BAUELEMENT ZUM AUFBAU VON GESCHOSSEN

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Bauelement (1) mit einem Träger (2) aus Holz mit einer Oberseite (3), einer Unterseite (4), zwei Flanken (5, 6) und zwei Stirnseiten (7, 8), dessen Holzfasern zumindest teilweise in Trägerlängsrichtung (R) orientiert sind, wobei in zumindest eine Stirnseite (7, 8) zumindest ein Stab (9, 10) aus Holz mit einem zur Trägermitte hin abgestuften oder gezinkten Profil (15) formschlüssig eingelassen ist, der von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) reicht, dessen Stufen (16') bzw. Zinken (16) von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) verlaufen, und dessen Holzfasern im Wesentlichen in Richtung (V) von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) orientiert sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement zum Aufbau eines Geschoßes, mit einem Träger aus Holz mit einer Oberseite, einer Unterseite, zwei Flanken und zwei Stirnseiten, dessen Holzfasern zumindest teilweise in Trägerlängsrichtung orientiert sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Skelettkonstruktion zum Aufbau eines Geschoßes mit Hilfe eines solchen Bauelements.

[0002] Träger aus Holz, beispielsweise Brettschichtholz (BSH), werden im professionellen Ingenieurholzbau aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Hitze- und Feuerresistenz für große Spannweiten z.B. von Hallendächern oder als Zwischenträger in mehrgeschoßigen Gebäuden eingesetzt. Die hohen Drucklasten der Hallendächer bzw. Geschoße können dabei Setzungsvorgänge im Holz verursachen, welche zu Setzungsrissen, Spalten und Undichtigkeiten des Gebäudes führen können.

[0003] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Bauelement für den Aufbau von Geschoßen zu schaffen, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet.

[0004] Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung mit einem Bauelement der einleitend genannten Art erreicht, bei welchem in zumindest eine Stirnseite zumindest ein Stab aus Holz mit einem zur Trägermitte hin abgestuften oder gezinkten Profil formschlüssig eingelassen ist, der von der Oberseite zur Unterseite reicht, dessen Stufen bzw. Zinken von der Oberseite zur Unterseite verlaufen, und dessen Holzfasern im Wesentlichen in Richtung von der Oberseite zur Unterseite orientiert sind.

[0005] Dadurch wird eine Drucklastverstärkung im Endbereich des Trägers geschaffen, welche durch den innigen Formschluss des abgestuften oder gezinkten Verstärkungsstabes hohe Festigkeit hat. Der Träger kann wie jeder andere herkömmliche Träger am Bau verarbeitet werden, wobei der Verstärkungsstab einen stabilen Verankerungspunkt für den Anschluss von Beschlägen zur Verbindung mit anschließenden oder darauf aufsetzenden Vertikalbauteilen bietet. Aufgrund der erfindungsgemäßen Endverstärkung können auch Träger aus schnellwachsenden Hölzern, die eine geringere Rohdichte und damit geringere Festigkeit haben, verwendet werden, ohne die Druckfestigkeit und damit Setzungsstabilität des Bauwerks zu beeinträchtigen. Auch wird durch den eingelassenen Verstärkungsstab die Hirnholzfläche des Trägers weitgehend abgedichtet, sodass die Gefahr eines Eindringens von Feuchtigkeit in die Holzfasern oder den Leim eines BSH-Trägers und damit eines Aufreißens des Trägers beseitigt oder zumindest stark reduziert wird.

[0006] Besonders günstig ist es, wenn der Stab ein Keilzinkenprofil mit zumindest zwei Keilzinken hat. Dies ergibt einen besonders innigen Formschluss der Keilzinken des Verstärkungsstabes mit dem Träger und dadurch besonders hohe Festigkeit.

[0007] Bevorzugt ist der genannte Verstärkungsstab mit Abstand zu den Flanken und/oder bündig in die Stirnseite eingelassen, was die Verarbeitung des Trägers in der Art von herkömmlichen Holzträgern erleichtert.

[0008] Durch die genannte Orientierung der Holzfasern des Verstärkungsstabes in Vertikalrichtung und normal zu den Holzfasern des Trägers wird bereits eine wesentliche Verstärkung des Trägerendbereichs erreicht. Die Verstärkungswirkung kann noch weiter erhöht werden, wenn der Stab aus einem härteren Holz gefertigt ist als der Träger.

[0009] Der Träger kann grundsätzlich aus Massivholz gefertigt sein. Bevorzugt ist der Träger jedoch aus Brettschichtholz gefertigt, dessen Schichten parallel oder normal zu den Ober- und Unterseiten und in Längsrichtung des Trägers verlaufen.

[0010] Bevorzugt werden - wie auf dem Gebiet von Keilzinkenverbindungen an sich bekannt - die Flankenwinkel der Keilzinken des Keilzinkenprofils selbsthemmend ausgeführt, um eine gute Kraftaufnahme zu gewährleisten. Auch ist es günstig, wenn die Spitzen der Keilzinken in einer Ebene liegen, was das Einfräsen der Keilzinken in die Trägerstirnseiten erleichtert.

[0011] Besonders günstig ist es, wenn die auf der Stirnseite freiliegende Seite des Stabes eine Ausnehmung zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Teiles eines Kupplungselements hat. Mit Hilfe diese Ausnehmung kann eine Vorpositionierung des Kupplungselements bei seiner Montage erreicht werden. Wenn der Stab aus härterem Holz gefertigt ist als der Träger, wird dadurch auch eine verbesserte Verankerung des Kupplungselements am Trägerende erreicht.

[0012] Das Bauelement kann für die Verwendung auf der Baustelle weiter vorkonfektioniert werden, indem an der auf der Stirnseite freiliegenden Seite des Stabes gleich der eine Teil eines zweiteiligen Kupplungselements angeschraubt ist. Das Bauelement braucht dann auf der Baustelle nur mehr mit dem zweiten, an einem Vertikalbauteil befestigten Teil des Kupplungselements verbunden werden.

[0013] In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung auch verschiedene Skelettkonstruktionen zum Aufbau von Geschoßen, welche jeweils zumindest ein Bauelement der hier vorgestellten Art und einen Vertikalbauteil umfassen. Der Vertikalbauteil kann auf dem Stab des Bauelements abgestützt sein, oder umgekehrt kann der Stab des Bauelements auf dem Vertikalbauteil abgestützt sein, oder der Stab des Bauelements kann zwischen zwei übereinanderliegenden Vertikalbauteilen liegen, um Drucklasten aufzunehmen und zu übertragen. Auch kann ein Vertikalbauteil an seinem oberen Ende mit einem Absatz entsprechend der Höhe des Bauelements versehen sein, auf welchem Absatz der Stab des Bauelements abgestützt ist, was einen verbesserten Formschluss zwischen Vertikalbauteil und Bauelement ergibt. In jeder dieser Varianten kann zwischen dem Bauelement und dem Vertikalbauteil optional ein Kupplungselement vorgesehen sein, dessen einer Teil am Bauelement, insbesondere der freiliegenden Seite des Verstärkungsstabes, und dessen anderer Teil am Vertikalbauteil angeschraubt ist.

[0014] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Bauelements der Erfindung in einer Perspektivansicht;

die Fig. 2 bis 4 weitere Ausführungsformen des Bauelements der Erfindung jeweils in einer Perspektivansicht; und

die Fig. 5 bis 7 verschiedene Ausführungsformen von Skelettkonstruktionen unter Verwendung der Bauelemente der Fig. 1 bis 4 und eines oder mehrerer Vertikalbauteile jeweils in einer schematischen ausschnittsweisen Seitenansicht.

[0015] In Fig. 1 ist ein Bauelement 1 gezeigt, das einen langgestreckten Träger 2 aus Holz mit Ober- und Unterseiten 3, 4, Flanken (seitlichen Seiten) 5, 6 und Stirnseiten 7, 8 aufweist. In die Stirnseiten 7, 8 ist jeweils ein Stab 9, 10 aus Holz formschlüssig eingelassen.

[0016] Der Träger 2 kann ein Massivholzträger sein, oder ein Träger aus Brettschichtholz (BSH), insbesondere verleimtem Schichtholz ("Leimbinder"), dessen einzelne, hier nur beispielhaft dargestellte Schichten 11 - 14 parallel oder normal zu den Ober- und Unterseiten 3, 4 des Trägers 2 verlaufen können, jedenfalls aber in Längsrichtung R des Trägers 2. Wenn der Träger 2 aus Massivholz ist, verlaufen seine Holzfasern überwiegend in der Trägerlängsrichtung R; wenn der Träger 2 aus Schichten 11 - 14 gefertigt ist, verlaufen seine Holzfasern zumindest in einigen, bevorzugt in allen, Schichten 11 - 14 in Trägerlängsrichtung R.

[0017] Im Gegensatz dazu sind die Holzfasern der Stäbe 9, 10 im Wesentlichen in der Richtung von der Oberseite 3 zur Unterseite 4 des Trägers 2 orientiert. Die Stäbe 9, 10 verstärken dadurch in der Einbaustellung des Bauelements 1 den Träger 2 in seinen Endabschnitten gegenüber Drucklasten in Vertikalrichtung V. Die Stäbe 9, 10 können - auch wenn dies nicht zwingend ist - aus einem härteren Holz gefertigt sein als der Träger 2.

[0018] Jeder der Stäbe 9, 10 besitzt ein zur Mitte des Trägers 2 hin weisendes Keilzinkenprofil 15, das formschlüssig in ein komplementäres, in die jeweilige Stirnseite 7, 8 eingefrästes Keilzinkenprofil des Trägers 2 eingreift. Die Keilzinken 16 des Keilzinkenprofils 15 jedes Stabes 9, 10 verlaufen in Vertikalrichtung V, d.h. zwischen der Oberseite 3 und der Unterseite 4 des Trägers 2. Die Spitzen 17 der Keilzinken 16 jedes Stabes 9, 10 können jeweils in einer Ebene E liegen, um das Einfräsen des komplementären Keilzinkenprofils in die Stirnseiten 7, 8 des Trägers 2 zu erleichtern. Die Flankenwinkel der Keilzinken 16 des Keilzinkenprofils 15 werden bevorzugt derart flach gewählt, dass sie selbsthemmend sind. Optional können die Stäbe 9, 10 zusätzlich mit dem Träger 2 verleimt sein.

[0019] Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Stäbe 9, 10 jeweils mit einem Abstand A zu den Flanken 5, 6 des Trägers 2 in diesen eingelassen und schließen bündig mit der jeweiligen Stirnseite 7, 8 ab. Die Stäbe 9, 10 können auf ihrer an der jeweiligen Stirnseite 7, 8 freiliegenden Seite mit einer Ausnehmung 18 versehen sein, um die Montage eines Kupplungselements 19 (Fig. 5) an der jeweiligen Stirnseite 7, 8 des Trägers 2 zu erleichtern.

[0020] Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verstärkungsstabes 9 des Bauelements 1, eingelassen in die Stirnseite 7 des Trägers 2. Es versteht sich, dass spiegelbildlich in die gegenüberliegende Stirnseite 8 ein gleichartiger Stab 10 eingelassen sein kann. Der Stab 9 von Fig. 2 besitzt gerade Zinken 16, d.h. keine keilförmigen Zinken.

[0021] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bauelements 1 mit einem abgestuften Profil 15. Das Profil 15 besitzt mehrere Stufen 16', die jeweils von der Oberseite 3 zur Unterseite 4 in Vertikalrichtung V verlaufen und mittels welcher sich der Stab 9 in Richtung zur Mitte des Trägers 2 hin verjüngt.

[0022] Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bauelements 1, bei welcher mehrere Stäbe 9 unter gegenseitigen Abständen in Form einer Stabgruppe 9' in die Stirnseite 7 eingelassen sind, wobei jeder einzelne Stab 9 der Stabgruppe 9' ein Keilzinkenprofil 15 mit einer einzigen Keilzinke 16 hat.

[0023] Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Skelettstruktur 20, wie sie für den Aufbau von Geschoßen 21, 22 eines (nicht weiter dargestellten) Bauwerks verwendet werden kann. Die Skelettstruktur 20 umfasst (zumindest) ein Bauelement 1, das über das Kupplungselement 19 an einen Vertikalbauteil 23 angeschlossen ist, hier seitlich. Das Kupplungselement 19 kann beispielsweise ein Holzverbinder sein, wie er von der Firma Knapp GmbH, Euratsfeld, Österreich, unter der Marke MEGANT^® vertrieben wird. Das Kupplungselement 19 umfasst insbesondere einen ersten Teil 24, der an der auf der Stirnseite 7 des Trägers 2 freiliegenden Seite des Stabes 9, 10 angeschraubt ist und dabei auch teilweise oder ganz von der Ausnehmung 18 des Stabes 9, 10 aufgenommen sein kann. Der zweite Teil 25 des Kupplungselements 19 ist am Vertikalbauteil 23 befestigt, z.B. angeschraubt. Das Kupplungselement 19 kann durch entsprechendes Zusammenstecken, Verriegeln, Verklinken, Verschrauben usw. der beiden Teile 24, 25 geschlossen werden.

[0024] Fig. 6 zeigt eine alternative Anwendung des Bauelements 1 im Rahmen einer Skelettstruktur 26. Die Skelettstruktur 26 hat (hier) vier Vertikalbauteile 27 - 30, von denen jeweils zwei Vertikalbauteile 27, 28 bzw. 29, 30 übereinander angeordnet sind und zwischeneinander je einen Endabschnitt des Bauelements 1 aufnehmen. Die Stäbe 9, 10 des Bauelements 1 liegen dabei jeweils auf den oberen Enden der Vertikalbauteile 27, 29 auf, und die unteren Enden der Vertikalbauteile 28, 30 sind auf den Oberseiten der Stäbe 9, 10 abgestützt. Dadurch wird die Drucklast des oberen Geschoßes 22 über die Verstärkungsstäbe 9, 10 des Trägers 1 auf das Untergeschoß 21 abgeleitet, und die durch die Stäbe 9, 10 verstärkte Druckfestigkeit der Endabschnitte des Trägers 1 reduziert die Gefahr eines Absetzens der Skelettstruktur 26 bzw. des damit aufgebauten Bauwerks im Verlauf der Zeit.

[0025] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Skelettstruktur 31 mit einem Vertikalbauteil 32, das an seinem oberen Ende mit einem Absatz 33 entsprechend der Höhe H des Bauelements 1 versehen ist. Auf dem Absatz 33 ist der Stab 9 des Bauteils 1 abgestützt, und das Bauelement 1 schließt an seiner Oberseite 3 bündig mit der Oberseite des Vertikalbauteils 32 ab, sodass darauf ein weiterer Vertikalbauteil 34 abgestützt werden kann.

[0026] Auch in den Ausführungsformen der Fig. 6 und 7 können jeweils Kupplungselemente 19 zwischen dem Bauelement 1 und dem Vertikalbauteil 27 - 30, 32, 34 montiert werden.

[0027] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten, Modifikationen und deren Kombinationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Ansprüche

1. Bauelement zum Aufbau eines Geschoßbodens oder einer Geschoßdecke, mit einem Träger (2) aus Holz mit einer Oberseite (3), einer Unterseite (4), zwei Flanken (5, 6) und zwei Stirnseiten (7, 8), dessen Holzfasern zumindest teilweise in Trägerlängsrichtung (R) orientiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest eine Stirnseite (7, 8) zumindest ein Stab (9, 10) aus Holz mit einem zur Trägermitte hin abgestuften oder gezinkten Profil (15) formschlüssig eingelassen ist, der von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) reicht, dessen Stufen (16') bzw. Zinken (16) von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) verlaufen, und dessen Holzfasern im Wesentlichen in Richtung (V) von der Oberseite (3) zur Unterseite (4) orientiert sind.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (9, 10) ein Keilzinkenprofil mit zumindest zwei Keilzinken (16) hat.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (9, 10) mit Abstand (A) zu den Flanken (5, 6) in die Stirnseite (7, 8) eingelassen ist.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (9, 10) bündig in die Stirnseite (7, 8) eingelassen ist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (9, 10) aus einem härteren Holz gefertigt ist als der Träger (2).

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus Brettschichtholz gefertigt ist, dessen Schichten (11 - 14) parallel zu den Ober- und Unterseiten (3, 4) verlaufen.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus Brettschichtholz gefertigt ist, dessen Schichten (11 - 14) normal zu den Ober- und Unterseiten (3, 4) und in Längsrichtung (R) des Trägers (2) verlaufen.

8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenwinkel der Keilzinken (16) des Keilzinkenprofils (15) selbsthemmend sind.

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Stirnseite (7, 8) freiliegende Seite des Stabes (8, 9) eine Ausnehmung (18) zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Teiles eines Kupplungselements (19) hat.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass an der auf der Stirnseite (7, 8) freiliegenden Seite des Stabes (9, 10) ein Teil (24) eines zweiteiligen Kupplungselements (19) angeschraubt ist.

11. Skelettkonstruktion zum Aufbau eines Geschoßes, mit einem Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem Vertikalbauteil (28, 30, 34), dessen unteres Ende auf dem Stab (9, 10) des Bauelements (1) abgestützt ist.

12. Skelettkonstruktion zum Aufbau eines Geschoßes, mit einem Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem Vertikalbauteil (27, 29, 32), auf dessen oberem Ende der Stab (9, 10) des Bauelements abgestützt ist.

13. Skelettkonstruktion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende des Vertikalbauteils (32) mit einem Absatz (33) entsprechend der Höhe (H) des Bauelements (1) versehen ist, auf welchem Absatz (33) der Stab (9, 10) des Bauelements (1) abgestützt ist.

14. Skelettkonstruktion zum Aufbau zweier Geschoße, mit einem Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und zwei übereinander angeordneten Vertikalbauteilen (27, 28; 29, 30) aus Holz, zwischen denen der Stab (9, 10) des Bauelements (1) liegt.

15. Skelettkonstruktion nach einem der Ansprüche 11 bis 14 mit einem Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vertikalbauteil (23, 27 - 30, 32, 34) der andere Teil (25) des Kupplungselements (19) angeschraubt ist.

Zeichnung