HOLZBAU II Polymodul B VL 7 Holzverbindungen

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1 HOLZBAU II Polymodul B VL 7 Holzverbindungen Prof. Dr. Wieland Becker 1 Empfehlenswerte Links Hinweis: Folgende Darstellungen sind teilweise den Unterlagen des ID-Holz, bzw. den Seminaren für Lehrer an den Meisterschulen Biberach/Kassel 02/03/05 entnommen! Autoren: Dr.- Ing. Karin Lißner, Dresden ; Prof. Dr.- Ing. Wolfgang Rug, Eberswalde 2 1

2 Holzverbindungen nach DIN 1052_2008 / EC 5 - Zimmermannsmäßige Verbindungen - Übersicht des Kraft-Verschiebungsverhaltens - Verbindungsmittel - Geklebte Verbindungen 3 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen Kopfband Kontaktstoß mit Querpressung Quelle: alle Fotos-Meisel, A: Historische Dachstühle. Diplomarb. Inst. F. Holzbau u. Holztechnologie TU Graz, Graz

3 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen - Versatz t v h / 4 für 50 h / 6 für 60 t v Vorholz + Einbindetiefe beachten! 5 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen Fersenversatz 6 3

4 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen Einfacher Versatz 7 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen Scherzapfen Schifter Gratsparren 8 4

5 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen Hakenblätter und Klammer an Bundtram Quelle: Zimmermannsmäßige Verbindungen Verkämmung 10 5

6 1. Zimmermannsmäßige Verbindungen - Zusammenfassung Traditionelle zimmermannsmäßige Verbindungen sind i.d. R., mit Ausnahme der Hakenblattverbindungen Druckverbindungen (Kontaktpressung). Sie schwächen i.d.r. die Querschnitte und besitzen großen Schlupf Traditionelle zimmermannsmäßige Konstruktionen wirken überwiegend durch Zusammenwirken eines komplexen Systems. Bei Um- und Zubauten ist das gesamte System zu analysieren (z.b. Dachflächenöffnung) Kraft-Verschiebungs-Diagramm 12 6

7 3. Verbindungsmittel Verbindungen mit stiftförmigen metallischen Verbindungsmitteln Verbindungen mit sonstigen mechanischen Verbindungsmitteln Stabdübel/Paßbolzen Nägel Bolzen Nagelplatten Dübel besonderer Bauart Gewindestangen Holzschrauben Klammern Ring- und Scheibendübel (ohne Zähne) Scheibendübel mit Zähnen oder Dornen Verbindungsmittel Einfluß auf Leistungsfähigkeit: Querschnitt der Verbindungsmittels Querschnitt des Holzes Rohdichte des Holzes Sortierklasse des Holzes Kraft-Faser Winkel Nutzungsklasse Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED) 14 7

8 3. Verbindungsmittel Kraft-Faser Winkel + Randabstände Stabdübel/ Passbolzen Bolzen a (a 1 ) 1) a a (3 + 2 cos ) d (3 + 2 cos ) d (mind. 4 d) a (a 2 ) 1) a a 3 d 4 d a b (a 1,t ) 1) 7 d (mind. mm) 7 d (mind. mm) a b a u (a 1,c ) 1) 7 d sin (mind. 3 d) 7 d sin (mind. 4 d) a u a b (a 2,t ) 1) a b 3 d 3 d a u (a 2,c ) 1) 1) Bezeichnung nach DIN 1052 a u 3 d 3 d Verbindungsmittel-stiftförmige Beanspruchung Abscheren Herausziehen kombinierte Beanspruchung 16 8

9 Stiftförmiges Verbindungs mittel Scherfläche Laschen aus Stahlblech leistungssteigernd! einschnittig zweischnittig einschnittig Verbindungsmittel-stiftförmige-Verformungsverhalten b) a) t 2,req a) b) t 1,req Bei idealem Tragverhalten der Verbindung wird das Material plastisch verformt: a) Im Bereich der Bohrung (Lochleibungsfestigkeit) b) Im Bereich des Stahles am Knickpunkt (Biegefestigkeit) 18 9

10 5. Verbindungsmittel Der Nachweis der Beanspruchung lautet: R d kmod Rk d 1,1 1 Rd!! F d. h. der Abminderungsfaktor ist geringer als bei anderen Holznachweisen! (g M =1,3) Verbindungsmittel-Nägel + Schrauben Berechnung der Mindestholzdicken und der Einschlagtiefe bei Verwendung von Kiefernholz gewählt: Na 4,2 x 100 treq 9 d 9 4,2 37,8 mm treq 38 mm < vorh t 2 = 40 mm vorh. t 2 = 40 mm > t req = 9 4,2 = 38 mm 20 10

11 6. Verbindungsmittel-Nägel + Schrauben selbstbohrende Schrauben F Querdruck- Querzugverstärkung Zug Haupt- und Nebenträgeranschlüsse Druck Höhere Tragfähigkeit bei Zugscherbeanspruchung! Verbindungsmittel - Stabdübel + Paßbolzen Die Holzverbindung ist ausschlaggebend für die Querschnittsermittlung z. B. Stabdübelverbindung Tragfähigkeit 60% der Querschnittstragfähigkeit 22 11

12 7. Verbindungsmittel - Stabdübel + Paßbolzen Überschlag Überschlag zur Querschnittsermittlung Vorh. Stabkraft / C _GL / Anzahl der SF R d -Wert je Scherfuge [kn] [ ] 10 mm 12 mm 16 mm 20 mm 1. Anzahl der STB auf Basis Tab. Ermitteln 2. A netto -Mittelholz ermitteln 0 3,43 4,71 7,72 11,3 3. STB entspr. Randabstände anordnen 15 3,40 4,66 7,64 11,1 4. Querschnitt Mittelholz festlegen 30 3,33 4,56 7,45 10,8 5. Querschnitt Seitenholz ~ 3/5 d Mittelholz 45 3,23 4,42 7,2 10,4 ρk= 350 kg/m3, fu,k = 360 N/mm2 für andere KLED in NKL 1 und 2 sind die Werte Rd zu multiplizieren mit: ständig: 0,750; lang: 0,875; kurz: 1,125 in NKL 3 sind die Werte Rd zu multiplizieren mit: ständig: 0,625; lang: 0,688; mittel: 0,813; kurz: 0, Verbindungsmittel - Stabdübel + Paßbolzen a nn nh Gurt Diagonale a n h,d = n n,g n n,d = n h,g 12

13 7. Verbindungsmittel - Stabdübel + Paßbolzen Mindestabstände in [mm] bei Stabdübeln, Passbolzen und Bolzen d [mm] a a a u a b a u Stabdübel/ Passbolzen Bolzen a u a a u a b/u a a b/u Verbindungsmittel - Dübel Ringdübel Typ A1 (System APPEL) Scheibendübel Typ B1 (System APPEL) Scheibendübel mit Zähnen Typ C1(System BULLDOG) Scheibendübel mit Zähnen Typ C2(System BULLDOG) t d2 a2 d1 d2 t d2 a2 d1 d2 t d d1 Scheibendübel mit Dornen Typ C10(System GEKA) Scheibendübel mit Dornen Typ C11(System GEKA) Dübel Typ C3 Dübel Typ C4 a1 d d1 Dübel Typ C

14 8. Verbindungsmittel-Einlaßdübel Verbindungsmittel-Einlaßdübel mit Klemmbolzen 28 14

15 9. Verbindungsmittel - Leistungsvergleich Dübel Typ C5 d = 130mm Dübel Typ A1 d = 65 mm selbstbohrende Schraube d = 5,0 mm Nägel vorgebohrt d = 4,2 mm Stabdübel S235 d = mm Anzahl der Verbindungsmittel Tragfähigkeit des Anschlusses in kn Dübel Typ C5 d = 130mm 1, Dübel Typ A1 d = 65 mm 0, selbstbohrende Schraube d = 5,0 mm Nägel vorgebohrt d = 4,2 mm Stabdübel S235 d = mm 1, , , ,00 0,50 1,00 1,50 2, Anfangsverschiebung w inst in mm Erforderliche Laschenlänge in mm Verbindungsmittel-Bleche 30 15

16 10. Verbindungsmittel - Bleche Janebo-Bausystem für Stützen und Querträger (räumliche Holz-Skelettbauten) Verbindungsmittel - Anker Verguss mit Zementmörtel geschmiedete Stahlwelle Anschluss weiteres Bauteil kreuzweise angeordnete Stabdübel 16 mm 32 16

17 11. Verbindungsmittel - Verleimungen z.b. Generalkeilzinkenstoß Beispiel Querzuganschluß 45 kn Anschlusswinkel = 90 Überstand der Diagonale(n) mindestens 62 mm. Überstand des Gurtes mindestens: 52 mm. Gurte: 2 x 8/26 cm, Mat.: C Diagonale: 1 x 12/20 cm, Mat.: C Verbindungsmittel: 6 M 16 x 2 ;Stahl: S 235 Verbindungsmittelabdeckung: keine Querzugverstärkung Diagonale: 6 Spax; d = 8 x 1 Nachweis knapp eingehalten! System Hobex-F. Colling 34 17