin, erfinderische Tragwerkglieder in handlichen Formaten für den Bausatz zur Verfügung zu stellen, welche leicht zu verbauen sind und welche die, in den Normen und den gesetzlichen Vorschriften angegebene Baustatik, erfüllen, beispielsweise die statischen Vorschriften gemäß dem Bauordnungsrecht. Daher ist es erforderlich, um einen Selbstbau eines Gebäudes zu ermöglichen, ein völlig neuartiges, erfinderisches Tragwerk zu entwickeln. Das erfinderische Tragwerk muss daher aus einer Vielzahl von erfinderischen Tragwerkgliedern gebildet werden können. Erfindungsgemäß ist im Holzbau daher ein tragendes Bauteil des Tragwerks ein aus einzelnen Elementen modular und kompatibel gebildetes Tragwerkglied. Unter modular wird hier die Modularität des Tragwerkgliedes verstanden, welches sich zu einem großen Ganzen, dem Tragwerk konfektionieren lässt. Das Tragwerk setzt sich zusammen aus vielen kleinen Teilen, den einzelnen Tragwerkgliedern, wobei jedes Tragwerkglied ein einzelnes, in Skelettbauweise erstelltes Modul darstellt. Dieses Modul bzw. Tragwerkglied wiederum ist aus einer bestimmten Anzahl von verschiedenen Bauelementen zusammengesetzt, dazu nachstehend mehr. Modulare Systeme bieten eine höhere Anpassungsfähigkeit und Variabilität bei der Verwendung, wenn kompatible Module als Bauteile zur Verfügung stehen. Diese modularen Bauteile für ein Tragwerk einer Baukonstruktion können aus unterschiedlichen Formen von Tragwerkgliedern bestehen, wobei jedes einzelne Tragwerkglied modular ist. Diese Kombinationen sind erfinderisch gewollt, damit sich einzelne handliche Tragwerkglieder, aufgrund ihrer modularen Eigenschaften, gemäß einem Baukastenprinzip, wie Spielsteine auf einfache Art und Weise zusammensetzen lassen, wodurch unterschiedliche Tragwerke in Höhe, Breite und Länge bei Fenstern, Türen usw., entstehen können.
Der Vorteil einer solchen handlichen und modularen Lösung besteht darin, dass die Verständlichkeit eines solchen Baukastensystems und dessen Tragwerkglieder sich jedem Häuslebauer leicht erschließen und damit die Anwendung erleichtern. Der Vorteil für den Hersteller erhöht sich bei dem erfinderischen Baukastensystem insbesondere dadurch, dass die einzelnen Tragwerkglieder (Bauteile) als standardisierte Einzelkomponenten billig hergestellt werden können. Auch ein handwerklich geschickter Bauherr ist somit in der Lage, solche standardisierten Tragwerkglieder selbst herzustellen, weil das Baumaterial, vorzugsweise aus Holz, mit einfachen Werkzeugen und einfachen Holzbearbeitungsmaschinen bearbeitet werden kann. Die erfinderischen handlichen und modularen Tragwerkglieder können durch einfache Montageprozesse miteinander verlegt und verbunden werden. Ein solches Baukastensystem bietet eine hohe Anpassungsfähigkeit, wenn verschiedene Ausführungen von modularen Tragwerkgliedern zur Verfügung stehen, die angebracht, entfernt, gewechselt und/oder anderweitig gruppiert werden können. Die vorliegenden verschiedenen modularen Tragwerkglieder können auf die unterschiedlichsten Anforderungen und Bedingungen bei der Erstellung eines Bauwerkes reagieren und die Wünsche eines Bauherrn, z. B. bei der Grundfläche des Hauses, bei der Anzahl der Zimmer, bei der Zimmergröße usw., erfüllen. Auch die statischen Anforderungen, die an ein Tragwerk einer Außenwand, einer Innenwand, einer Decke und/oder an eine Dachkonstruktion gestellt werden, sind mit den erfinderischen Tragwerkgliedern erfüllbar.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde das Bemessungsverfahren für den Holzbau bzw. den Baustoff Holz zugrunde gelegt. Jedes Bauwerk muss im Ganzen und in seinen einzelnen Bauteilen, standsicher und dauerhaft sein. Um die berechneten und somit erforderlichen Tragwerke aus einzelnen Tragwerkgliedern zusammenstellen zu können, werden dann, gemäß dem Baukastenprinzip, die entsprechenden Tragwerkglieder (Bauteile) zusammengestellt und montiert.
Das erfinderische Tragwerkglied in der Ausgestaltung eines geometrischen, dreidimensionalen und kraftschlüssigen Holzbauteiles wird hier unter der Benutzung eines Koordinatensystem (X, Y, Z) dargestellt und beschrieben. Das Tragwerkglied wird aus mindestens einer horizontal angeordneten Tragplatte und mindestens einer vertikal angeordneten Stütze gebildet, vorzugsweise aus zwei horizontalen Tragplatten, die durch mindestens vier vertikale Stützen beabstandet sind, wobei die Tragplatten und die Stützen einen Hohlkörper für eine durchgehende Wärmedämmschicht bilden.
Die beiden durch Stützen beabstandeten Tragplatten des Tragwerkgliedes bilden eine obere- und eine untere Tragplatte, wobei die untere Tragplatte eine Standfläche und die obere Tragplatte eine Auflagefläche bildet und die Stand- sowie Auflageflächen die Form eines Doppel-T-Profils aufweisen. Die in einem Tragwerkglied verwendeten Tragplatten weisen des Weiteren in ihrer Ausgestaltung vorteilhafterweise jeweils zwei Flansche und einen Steg auf, wobei die beiden Flansche durch den Steg parallel beabstandet sind. In Draufsicht auf eine Tragplatte ergibt sich damit die Form bzw. das Profil eines im Querschnitt aufgezeigten Stahlprofils aus der Produktgruppe der Stahlträger. Das Profil der Tragplatte in Draufsicht entspricht also einem sogenannten I-Profil bzw. Doppel-T- Profil. Der parallele Abstand zweier, in einem Tragwerkglied angeordneten Tragplatten, erfolgt vorteilhafterweise über gleichlange Stützen. Die Stützen sind als vertikale Voll- oder Hohlstäbe ausgebildet, wobei die vertikalen Stäbe im Querschnitt eine quadratische, rechteckige oder runde Form aufweisen. Die gleichlangen und im Querschnitt gleichen Stützen sind an den freien Enden der Flansche von zwei Tragplatten angeordnet.
Aufgrund dieser erfinderischen Anordnung der senkrechten Stützen und horizontalen Tragplatten zueinander, wird vorteilhafterweise ein Tragwerkglied als geometrischer Hohlkörper gebildet, welcher in der Seitenansicht des Tragwerkgliedes und in der Längsrichtung der Z-Achse betrachtet, eine Öffnung aufweist, die einem Hohlprofil in Form eines Vierkant- oder Rechteckrohres entspricht. Die Öffnung des Hohlprofiles wird durch die beiden parallel beabstandeten und senkrecht angeordneten Stützen, sowie die beiden parallel beabstandeten und waagerecht angeordneten Tragplatten gebildet. Die Größe der Viereck- oder Rechteckform der seitlichen Öffnungen ist von der Höhe (Länge) der Stützen und der Länge der Flansche einer Tragplatte abhängig. Gleiches trifft auch auf die Frontansicht des Tragwerkgliedes, in Längsrichtung der X-Achse betrachtet, zu. Durch die vorteilhafte Anordnung der Tragplatten und Stützen zueinander wird ein Tragwerkglied als geometrischer Hohlkörper gebildet. Der Hohlkörper weist in der Frontansicht eine Öffnung auf. Die Öffnung entspricht im Querschnitt einem quadratischen oder rechteckigen Hohlprofil eines Rohres. Ob sich bei der Öffnung um einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt eines Hohlprofiles handelt, ergibt sich aus den Abmessungen des Tragwerkgliedes. Des Weiteren ist die Öffnung des Hohlprofils bzw. die Größe des Hohlkörpers ebenfalls von der Höhe der Stützen aber auch von der Länge des Steges der Tragplatte abhängig. Auch bei der Betrachtung des geometrischen Hohlkörpers in Draufsicht bzw. in Längsrichtung der Y-Achse, weist der aus Stützen und Tragplatten gebildete Hohlkörper zwei voneinander getrennte und durch den Steg beabstandete Öffnungen auf, die jeweils einem Hohlprofil in Form eines Vierkant- oder Rechteckrohres entsprechen.
Im Prinzip handelt es sich bei der Entwicklung des Tragwerkgliedes um einen geometrischen Körper in Form eines Hohlquaders, der sechs geöffnete Seitenflächen aufweist, um die Lösung der Aufgabe, eine durchgehende Wärmedämmschicht in einem Tragwerk, zu gewährleisten. Die Lösung besteht darin, dass ein Tragwerkglied in senkrechter und waagerechter Richtung durchgehende Öffnungen und somit einen Hohlraum aufweist. Ein solcher Körper ist in der Geometrie eine dreidimensionale Figur, die durch ihre Oberfläche beschrieben werden kann und somit ein dreidimensionaler Körper. Die Oberfläche des Hohlquaders besteht aus ebenen Flächen, die unterschiedliche Größen und Formen aufweisen können. Die Größe der Flächen ist abhängig von der Größe der verwendeten Tragplatten und der Stützen, aus denen der Hohlquader und somit ein Tragwerkglied gebildet wird. Die Form der Flächen für Tragplatten ist wiederum abhängig von dem verwendeten Profil. Als Profil der Fläche für eine Tragplatte wurde ein Doppel-T-Profil gewählt. Der Hohlquader, bzw. das Tragwerkglied, kann durch seine sechs Seiten beschrieben werden. Die sechs Seiten des Hohlquaders, bzw. des Tragwerkgliedes, bestehen aus zwei Seitenflächen, welche der linken- und rechten Seite entsprechen (von links und rechts entlang der Z-Achse betrachtet), aus zwei Frontflächen, welche der Vorder- und Rückseite entsprechen (von vorne und hinten entlang der X-Achse betrachtet) und aus zwei Draufsichtflächen, welche der Ober- und Unterseite entsprechen (von oben und von unten entlang der Y-Achse betrachtet). Der Hohlquader, bzw. das Tragwerkglied, wird einerseits durch die zwei Seiten der Unter- und Oberseite und somit durch die Form der Tragplatte bestimmt und andererseits durch die vier Seiten der zwei Seiten- und zwei Frontflächen und somit durch die Größe der Stützen bestimmt. Die Stützen bilden bei dem Quader bzw. dem Tragwerkglied die vier senkrechten Längsecken der Seiten- und Frontflächen. D.h., dass an den senkrechten Längsecken der Seitenflächen die Längskanten geschlossen sind. Aber die vier Flächen zwischen den Stützen sind nicht geschlossen, sondern weisen eine Öffnung auf, wodurch sich vier Öffnungen ergeben. Die Ober- und Unterseite des Tragwerkgliedes bilden in Draufsicht gesehen, im Prinzip zwei rechteckige Flächen, deren Form aber durch die Tragplatte bestimmt wird. Die Tragplatte weist die Form eines Doppel-T-Profils auf. D.h., das an den waagerechten Längsecken der Seitenflächen die Längskanten, aufgrund der Flansche der Tragplatte, geschlossen sind. Die waagerechten Längsecken der Frontflächen hingegen sind im Bereich des Steges der Tragplatte nicht geschlossen, weil die Längskante des Steges nicht mit den waagerechten Längsecken übereinstimmt also nicht deckungsgleich, sondern zurückversetzt ist. Aufgrund der zurückgesetzten Längskante des Steges ergeben sich in den Draufsichtflächen ebenfalls Öffnungen. Diese Öffnungen sind durch den Steg, der einen Mittelsteg bildet, voneinander getrennt bzw. beabstandet. Der Hohlquader und damit das Tragwerkglied weist von allen sechs Seiten eine Öffnung auf. Im Prinzip weist der Hohlquader und somit das Tragwerkglied je nach Betrachtungsrichtung zwei bis drei durchgehende Öffnungen bzw. Hohlräume auf. Eine Öffnung verläuft in waagerechter Ebene durch die Seitenflächen und die andere Öffnung ebenfalls in waagerechter Ebene durch die Frontflächen. Aufgrund dieser Öffnungen wird die Aufnahme von einblasbarem Dämmmaterial in den durch die Öffnungen gestalteten Hohlraum gewährleistet. D.h., dass ein aus Tragwerkgliedern erstelltes Tragwerk in senkrechter und waagerechter Richtung durchgehende Öffnungen und somit Hohlräume aufweist, die für eine durchgehende Wärmedämmschicht zur Verfügung stehen.
Dieses derart gestaltete erfinderische, geometrische, dreidimensionale und kraftschlüssige Tragwerkglied, gefertigt aus Holzmaterialien, bildet die Basis für die neuen Tragwerke. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Stützen und der außergewöhnlichen Form der Tragplatten sowie der definierten Abmessungen, besitzt das Tragwerkglied modulare Eigenschaften und ist in einem Tragwerk variabel einsetzbar.
Zur Herstellung der Modularität eines Tragwerkgliedes, bilden die senkrecht zueinander stehende symmetrische X-, Y- und Z-Achse des Tragwerkgliedes jeweils eine Rotationsachse, um die ein Tragwerkglied, jeweils um 180 Grad gedreht werden kann. Ein um 180 Grad um eine Rotationsachse gedrehtes Tragwerkglied ist in einer Läuferschicht eines Tragwerkes kompatibel einsetzbar ist. Das Tragwerkglied verhält sich ähnlich wie ein Würfel, weil das Tragwerkglied quadratisch oder quaderförmig ausgebildet ist. Wird das Tragwerkglied um 180 Grad um seine X-Achse gedreht, bleibt es in der Position einer Läuferschicht kompatibel einsetzbar. Aufgrund dieser Drehung wechselt nur die obere Auflagefläche zur unteren Standfläche und die untere Standfläche wird zur oberen Auflagefläche. Des Weiteren kann das Tragwerkglied um seine Z-Achse um 180 Grad gedreht werden, auch hier erfolgt aufgrund der Drehung eine Wechsel zwischen der Auflage- und Standfläche und umgekehrt. Das Tragwerkglied bleibt auch in dieser Position einer Läuferschicht kompatibel einsetzbar. Auch eine Drehung des Tragwerkgliedes um seine Y-Achse um 180 Grad ist möglich. Bei dieser Drehung werden die Seitenflächen getauscht. Das Tragwerkglied bleibt auch in dieser Position in einer Läuferschicht kompatibel einsetzbar. Damit ist ein Tragwerkglied variabler als ein Legostein einsetzbar. D.h., ein Tragwerkglied bleibt trotz verschiedener Drehungen modular einsetzbar, weil beispielsweise die Stand- und Auflageflächen, sowie die Hohlräume in den Tragwerkgliedern, an den gleichen Stellen bleiben, was die Voraussetzung der Kompatibilität ist.
Mit den vorgenannten erfinderischen Lösungen kann ein Bausystem mit einer Baukonstruktion zur Erstellung von Bauwerken, vorzugsweise von Gebäuden in Trocken- und Selbstbauweise gebildet werden. Mit den Bauteilen aus dem Holzbau, vorzugsweise ausgebildet nach dem Holzrahmenbau und/oder Kunststoffbau, wird ein Tragwerk mit Bauteilen z.B. aus dem Kunststoffbau, vorzugsweise aus dem Dämmstoffbau, verkleidet. Das Tragwerk besteht aus einer Vielzahl von Tragwerkgliedern, welche mit Spanplatten, vorzugsweise OSB-Platten für die Innenverkleidung und einer Wärmedämmschicht aus Dämmplatten für die Außenverkleidung beplankt wird.
Als Tragwerk bezeichnet man ein aus Tragwerkgliedern zusammengefügte Bauteile, deren Schichten in bestimmten Verbänden angeordnet sind. Durch einen Tragwerkverband werden die Lasten und Kräfte nicht nur senkrecht, sondern auch gleichmäßig auf den ganzen Querschnitt eines Tragwerkgliedes verteilt. Daher müssen die Tragwerkglieder mit einem genau festgelegten Überbindemaß verbaut werden. Verbaut wird also im Verbund. Durch diese versetzte Bauweise bekommt das Tragwerk bzw. die Wand erst den richtigen Halt und in den Ecken bildet sich eine Verzahnung. Beim Läuferverband werden die Reihen, im Stand der Technik jeweils um ein halbes Tragwerkglied versetzt, übereinander gelegt. Bei dem Erfindungsgegenstand hingegen wird nur jeweils die Flanschbreite eines Tragwerkgliedes überlappt. Das Prinzip der Überlappung bleibt gleich, jedoch kommt erfindungsgemäß nicht die halbe Länge eines Tragwerkgliedes zur Überlappung. Die Überlappung bzw. das Überbindemaß beträgt zwei Flanschbreiten, die an der Tragplatte rechts und links am Tragwerkglied angeordnet sind. Des Weiteren werden die Tragwerkglieder einer Läuferschicht mit der Längsseite nach außen verlegt. Zuerst wird auf der Bodenplatte, z.B. einer Betonplatte oder Kellerdecke eines Rohbaus ein imprägnierter Rahmen mit unbesandeter oder besandeter Sperrpappe in den Bereichen der zu erstellenden Wände verlegt. Da solche Rahmen aus dem Stand der Technik bekannt sind, braucht darauf nicht näher eingegangen zu werden. Nur ein Unterschied zum normalen Rahmen sei aufgezeigt. Der Rahmen weist eine Struktur auf, die von einer Schablone stammt. Die Struktur enthält die Angaben, an welcher Stelle ein Tragwerkglied befestigt werden muss. Auf diesen Rahmen wird die erste Reihe von Tragwerkgliedern nebeneinander, aber durch eine Lücke getrennt, verlegt und befestigt. Die Tragwerkglieder werden, ähnlich einem Mauerwerksverbund, in einem Holzwerkverband angeordnet. Nur werden diese nicht wie bei einem Mauerwerksverband direkt nebeneinander, Stein an Stein gelegt, sondern die Verlegung der Tragwerksglieder erfolgt gemäß dem Baukastensystem und nach der zuvor beschriebenen Reihenfolge. Zweckmäßigerweise wird nicht wie beim Mauerwerksverband ohne Lücke verlegt, sonder die Verlegung von Tragwerkgliedern erfolgt mit Lücke. Auf ein Tragwerkglied folgt eine Lücke, dann das nächste Tragwerkglied und dann wieder eine Lücke usw. Die Verlegung beginnt beispielsweise mit einem Basis-Tragwerkglied, kann aber auch mit einem halben Tragwerkglied, vorzugsweise mit einem Eck-Tragwerkglied, beginnen. Am Ende der ersten Reihe kann ein komplettes Basis-Tragwerkglied oder ein halbes Tragwerkglied, vorzugsweise ein Eck-Tragwerkglied den Abschluss bilden. Im Normalfall befindet sich an den beiden Enden einer ersten Läuferschicht, die aus Basis-Tragwerkgliedern wie in der Figur 1 beschrieben besteht, ein Eck- Tragwerkglied wie in der Figur 2 aufgezeigt. An diese letzten Eck-Tragwerkglieder wird nun das erste Basis-Tragwerkglied der abgehenden Wandseite (Tragwerk) seitlich angelegt. Seine Außenseite bildet mit der Kopfseite des Eck-Tragwerkgliedes eine Linie. Die erste Läuferschicht wird somit komplett auf dem Grundrahmen für die Außen- und Innenwände verlegt. Nur an entsprechenden Stellen werden eine Lücke bzw. entsprechende Öffnungen, für z.B. eingeplante Türen vorgesehen.
Bei der Verlegung der aus Tragwerkgliedern bestehenden zweiten Reihe (zweiten Läuferschicht) auf der ersten Reihe (ersten Läuferschicht) von Tragwerkgliedern, ist eine gemischte Versetzung notwendig, um Lasten und Kräfte gleichmäßig in den druckfesten Tragwerkgliedern zu verteilen. Konkret bedeutet das, dass ein Basis- Tragwerglied der zweiten Läuferschicht über eine Lücke, die zwischen zwei Basis- Tragwerkgliedern in der ersten Läuferschicht besteht, angeordnet wird. D.h., dass ein Flansch der Standfläche eines Basis-Tragwerkgliedes der zweiten Läuferschicht, auf einen Flansch der Auflagefläche eines Basis-Tragwerkgliedes der ersten Läuferschicht aufgesetzt wird. Die Breite und Länge der Flansche bilden die Lagerfläche zwischen dem unteren und oberen Tragwerkglied. D.h., die Tragwerkglieder sind mit jeweiligem Versatz in Längsrichtung der Wandflucht angeordnet. Der Versatz besteht aus einer Lücke, wobei die Größe der Lücke aus der Länge eines Tragwerkglieds, abzüglich zweier Flanschbreiten besteht. An eine Lücke schließt sich wieder ein nächstes Tragwerkglied an, dann wieder eine Lücke usw., daher wird von einem sogenannten Läuferverband gesprochen. Die zwei Flanschbreiten eines Tragwerkgliedes entsprechen der Überbindung zweier Basis- Tragwerkglieder aus der ersten Läuferschicht. Mit dieser erfinderischen Verlegung ist sichergestellt, dass die Lasten und Kräfte gleichmäßig im Tragwerk verteilt werden und dass die Stützen der Tragwerkglieder immer senkrecht übereinander angeordnet sind. Bei der Verlegung der Basis-Tragwerkglieder in der zweiten Läuferschicht befindet sich die Lücke dann über einem Basis-Tragwerkglied der ersten Läuferschicht. Die Verlegung der zweiten Läuferschicht beginnt immer an einer Ecke. Dabei wird ein Eck-Tragwerkglied auf der abgehenden Wandseite derart verlegt, dass das Eck-Tragwerkglied der zweiten Läuferschicht in der Ecke, auf das, aus der ersten Läuferschicht verlegte Eck-Tragwerkglied, überbindent zur Anlage kommt. An dieses letzte Eck-Tragwerkglied wird nun das erste Basis-Tragwerkglied der abgehenden Wandseite seitlich mit Lücke angesetzt. Die Außenseite des Basis- Tragwerkgliedes bildet mit der Kopfseite des Eck-Tragwerkgliedes eine Linie. Die zweite Läuferschicht wird jetzt zu Ende verlegt. In den Ecken ergibt sich eine Verzahnung der Eck-Tragwerkglieder, weil die Eck-Tragwerkglieder in den Läuferschichten abwechselnd durch gelegt werden. So ist das Kopfende eines Eck- Tragwerkglieds, aufgrund der abwechselnd in den Läuferschichten verlegten Eck- Tragwerkglieder, an der Außenwand einer Ecke immer sichtbar. Da das Tragwerk immer eine Tragwerkgliedbreite dick ist, wird die Tragwerkecke immer auf die gleiche Weise ausgebildet, unabhängig davon, ob es sich um einen Läufer- oder Binderverband handelt. Abwechselnd lässt man einmal die eine Schicht durchlaufen und dann die nächste Schicht. Zum Versatz der Tragwerkglieder in einer Läuferschicht wurde schon zuvor berichtet.
Die zweite Läuferschicht wird auf der ersten Läuferschicht befestigt. Die dritte Läuferschicht bzw. die dritte Reihe der Tragwerkglieder wird auf der zweiten Reihe befestigt, die vierte Reihe auf der Dritten, usw., bis die vorgesehene Geschosshöhe erreicht ist. Die Befestigung kann mittels Schraubverbindungen zwischen den Tragwerkgliedern der Verbundbauelemente erfolgen, vorzugsweise werden Holzstifte verwendet, die gleichzeitig eine Zentrierung der Tragwerkglieder beim Verlegen vornehmen. Andere Befestigungsarten und andere Befestigungsmittel sind denkbar.
Die Geschosshöhe wird durch die Anzahl der Läuferschichten bestimmt. Die Höhe einer Läuferschicht ergibt sich aus der Höhe eines Tragwerkgliedes. Je nach Bedarf sind für die Raumhöhe, die normalerweise zwischen 2,40 m und 3,20 m liegt, nur sechs bis acht Läuferschichten von Tragwerkgliedern erforderlich, vorzugsweise sieben Schichten. Natürlich sind auch andere Raumhöhen möglich. Auf die oberste Läuferschicht wird wieder ein Rahmen montiert, der die Deckenkonstruktion aufnimmt. Auf die erfinderische Konstruktion des Deckenelementes wird in einer anderen Schutzrechtsanmeldung Bezug genommen.
Da die Tragwerkglieder in ihrer Längsrichtung aufgestellt werden, entsteht ein aus Tragwerkgliedern erstelltes Tragwerk im Läuferverband. Aufgrund der relativen Breite der Tragwerkglieder ist eine Verlegung im Binderverband nicht erforderlich, weil die Lastverteilung und die Tragfähigkeit der einzelnen Tragwerkglieder im Läuferverband sichergestellt sind. Aufgrund der Anordnung der Tragwerkglieder in Läuferschichten, entstehen im Tragwerk in senkrechter und waagerechter Richtung durchgehende Öffnungen. Die Öffnungen bilden Hohlräume für eine rundherum verlaufende Wärmedämmschicht, die gegen Wärmeverluste abdichtet.
Aus den vorgenannten beispielhaften Ausführungen ist ersichtlich, dass mit den erfinderischen Bauteilen des Bausystems die Erstellung eines Holzbauwerks in Trocken- und Selbstbauweise vor allem für Energiesparhäuser auf einfache Art und Weise möglich ist. Ermöglicht wird diese neuartige Bauweise durch das erfinderische Basis-Tragwerkglied, welches aufgrund seiner Modularität in allen Läuferschichten der zu erstellenden Wände eingesetzt werden kann. Aufgrund der Abwandlung des erfinderischen Basis-Tragwerkgliedes z.B. zu einem viertel-, zu einem halben- und zu einem Eck-Tragwerkglied, können auch weitere Anforderungen, wie Öffnungen für Türen und Fenster oder wie das Einziehen von Decken oder das Aufbauen der Dachkonstruktion usw. erfüllt werden. Diese abgewandelten Tragwerkglieder sind ebenfalls modular aufgebaut, so dass diese in den gleichen Läuferschichten mit dem Basis-Tragwerkglied verbaut werden können. D.h., die gesamte Baukonstruktion zur Erstellung eines Rohbaus einschließlich Dachkonstruktion, erfolgt durch das Bausystem der erfinderischen Tragwerkglieder.
Solche erfinderischen Bauteile aus dem Bausatz des Bausystems sind in den Figuren 1 bis 2 aufgezeigt. Bei dem in der Figur 1 aufgezeigten erfinderischen modularen Bauteil handelt es sich um das Basisbauteil in der Ausführungsform eines Tragwerkgliedes mit Doppel-T-Profil. Diese Ausführungsform eines Tragwerkgliedes bildet die Basis für tragende Wandelemente-Außen, für tragende Wandelemente- Innen, als Trennwand und als tragendes Decken- und Dachelement. Aufgrund der unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten werden an das Tragwerkglied unterschiedliche Anforderungen gestellt. Die unterschiedlichen Anforderungen beziehen sich einerseits auf die Verwendung eines Tragwerkgliedes in einer tragenden Außenwand, in einer tragenden Innenwand, in einer Trennwand, als Deckenelement, als Dachelement, usw. und andererseits kommt es auf die Größe des Tragwerkgliedes, auf die statischen Eigenschaften, die Wärmeleitfähigkeit, auf das gegenseitige miteinander Verbinden an, um nur einige Funktionen aufzuzeigen. Ein weiteres Tragwerkglied in Form eines Eckelementes ist beispielsweise aus der Figur 2 ersichtlich. Das Eck-Tragwerkglied ist, ebenfalls wie das Basis- Tragwerkglied, ein tragendes Bauteil eines Tragwerkes und wird aus einzelnen Elementen modular und kompatibel zu den anderen Tragwerkgliedern gebildet und ist gemäß dem vorgenannten Koordinatensystem (X, Y, Z) ein geometrisches, dreidimensionales und kraftschlüssiges Tragwerkglied, welches aus mindestens einer horizontal angeordneten Tragplatte und mindestens einer vertikal angeordneten Stütze gebildet wird, vorzugsweise aus zwei horizontal angeordneten Tragplatten, die durch mindestens fünf vertikale Stützen beabstandet sind und einen Hohlkörper bilden. Ein solches Eck-Tragwerkglied weist eine obere- und untere Tragplatte auf, welche jeweils aus drei Flanschen und einem Steg gebildet sind, wobei zwei der Flansche senkrecht und seitlich zum Steg, einer rechts und einer links vom Steg, angeordnet sind, und der dritte Flansch stirnseitig an dem einen Ende des Steges angeordnet ist. Die untere Tragplatte bildet eine Standfläche und die obere Tragplatte eine Auflagefläche in Form eines fünfarmigen Profils. Die Tragplatten eines Eck-Tragwerkgliedes sind ebenfalls, wie die Tragplatten beim Basis-Tragwerkglied, durch Stützen beabstandet. Diese Stützen sind in der Ausführung als Voll- oder Hohlstab ausgebildet und im Querschnitt identisch mit den Stützen aus dem Basis-Tragwerkglied. Sie sind ebenfalls an den freien Enden der Flansche und an einem Ende des Steges angeordnet. Damit soll verdeutlicht werden, dass es verschiedene modulare Tragwerkglieder gibt, aus denen das Bausystem besteht. Jedes dieser tragenden/nichttragenden modularen Bauteile ist ein, aus einzelnen Elementen gebildetes geometrisches, dreidimensionales, kraftschlüssiges und modulares Tragwerkglied. Eine Vielzahl von in Holzskelettbauweise erstellten Tragwerkgliedern bildet dann nach der Montage die Gesamtheit eines Tragwerkes. Das Tragwerk ist im Bauwesen eine Bezeichnung für das statische Gesamtsystem der Tragglieder, die maßgeblich für die Standsicherheit eines Bauwerks sind. Das Tragwerk eines Bauwerkes, vorzugsweise eines Gebäudes, besteht in der Regel aus Decken, Balken, Stützen, Wänden und der Gründung. Aufgrund des erfindungsgemäßen Tragwerkgliedes, besteht das Tragwerk des Gebäudes im Prinzip aus Hohlwänden, die aus einzelnen Tragwerkgliedern erstellt werden. Ein Tragwerkglied ist somit ein Wandbauteil, welches keine geschlossenen Holzwände bilden kann. Eine geschlossene Holzwand entsteht erst durch die Beplankung der Tragwerkglieder bzw. eines Tragwerkes. Eine so hergestellte Holzwand kann aus verschiedenen Tragwerkgliedern zusammengestellt sein. Eine Holzwand kann Tragwerkglieder als Tragwerk für eine Außenwand, Tragwerkglieder für die Deckenbalken und Tragwerkglieder für die Dachpfetten aufweisen. Die Deckenbalken und die Dachpfetten können beide vorzugsweise aus Holzbalken bestehen. Die unterschiedlichen Tragwerkglieder aus dem Bauelementsatz sind in einem Verbundsystem miteinander verbunden. Die Tragwerkglieder weisen daher eine Größe auf, die für Heimwerker und Häuslebauer leicht zu händeln und, aufgrund des verwendeten Materials, auch gewichtsmäßig relativ leicht zu verbauen sind. Die einzelnen Bauelemente eines Tragwerkgliedes sind selbsterklärend und können ohne Fachwissen leicht konfektioniert werden. Die Maße für ein Tragwerkglied betragen in der Länge ca. von 30 cm bis zu 100 cm, in der Breite ca. von 10 cm bis zu 40 cm und in der Höhe ca. von 25 cm bis zu 50 cm, bevorzugt werden die räumlichen Abmessungen 70 cm x 30 cm x 40 cm verwendet.
Eine Stütze ist das vertikale Bauteil des Tragwerkgliedes, das Lasten hauptsächlich in Richtung seiner Längsachse aufnimmt und weiterleitet. Die Stütze ist somit ein stabförmiges Druckglied. Die Tragfähigkeit einer solchen Stütze hängt von der Festigkeit des gewählten Materials, dem Querschnitt, der Länge bzw. der Höhe der Stütze ab und von den Bedingungen an den freien Enden, wo diese an einer Tragplatte anliegen und befestigt werden. Die Festigkeit entspricht dem verwendeten Material Holz und der verwendeten Holzsorte. Der Querschnitt einer Stütze ist davon abhängig, ob eine quadratische, rechteckige oder runde Form als Voll- oder Hohlstab benutzt wird. Die Entscheidung, welcher Querschnitt verwendet werden soll, ist von mehreren Kriterien im Bauwesen, die das Tragwerkglied erfüllen muss, abhängig. Beispielsweise von der Statik und von der Länge der Stütze bzw. der Höhe, die ungefähr dreiviertel der Länge des Tragwerkgliedes entspricht. Eine solche Stütze, vorzugsweise vier solcher Stützen, wird bzw. werden in einem Tragwerkglied eingesetzt. Bei solch einem vorteilhaft ausgestalteten, in Skelettform erstellten Tragwerkglied, handelt es sich um das Basisteil in der Ausführungsform für tragende Wandelemente-Außen und -Innen. Erhöht sich z.B., aufgrund einer mehrgeschossigen Bauweise eines Bauwerks, die Belastung auf ein Tragwerkglied, gibt es verschiedene Maßnahmen, die größeren Kräfte im Tragwerkglied aufzunehmen. Maßnahmen, die zur Erhöhung der statischen Eigenschaften eines Tragwerkglieds beitragen, sind z.B. die Vergrößerung des Querschnitts der Stützen. Reichen diese Maßnahmen in extremen Fällen, d.h. bei sehr hohen statischen Belastungen nicht aus, kann anstelle des in Massivholz erstellten Tragwerkgliedes, das komplette Tragwerkglied aus Brettschichtholz, sogenanntem Leimbinder/-holz, hergestellt werden. Mit den vorgenannten Maßnahmen lassen sich Tragfähigkeiten erreichen, die mit Vollholz des gleichen Querschnitts nicht erreichbar sind. Als vorteilhafter Nebeneffekt wird durch den Einsatz von Brettschichtholz eine mögliche Rissbildung im Vollholz vermieden. Eine weitere Möglichkeit, die Festigkeit eines Tragwerkgliedes zu erhöhen, ist die Herstellung einzelner Bauteile oder des kompletten Tragwerkgliedes aus Kunststoff. Es besteht aber auch die Möglichkeit, nur einzelne Bauteile des Tragwerkgliedes durch andere Materialien zu ersetzen. Beispielsweise kann das tragende Bauteil, die stabförmigen Stützen im Tragwerkglied, aus dem Werkstoff Metall gefertigt sein. Ein solches metallisches Stützelement kann ein Vielfaches an Druckfestigkeit übertragen. Das Tragwerkglied würde somit aus zwei verschiedenen Werkstoffen hergestellt. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, das komplett in Holzbauweise erstellte Tragwerkglied auch ausschließlich aus metallischen Werkstoffen zu erstellen. Ein Tragwerkglied bildet im Prinzip ein Stabwerk, das aus mehreren Stützen und mehreren Tragplatten besteht, wobei die Stützen die tragenden Elemente bilden. Die Basis der Erfindung beruht daher auf der Weiterentwicklung des Stab- und Fachwerks mit Ähnlichkeiten zum Holzrahmenbau. Das aus den erfinderischen modularen Tragwerkgliedern zusammengesetzte erfinderische Tragwerk weist daher keine senkrechten Wandpfosten und keine Gefache, wie es beim Fachwerk der Fall ist, auf.
Zum Nachweis der Standsicherheit müssen verschiedene Versagensmechanismen einzeln nachgewiesen werden. Sie können in Systemversagen und örtliches Versagen untergliedert werden. Bei einem Systemversagen wird das Gesamtsystem instabil. Ein Beispiel wäre das Kippen einer Wand (eines Tragwerks), welche mit den erfinderischen Tragwerkgliedern hergestellt wurde. Erfindungsgemäß wird dieses durch die optimale bauliche Konstruktion des Tragwerkgliedes vermieden, weil die Größe und Anzahl der Stützen, die senkrecht zu den Tragplatten eines Tragwerkgliedes angeordnet sind, dieses verhindern. Bei einem örtlichen Versagen würde an einem örtlich begrenzten Bereich eine für das verwendete Material zu große Beanspruchung auftreten. Dieses könnte zu unerwünschten Spannungen oder Rissen an einer Stoßfuge im Tragwerk führen. Aufgrund der vorteilhaften Ausführung eines Tragwerks nach dem Baukastenprinzip, dieses besteht aus einer Vielzahl von erfinderischen Tragwerkgliedern, können die maximal aufnehmbaren Kräfte (Spannung) im Tragwerk nicht überschritten werden. D.h., dass die auftretenden Belastungen und Einwirkungen (Kräfte, Spannungen) den vorhandenen Widerständen durch das Tragwerkglied (z.B. Zug-, Druck-, und Schubfestigkeit) unterlegen sind. Als Einwirkung definiert die im Bauwesen bekannte Norm DIN 1055 die auf das Tragwerk einwirkenden Kräfte- und die Verformungsgrößen. Je größer die Widerstände eines Tragwerkgliedes gegenüber den Belastungen sind, umso größer ist der Sicherheitsfaktor. Die auftretenden Lasten müssen in den Baugrund bzw. die Standfläche abgeleitet werden können. Die Ableitung der Kräfte erfolgt über die große Auflagefläche der Tragplatten eines Tragwerkgliedes, ohne dass das Tragwerk in seiner Standsicherheit gefährdet ist. Auch zu große Verformungen des Tragwerkgliedes sind zu vermeiden. Aufgrund der vorteilhaften Ausgestaltung stehen die vier vertikalen Stützen senkrecht zur Längsachse eines Tragwerkgliedes. Jeweils zwei Stützen sind auf einer Seite des Steges einer Tragplatte angeordnet. Die Stützen sind parallel zum Steg beabstandet, wobei sie symmetrisch rechts und links von der Längsachse eines Tragwerkgliedes angeordnet sind. Der parallele Abstand der vertikalen Stützen zum Steg einer Tragplatte wird durch die Ausführungslänge der Flansche einer Tragplatte bestimmt. Je länger der Flansch einer Tragplatte ist, umso größer wird die Tragwerkgliedbreite, und desto weiter sind die Stützen vom Steg einer Tragplatte beabstandet. Je länger ein Flansch wird, desto größer werden auch die Auflagefläche eines Tragwerkgliedes und analog dazu die Standfläche. Mit einer Vergrößerung der Auflage- und Standfläche, erhöht sich die Standsicherheit eines Tragwerkgliedes.
Zweckmäßigerweise sind die freien Enden der vertikalen Stützen zwischen zwei horizontalen Tragplatten der oberen und unteren Tragplatte eines Tragwerkgliedes, angeordnet. Die beiden Stirnseiten einer Stütze, die obere- und untere Stirnseite, stehen korrespondierend mit einer der zugewandten Seiten eines oberen- und unteren Flansches in Kontakt. Mit dieser erfindungsgemäßen Konstruktion und Ausführungsform des Tragwerkgliedes werden sogar die Risiken eines Einsturzes durch Erdbeben wesentlich verringert oder ausgeschlossen. D.h., die Schwingungen des Erdbebens werden von den einzelnen, weit auseinander stehenden Stützen eines Tragwerkgliedes, weitestgehend absorbiert. Dieses wirtschaftliche Baukastenprinzip mit seinen zweckmäßigen und vorteilhaften Tragwerkgliedern als Bauteile, vermindert die Einwirkungen aus Erdbeben auf das Bauwerk auf so ein geringes Maß, dass keine oder fast keine Schäden am Gebäude entstehen oder zu erwarten sind. Gemäß der Erfindung wird auf Holzständer und Formsteine verzichtet. Das erfinderische Tragwerkglied und eine Vielzahl von, in einem Tragwerk verbauten Tragwerkgliedern, weisen keine Holzständer und keine Gefache auf, die mit Steinen ausgefacht werden müssen. Da es bei der Erfindung keine üblichen Holzständer und Steine für die Gefache gibt, sind auch keine Fugen zwischen den Steinen und den Holzständern zu vermeiden. Bei der Anordnung der erfindungsgemäßen Tragwerkglieder inklusive der Verbindungselemente, vorzugsweise aus Holzstiften bestehend, entsteht, gemäß dem Läuferverband, ein Tragwerk. Dieses wird durch die aufeinander liegenden Tragwerkglieder erreicht. Um die Winddichtigkeit und Wärmedämmung einer mit Tragwerkgliedern erstellten Außenwand sicherzustellen, wird vorgeschlagen, die Außen- und Innenseiten einer solchen Wand zu beplanken. Die Beplankung erfolgt dadurch, dass an die Außenseiten und Innenseiten des Tragwerks Holz- oder Gipskartonplatten angeordnet werden. Zur Beplankung der Außen- und Innenseiten übergreifen die Platten mehrere Tragwerkglieder in der Länge und in der Höhe. In der Höhe übergreifen die Platten daher mehrere Läuferschichten und in der Länge mehrere Tragwerkglieder. Die Platten werden an den Stützen der Tragwerkglieder befestigt. Mit dieser Maßnahme werden die, beim Verbauen der Tragwerksglieder entstandenen Undichtigkeiten, an den Lagerfugen beseitigt und der Wärmedurchlasswiderstand erhöht, bzw. der Wärmeleitwert erniedrigt. Anschließend werden die zwischen den Stützen des Tragwerks bestehenden Hohlräume mit bekanntem einblasbarem Dämmmaterial gefüllt. Ein weiterer Vorschlag, den Durchgang von Wärmeenergie durch eine, mit Tragwerkgliedern erstellte Außenwand zu reduzieren, besteht darin, die Außenseite mit Dämmelementen zu versehen, um damit ein Wärmedämmverbundsystem zu schaffen, anstelle die Außen- und Innenseite eines Tragwerkgliedes mit Dämmmaterial und Holz- oder Gipskartonplatten zu beplanken. Das Wärmedämmverbundsystem ist ein System zum Dämmen der Gebäudeaußenwände. Die Verwendung eines Wärmeverbundsystems hat den Vorteil, Dämmstoffe für den Außenbereich zu verwenden, welche höhere Ansprüche erfüllen, als im Innenbau gefordert werden. Wichtig für diesen Zweck und für die Verwendung eines Wärmedämmverbundsystems ist, neben der guten Dämmung, auch die Vermeidung von Tauwasserausfall in der Außenwand. Durch den jeweiligen Aufbau der Außenwand werden Bedingungen sowohl für den Verlauf der Temperatur und damit des Sättigungsdampfdruckes, als auch für den Verlauf des Dampfdruckes vorgegeben. Nur wenn im Wandquerschnitt der Dampfdruck stets unter dem Sättigungsdampfdruck liegt, kommt es nie zum Ausfall von Tauwasser.
Diese bauphysikalischen Voraussetzungen sind bei der Dimensionierung von Dämmelementen an einer Außenwand zu berücksichtigen. Der weitere Aufbau einer Außenwand ist aus dem Stand der Technik bekannt und muss nicht weiter erläutert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend in den Figurenbeschreibungen näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Tragwerkglied, ausgebildet als Basiselement zur Erstellung von Tragwerken für tragende Innen- und Außenwände eines Gebäudes, und
Figur 2 ein erfindungsgemäßes Tragwerkglied, ausgebildet als Eckelement zur
Erstellung von Tragwerken für tragende Innen- und Außenwände eines Gebäudes.
Aus der Fig.lA und 1B ist in veranschaulichter Darstellung ein, aus senkrechten Stützen 4, 5, 6, 7 und waagerechten Tragplatten 2, 3 in Holzskelettbauweise gebildetes geometrisches, dreidimensionales und kraftschlüssiges erfindungsgemäßes Bauteil ersichtlich, welches als Tragwerkglied 1 ausgebildet ist. Die Fig.lA zeigt das Tragwerkglied 1 in perspektivischer Darstellung und die Fig.l B das Tragwerkglied 1 in Draufsicht 17.1. Das Tragwerkglied 1 ist, wie zuvor in der Beschreibung aufgezeigt, ein erfinderisches Bauteil einer Baukonstruktion zur Erstellung von Bauwerken mit Bauteilen aus dem Holzbau. Bei dem dargestellten Bauteil handelt es sich um ein, in Holzskelettbauweise erstelltes Tragwerkglied 1 für tragende Innen- und Außenwände eines Gebäudes. Das geometrische, dreidimensionale und kraftschlüssige Tragwerkglied 1 soll hier anhand eines Koordinatensystems (X, Y, Z) beschrieben werden. Der Koordinatenmittelpunkt liegt im Mittelpunkt des Tragwerkgliedes 1. Die Längsachse des Tragwerkgliedes 1 wird durch die Z-Achse 14 dargestellt, welche durch die beiden Seitenflächen 18.1, 18.2 verläuft, während die X-Achse 12 die vordere- 19.1 und hintere Frontansicht 19.2 senkrecht und mittig durchschneidet. Die Y-Achse 13 steht senkrecht und mittig zur oberen- 17.1 und unteren Draufsicht 17.2 Das Tragwerkglied 1 ist aus zwei horizontal angeordneten Tragplatten 2, 3, einer oberen- 2 und einer unteren Tragplatte 3, gebildet, die durch vier Stützen 4, 5, 6, 7 beabstandet sind. Die Stützen 4, 5, 6, 7 sind als vertikale Voll- oder Hohlstäbe ausgebildet, wobei die vertikalen Stützen 4, 5, 6, 7 eine quadratische, rechteckige oder runde Form aufweisen können. Eine Tragplatte 2, 3 wird aus zwei Flanschen 9, 10, die durch einen Steg 11 beabstandet sind, gebildet. Der Steg 11 ist mittig zu den beiden Flanschen 9, 10 angeordnet. Die untere Tragplatte 3 bildet eine Standfläche 15 und die obere Tragplatte 2 eine Auflagefläche 16. Die beiden Tragplatten 2, 3 weisen aufgrund der Anordnung der Flansche 9, 10 und dem Steg 11, in Draufsicht 17.1, 17,2 betrachtet, die Form eines Doppel-T-Profils 8 auf. Die Form des Doppel-T-Profils 8 kann wie folgt beschrieben werden. Die Länge 21 eines Flansches 9, 10 in X-Richtung 12 betrachtet, entspricht der Breite einer Tragplatte 2, 3 und somit der Breite eines Tragwerkgliedes 1. Die Länge einer Tragplatte 2, 3 wird aus den Einzellängen 24 eines Steges 11 und den Einzellängen 22.1, 22.2 der beiden Breiten der Flansche 9, 10, in Z-Richtung 14 betrachtet, gebildet. Die Breite 22.1, 22.2 eines Flansches 9, 10 entspricht unter Zuhilfenahme eines Maßstabes, ca. 9/50 Anteilen an der Gesamtlänge 23 eines Tragwerkgliedes 1 (zwei Flansche entsprechen ca. 18/50) und die Länge 24 eines Steges 11 entspricht ca.32/50 Anteilen an der Gesamtlänge 23 eines Tragwerkgliedes 1. Aus den Einzellängen 22.1, 22.2 und 24 ergibt sich die Gesamtlänge 23 eines Tragwerkgliedes 1 bzw. einer Tragplatte 2, 3 von 50/50. Das Verhältnis der Stegbreite 25 zur Flanschlänge 21 liegt im Bereich von ca. 1 :3,5 bis 1 :4. Das Verhältnis der Tragwerkgliedbreite 21 zur Tragwerkgliedhöhe 26 beträgt in etwa 1 :1 ,3 bis 1 :1 ,4, während das Verhältnis der Tragwerkgliedhöhe 26 zur Gesamtlänge 23 eines Tragwerkgliedes 1 im Bereich von ca. 1 :1 ,1 bis 1 :1 ,2 liegt. Das Verhältnis der Tragwerkgliedlänge 23 zur Tragwerkgliedbreite 21 ist annähernd im Bereich 1 :1 ,5 bis 1 :1 ,6 angesiedelt.
An den freien Enden der Flansche 9, 10 der horizontal angeordneten Tragplatten 2, 3 sind die Stützen 4, 5, 6, 7 senkrecht dazu angeordnet. Ein aus Stützen 4, 5, 6, 7 und Tragplatten 2, 3 gebildetes Tragwerkglied 1 bildet einen geometrischen Hohlkörper, welcher in der vorderen- 18.1 und hinteren Seitenansicht 18.2 bzw. in Längsrichtung der Z-Achse 14 betrachtet, eine Öffnung aufweist, die einem Hohlprofil in Form eines Vierkant- oder Rechteckrohres entspricht. In der Frontansicht 19.1, 19.2 bzw. in Längsrichtung der X-Achse 12 betrachtet, ergibt sich eine Öffnung, die einem Hohlprofil in Form eines Rechteckrohres entspricht. In Draufsicht 17.1, 17.2 bzw. in Längsrichtung der Y-Achse 13 betrachtet, ergeben sich zwei voneinander getrennte und durch einen Steg 11 beabstandete Öffnungen, die ebenfalls einem Hohlprofil in Form eines Rechteckrohres entsprechen. Damit weist ein Tragwerkglied 1 in senkrechter Y-Richtung 13 und waagerechter Z-Richtung 14 durchgehende Öffnungen auf, wodurch das Tragwerkglied 1 einen Hohlraum 20 aufweist. Hierbei handelt es sich um einen Hohlraum 20, der durch die vier symmetrisch in Y-Richtung 13 ausgerichteten und vertikal zueinander beabstandeten Stützen 4, 5, 6, 7 und die zwei horizontal beabstandeten Tragplatten 2, 3 gebildet wird. Der Abstand der Stützen 4, 5, 6, 7 zueinander und somit die Größe des Hohlraumes 20 wird einerseits durch die Tragwerkgliedbreite 21 , welche der Flanschlänge 21 entspricht, die Tragwerkgliedlänge 23 und die Tragwerkgliedhöhe 26 bestimmt. Die Tragwerkgliedhöhe 26 wird wiederum bestimmt durch die Länge der Stützen 4, 5, 6, 7, welche die beiden Tragplatten 2, 3 beabstanden. Des Weiteren weisen die Stützen 4, 5, 6, 7 an der vorderen- 19.1 und hinteren Frontseite 19.2 eine Anlagefläche 27 für die Beplankungsmaterialien auf. Aufgrund der symmetrischen Ausführungsform eines Tragwerkgliedes 1 , ist dieses um die Koordinatenachsen X, Y, Z jeweils um 180 Grad drehbar. Die Koordinatenachsen X, Y, Z bilden somit jeweils eine Rotationsachse, die identisch mit den Koordinatenachsen X, Y, Z ist. Nach einer Drehung um jeweils 180 Grad um eine Rotationsachse, hat das Tragwerkglied 1 wieder eine Standposition, welche der ursprünglichen Ausgangsposition entspricht. Nur die Stand- 15 und Auflagefläche 16 hat ihre Position um 180 Grad geändert, oder die vordere- 19.1 und hintere Frontfläche 19.2 haben ihre Position getauscht oder beide Positionsänderungen sind möglich. Trotz der Vertauschung der Flächen 15, 16, 19.1 , 19.2 bleibt das Tragwerkglied 1 identisch. Ein solches Tragwerkglied 1 ist daher in einer Läuferschicht eines Tragwerkes kompatibel in mehreren Positionen einsetzbar.
Anzugeben ist noch die Dicke 39 einer Tragplatte 2, 3, die relativ gering ausfällt und im unteren zweistelligen Millimeterbereich angesiedelt und im Verhältnis zur Höhe 26 eines Tragwerkgliedes 1 nur ca. 2,5% bis 3% beträgt und somit vernachlässigbar ist. Die Tragplatten 2, 3 weisen in dem Flanschbereich 9, 10, wo die Stützen 4, 5, 6, 7 befestigt sind, jeweils eine Sackbohrung 28 auf. Die Sackbohrungen 28 dienen zur Aufnahme von Holzstiften (nicht dargestellt).
Die Lösungen der gestellten Aufgaben werden durch das zuvor aufgezeigte erfinderische modulare Tragwerkglied 1 erfüllt, welches im Selbst- und Trockenbau und mit einfachem Handling von Jedermann verbaut werden kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines Tragwerkgliedes 1 , vorzugsweise ausgebildet als Eck-Tragwerkglied 30, sind der nachstehenden Figur 2 zu entnehmen. Ein Eck-Tragwerkglied 30, gemäß der Fig.2, entspricht annähernd dem Tragwerkglied 1 der Fig.1. Die in der Fig.1 aufgezeigten Bezugszeichen werden hier deshalb analog übernommen. Aus der Fig.2A und 2B ist in veranschaulichter Darstellung ein, aus senkrechten Stützen 4, 5, 6, 7, 29 und waagerechten Tragplatten 31.1 , 31.2 in Holzskelettbauweise gebildetes geometrisches, dreidimensionales und kraftschlüssiges erfindungsgemäßes Bauteil ersichtlich, welches als Eck-Tragwerkglied 30 ausgebildet ist. Das Eck-Tragwerkglied 30 ist, wie zuvor in der Beschreibung aufgezeigt, ein erfinderisches Bauteil einer Baükonstruktion zur Erstellung von Bauwerken, mit Bauteilen aus dem Holzbau. Bei dem dargestellten Bauteil handelt es sich um ein, in Holzskelettbauweise erstelltes Eck-Tragwerkglied 30 für tragende Innen- und Außenwände eines Gebäudes. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.2A und 2B, besteht das Eck- Tragwerkglied 30 ebenfalls aus einem tragenden Bauteil eines Tragwerks, welches ein, aus einzelnen Elementen modular und kompatibel gebildetes, gemäß einem Koordinatensystem X, Y, Z, geometrisches, dreidimensionales und kraftschlüssiges Tragwerkglied 1 , ist. Das Eck-Tragwerkglied 30 ist aus zwei horizontal angeordneten Tragplatten 31.1 , 31.2, einer oberen- 31.1 und einer unteren Tragplatte 31.2, gebildet, die durch fünf Stützen 4, 5, 6, 7, 29 beabstandet sind. Die Stützen 4, 5, 6, 7, 29 sind als vertikale Voll- oder Hohlstäbe ausgebildet, wobei die vertikalen Stützen 4, 5, 6, 7, 29 eine quadratische, rechteckige oder runde Form aufweisen können. Eine Tragplatte 31.1 , 31.2 wird aus drei Flanschen 9, 32, 33, die an einem Steg 34 angeordnet sind, gebildet. Der Steg 34 ist mittig zu den drei Flanschen 9, 32, 33 angeordnet, wobei die Mittellinie des Steges 34 zur Längsachse Z 14 parallel verläuft. Zur Herstellung der Kompatibilität zwischen unterschiedlichen Tragwerkgliedern, vorzugsweise dem Basis-Tragwerkglied 1 und dem Eck- Tragwerkglied 30, weist der Flansch 9 des Ecktragwerkgliedes 30 die gleichen Abmessungen wie der Flansch 9 vom Basis-Tragwerkglied 1 auf und ist auch an der gleichen Stelle des Steges 34, analog zum Steg 11 , angeordnet. D.h., der Flansch 9 ist, wie beim Basis-Tragwerkglied 1, ein durchgehender Flansch 9 und stirnseitig an dem Ende des Steges 34 angeordnet. Die anderen Flansche 32, 33 sind senkrecht in X-Richtung 12 und seitlich zum Steg 34 angeordnet, wobei ein Flansch 32 rechts und der andere Flansch 33 links vom Steg 34 angeordnet ist. Der Flansch 33 befindet sich an der gleichen Stelle wie der Flansch 10 vom Basis-Tragwerkglied 1, um eine Kompatibilität und Modularität zu anderen Tragwerkgliedern sicherzustellen, wobei der Flansch 33 die gleiche Flanschbreite 22.1 wie der Flansch 10 aufweist. Der Flansch 10 wurde derart reduziert, dass er jetzt als verkürzter Flansch 33 seitlich und links vom verlängerten Steg 34 hervorsteht, während die andere Hälfte des Flansches 10 auf der gegenüberliegenden rechten Seite des Steges 34 auf eine neue Position verschoben und als Flansch 32 bezeichnet wurde. Die neue Position ist auf der Hälfte des Abstandes zwischen dem Flansch 9 und 33, wobei der Flansch 32 spiegelverkehrt, bzw. seitenvertauscht zum Steg 34 angeordnet ist. Der Flansch 32 hat vom Flansch 9 einen ungefähren Abstand 41 von 1 1 ,5/50 Anteilen, das entspricht der Steglänge 24 von 32/50 Anteilen, abzüglich der Flanschbreite 22.1 von 9/50 vom Flansch 10. Die untere Tragplatte 31.2 bildet eine Standfläche 15 und die obere Tragplatte 31.1 eine Auflagefläche 16. Die beiden Tragplatten 31.1 , 31.2 weisen aufgrund der Anordnung der Flansche 9, 32, 33 und dem Steg 34, in Draufsicht 17.1. 17.2 von oben und unten auf das Eck-Tragwerkglied 30 betrachtet, die Form eines fünfarmigen Profils 35 auf. Die Form des fünfarmigen Profils 35 kann wie folgt beschrieben werden. Die Länge 21 des stirnseitig und senkrecht zu Ende des Steges 34 angeordneten Flansches 9 entspricht der Eck-Tragwerkgliedbreite 21 , die identisch mit den Abmessungen des Basis-Tragwerkgliedes 1 ist. D.h., die Flanschlänge 21 entspricht der Eck-Tragwerkgliedbreite 21 und ist analog der Basis- Tragwerkgliedbreite 21. Gleiches trifft auf die Flanschbreite 22.2 des Eck- Tragwerkgliedes 30, welche identisch mit der Flanschbreite 22.2 des Basis- Tragwerkglied 1 ist. Auch die Flanschbreite 22.1 des Flansches 33 der Tragplatte
31.1 des Eck-Tragwerkgliedes 30 ist identisch mit der Flanschbreite 22.1 der Tragplatte 2 des Tragwerkgliedes 1. Der dem Flansch 9 beim Eck-Tragwerkglied 30 gegenüber liegende und parallel beabstandete Flansch 33, ist genauso weit entfernt, wie der Flansch 10 vom Flansch 9 aus dem Basis-Tragwerkglied 1. Diese identischen Abstände und Abmessungen der Flansche 9 zu 10 und 9 zu 33 gewährleisten die Kompatibilität und Modularität der unterschiedlichen Tragwerkglieder 1 , 30 zueinander. Da der Abstand des Flansches 33 zum Flansch 9 im Eck-Tragwerkglied 30 identisch ist mit dem Abstand des Flansches 10 zum Flansch 9 im Basis-Tragwerkglied 1 , ist eine Kompatibilät und Modularität der unterschiedlichen Tragwerkglieder 1 , 30 untereinander gewährleistet. Aufgrund einer Stegverlängerung 40, weisen das Eck-Tragwerkglied 30 bzw. die Tragplatte 31.1,
31.2 jetzt eine Gesamtlänge 37 eines Eck-Tragwerkgliedes 30 in Z-Richtung 14 auf, die um ca. 1 1/50 Anteile länger ist als die Gesamtlänge 23 eines Basis- Tragwerkgliedes 1. Die Länge einer Tragplatte 31.1 , 31.2 wird aus der Einzellänge 38 eines Steges 34 und der Einzellänge 22.2, also der Breite 22.2 eines Flansches 9, gebildet. An den freien Enden der Flansche 9, 32, 33 und dem einen freien Ende 36 des Steges 34 der horizontalen Tragplatten 31.1 , 31.2, sind fünf, die Tragplatten 31.1 , 31.2 beabstandende Stützen 4, 5, 6, 7, 29, angeordnet. Auch das aus einem fünfarmigen Profil 35 bestehende Eck-Tragwerkglied 30 ist im Prinzip ein geometrischer Hohlkörper, der in waagerechter und senkrechter Richtung, analog zum Basis-Tragwerkglied 1 , Öffnungen aufweist, die einen Hohlraum 20 bilden. Der Hohlraum 20 wird durch die fünf, symmetrisch in Y-Richtung 13 ausgerichteten und vertikal zueinander um die Längsachse Z 14 angeordneten Stützen 4, 5, 6, 7, 29 und die zwei horizontal beabstandeten Tragplatten 31.1, 31.2 gebildet. Der Abstand der Stützen 4, 5, 6, 7, 29 zueinander und somit die Größe des Hohlraumes 20 wird einerseits durch die Eck-Tragwerkglied breite 21 , die Eck-Tragwerkgliedlänge 37 und die Eck-Tragwerkgliedhöhe 26 bestimmt, wobei die Tragwerkgliedbreite 21 und - höhe 26 identisch mit den Abmessungen des Basis-Tragwerkgliedes 1 sind. Die Tragwerkgliedhöhe 26 des Eckelementes 30 wird wiederum bestimmt durch die Länge der Stützen 4, 5, 6, 7, 29, welche die beiden Tragplatten 31.1, 31.2 beabstanden. Auch die Länge der Stützen 4, 5, 6, 7, 29 des Eck-Tragwerkgliedes 30 sind identisch mit den Längen der Stützen 4, 5, 6, 7 des Basis-Tragwerkgliedes 1. Des Weiteren weisen die Stützen 4, 5, 6, 7, 29 an der vorderen- und hinteren Frontseite 19.1 , 19.2, sowie an den vorderen und hinteren Seitenflächen 18.1, 18.2, Anlageflächen 27 für Beplankungsmaterialien auf.
Auch die Dicke 39 einer Tragplatte 31.1 , 31.2 des Eck-Tragwerkgliedes 30 entspricht der Dicke 39 der Tragplatten 2, 3 des Basis-Tragwerkgliedes 1. In den Flanschen 9, 33, 34 und dem freien Ende 36 des Steges 34 sind ebenfalls Sackbohrungen 28 enthalten, welche der Aufnahme von Holzstiften (nicht dargestellt) dienen. Weitere Abmessungen des Eck-Tragwerkgliedes 30, die hier nicht aufgeführt sind, entsprechen den Abmessungen des Basis-Tragwerkgliedes 1. Z. B. ist der Abstand der drei Stützen 4, 6, 7 zueinander im Eck-Tragwerkglied 30 identisch dem Abstand im Basis-Tragwerkglied 1 , nur die Stütze 5 wurde neu positioniert und eine weitere Stütze 29 wurde hinzugefügt, um die Eigenschaften eines Eck-Tragwerkgliedes 30 zu erfüllen. Die Hinzufügung einer weiteren Stütze 29 wurde möglich, weil der Steg 34 verlängert wurde. Die Stegverlängerung 40 bildet das Kopfende 42 eines Eck- Tragwerkgliedes 30. Bezugszeichenliste
1 Tragwerkglied 27 Anlagefläche
2 Tragplatte oben (v.1 ) 28 Sackbohrungen
3 Tragplatte unten (v.1 ) 29 Stütze (v.30)
4 Stütze 30 Eck-Tragwerkglied
5 Stütze 31 .1 Tragplatte (oben)
6 Stütze 31.2 Tragplatte (unten)
7 Stütze 32 Flansch (v.30)
8 Doppel-T-Profil 33 Flansch (v.30)
9 Flansch (v.1 ) 34 Steg (v.30)
10 Flansch (v.1 ) 35 fünfarmiges Profil
1 1 Steg (v.1 ) 36 freies Ende (v.34)
12 X-Achse (waagerecht) 37 Gesamtlänge (v.30)
13 Y-Achse (senkrecht) 38 Steglänge (v.30)
14 Z-Achse (Längsachse) 39 Dicke (v.2,3,31 .1 ,31 .2)
15 Standfläche (Unterseite) 40 Stegverlängerung (v.30)
16 Auflagefläche (Oberseite 41 Abstand (v.9 zu 32)
17.1 Draufsicht (oben) 42 Kopfende (v.30)
17.2 Draufsicht (unten) 43
18.1 Seitenansicht (links) 44
18.2 Seitenansicht (rechts) 45
19.1 Frontansicht (vorne) 46
19.2 Frontansicht (hinten) 47
20 Hohlraum 48
21 Flanschlänge (Tragwerkgliedbreite) 49
22.1 Flanschbreite (v.10) 50
22.2 Flanschbreite (v.9 ) 51
23 Tragwerkgliedlänge 52
24 Steglänge (v.1 ) 53
25 Stegbreite (v.1 , 30) 54
26 Tragwerkgliedhöhe 55

Claims

Schutzansprüche
1. Tragwerk zur Erstellung von Bauwerken mit Bauteilen aus dem Holzbau, wobei das Tragwerk aus einer Vielzahl von einzelnen Holzbauteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein tragendes Bauteil eines Tragwerks ein, aus einzelnen Elementen modular und kompatibel gebildetes, gemäß einem Koordinatensystem (X, Y, Z), geometrisches, dreidimensionales und kraftschlüssiges Tragwerkglied (1 ) ist, welches aus mindestens einer horizontal angeordneten Tragplatte (2, 3) und mindestens einer vertikal angeordneten Stütze (4, 5, 6, 7) gebildet ist, wobei zwei horizontale Tragplatten (2, 3) durch mindestens vier vertikale Stützen (4, 5, 6, 7) beabstandet sind und einen Hohlkörper bilden.
2. Tragwerkglied nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragwerkglied (1) eine obere- und eine untere Tragplatte (2, 3) aufweist, welche jeweils aus zwei Flanschen (9, 10) und einem Steg (11 ) gebildet sind, wobei die beiden Flansche (9, 10) durch einen Steg (11) parallel beabstandet sind und die untere Tragplatte (3) eine Standfläche (15) und die obere
Tragplatte (2) eine Auflagefläche (16) in Form eines Doppel-T-Profils (8) bildet.
3. Tragwerkglied nach Anspruch 1 -2, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Tragplatten (2, 3) beabstandenden Stützen (4, 5, 6, 7), als vertikale Voll- oder
Hohlstäbe ausgebildet sind, wobei die vertikalen Stäbe eine quadratische, rechteckige oder runde Form aufweisen und an den freien Enden der Flansche (9, 10) der horizontalen Tragplatten (2, 3) angeordnet sind.
4. Tragwerkglied nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein, aus Stützen (4, 5, 6, 7) und Tragplatten (2, 3) gebildetes Tragwerkglied (1), einen geometrischen Hohlkörper bildet, welcher in Seitenansicht (18.1 , 18.2) bzw. in Längsrichtung der Z-Achse (14) betrachtet, eine Öffnung aufweist, die einem Hohlprofil in Form eines Vierkant- oder Rechteckrohres entspricht.
5. Tragwerkglied nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein, aus Stützen (4, 5, 6, 7) und Tragplatten (2, 3) gebildetes Tragwerkglied (1), einen geometrischen Hohlkörper bildet, welcher in Frontansicht (19.1, 19.2) bzw. in Längsrichtung der X-Achse (12) betrachtet, eine Öffnung aufweist, die einem Hohlprofil in Form eines Rechteckrohres entspricht. 6. Tragwerkglied nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein, aus Stützen (4, 5,
6, 7) und Tragplatten (2, 3) gebildetes Tragwerkglied (1), einen geometrischen Hohlkörper bildet, welcher in Draufsicht (17.1 , 17.2) bzw. in Längsrichtung der Y-Achse (13) betrachtet, zwei voneinander getrennte und durch einen Steg beabstandete Öffnungen aufweist, die einem Hohlprofil in Form eines Rechteckrohres entsprechen.
7. Tragwerkglied nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragwerkglied (1) in senkrechter und waagerechter Richtung durchgehende Öffnungen und somit einen Hohlraum (20) aufweist.
8. Tragwerkglied nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Modularität eines Tragwerkgliedes (1), die senkrecht zueinander stehenden symmetrischen X-, Y- und Z-Achsen (12, 13) des Tragwerkgliedes (1) jeweils eine Rotationsachse bilden, um die ein Tragwerkglied (1) jeweils um 180 Grad gedreht werden kann, wodurch ein
Tragwerkglied (1) in einer Läuferschicht eines Tragwerkes kompatibel einsetzbar ist.
9. Tragwerkglied nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragwerk, aufgrund der Anordnung der Tragwerkglieder (1) in Läuferschichten in senkrechter und waagerechter Richtung durchgehende Öffnungen und somit Hohlräume aufweist.
10. Tragwerk zur Erstellung von Bauwerken mit Bauteilen aus dem Holzbau, wobei das Tragwerk aus einer Vielzahl von einzelnen Holzbauteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein tragendes Bauteil eines Tragwerks ein, aus einzelnen Elementen modular und kompatibel gebildetes, gemäß einem Koordinatensystem (X, Y, Z), geometrisches, dreidimensionales und kraftschlüssiges Tragwerkglied (30) ist, welches aus mindestens einer horizontal angeordneten Tragplatte (31.1 , 31.2) und mindestens einer vertikal angeordneten Stütze (4, 5, 6, 7, 29) gebildet ist, wobei zwei horizontale Tragplatten (31.1 , 31.2) durch mindestens fünf vertikale Stützen (4, 5, 6, 7, 29) beabstandet sind und einen Hohlkörper bilden.
11. Tragwerkglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragwerkglied (30) eine obere- (31.1) und eine untere Tragplatte (31.2) aufweist, welche jeweils aus drei Flanschen (9, 32, 33) und einem Steg (34) gebildet sind, wobei zwei der Flansche (32, 33) senkrecht und seitlich zum Steg (34), einer rechts und einer links vom Steg (34) und der dritte Flansch (9) stirnseitig an dem einem Ende des Steges (34) angeordnet sind und die untere Tragplatte (31.2) eine Standfläche (15) und die obere Tragplatte (31.1) eine Auflagefläche (16) in Form eines fünfarmigen Profils (35) bildet.
12. Tragwerkglied nach Anspruch 10 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die, die Tragplatten (31.1 , 31.2) beabstandenden Stützen (4, 5, 6, 7, 29), als vertikale Voll- oder Hohlstäbe ausgebildet sind, wobei die vertikalen Stäbe eine quadratische, rechteckige oder runde Form aufweisen und an den freien Enden der Flansche (9, 32, 33) und dem einen freien Ende (36) des Steges (34) der horizontalen Tragplatten (31.1 , 31.2) angeordnet sind.
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