Stand a 3,c. a k S F. Bemessungshinweise. Hinweise zur Bemessung von tragenden SPAX -Verbindungen

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1 a Stand F a a k S F Bemessungshinweise Hinweise zur Bemessung von tragenden SPAX -Verbindungen a 3,c

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Bezeichnungen Formelzeichen... 4 Ermittlung der Holzdicken bzw. Einschraubtiefen t 1 und t Ermittlung der effektiven Gewindelängen l ef und l ef,k Bemessungswert der Tragfähigkeit Bemessungswert der Tragfähigkeit Abscheren... 6 Bemessungswert der Tragfähigkeit Herausziehen Bemessungsbeiwerte Modifikationsbeiwert k mod... 7 Nutzungsklasse NKL... 7 Klasse der Lasteinwirkungsdauer KLED... 8 Rechenwerte für die Modifikationsbeiwerte k mod... 9 Teilsicherheitsbeiwert γ M Ermittlung und Nachweis der Tragfähigkeit Abscheren...10 Herausziehen / Druck Bestimmungen für die Ausführung Allgemein...15 Vorbohren...16 Mindestholzdicke wegen Spaltgefahr des Holzes...16 Mindestabstände Bemessungstabellen Abscheren Holz - Holz...21 Abscheren Sperrholz - Holz...24 Abscheren OSB bzw. Spanplatte - Holz, nicht vorgebohrt...25 Abscheren OSB bzw. Spanplatte - Holz, vorgebohrt...26 Abscheren Faserplatte - Holz...27 Abscheren Stahlblech - Holz...28 Herausziehen...30 Druck Sortimentschnellübersicht Beispiele Holz-Holz 1 Kehlbalken an Pfette mit Vollgewindeschraube...37 Holz-Holz 2 Traglatte auf Konterlatte...39 Weitere Beispiele

3 1. Einleitung Diese Broschüre gilt für die Berechnung und Ausführung von tragenden Schraubenverbindungen gemäß DIN 1052: und nach den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen Z , Z und Z erteilt am Sie dient als Bemessungshilfe zur schnellen Bemessung tragender SPAX Verbindungen und ersetzt nicht den eigenen schriftlichen Nachweis des Anwenders. Für Entwurf, Berechnung, Bemessung und Ausführung gilt DIN 1052, soweit in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen nichts anderes bestimmt ist. Behandelt werden ausschließlich Anforderungen an die Tragfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit von Verbindungen. Besondere Konstruktionsregeln zusätzlich zur DIN 1052 sind in den jeweiligen Abschnitten angegeben und als Mindestanforderung zu sehen. Sie sind für spezielle Arten von Verbindungen gegebenenfalls zu erweitern. Für Entwurf, Berechnung, Bemessung und Ausführung gilt DIN 1052, soweit in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen nicht anderes bestimmt ist. Bauteile aus Vollholz (Nadelholz) und Brettschichtholz, allgemein bauaufsichtlich zugelassenem Furnierschichtholz, Brett- oder Balkenlagenholz, Holzwerkstoffe oder Stahlteile dürfen an Bauteile aus Vollholz (Nadelholz) und Brettschichtholz, allgemein bauaufsichtlich zugelassenem Furnierschichtholz, Brett- oder Balkenlagenholz angeschlossen werden. Anschlüsse an Spanplatten inkl. OSB-Platten, Faserplatten oder Sperrholz können gemäß allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung des jeweiligen Holzwerkstoffes ausgeführt werden. Die Broschüre wurde nach bestem Wissen und Gewissen erarbeitet. Für Fehler und offensichtliche Irrtümer wird keine Haftung übernommen. Korrekturen, Fragen und Anregungen unter 3

4 2. Bezeichnungen Formelzeichen F d Bemessungswert der Einwirkung bei Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der [N] Schraubenachse (Abscheren) F k Charakteristischer Wert der Einwirkung bei Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der [N] Schraubenachse (Abscheren) F ax,d Bemessungswert der Einwirkung bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse [N] (Herausziehen) F ax,k Charakteristischer Wert der Einwirkung bei Beanspruchung in Richtung der [N] Schraubenachse (Herausziehen) M y,k Charakteristischer Wert des Fließmoments [Nm] SPAX Zulassung R d Bemessungswert der Tragfähigkeit je Scherfuge und Verbindungsmittel bei [N] Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der Schraubenachse (Abscheren) R k Charakteristischer Wert der Tragfähigkeit je Scherfuge und Verbindungsmittel bei [N] DIN 1052; 12 Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der Schraubenachse (Abscheren) R k Erhöhung des charakteristischen Wertes der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k [N] DIN 1052; Gl. 231 (Einhänge- bzw. Seileffekt) R ax,d Bemessungswert der Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse [N] R ax,k Charakteristischer Wert der Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der [N] SPAX Zulassung Schraubenachse je Verbindungsmittel (Herausziehen) R t,u,d Bemessungswert der Stahl-Zugtragfähigkeit [N] R t,u,k Charakteristischer Wert der Stahl-Zugtragfähigkeit [N] SPAX Zulassung d 1 Gewindegröße bzw. Gewindeaußendurchmesser [mm] SPAX Zulassungsanlagen d k Kopfdurchmesser [mm] SPAX Zulassungsanlagen f 1,k Charakteristischer Wert des Ausziehparameters [N/mm²] SPAX Zulassung f 2,k Charakteristischer Wert des Kopfdurchziehparameters [N/mm²] SPAX Zulassung f h,k Charakteristischer Wert der Lochleibungsfestigkeit [N/mm²] DIN 1052; 12.5 k mod Modifikationsbeiwert (Berücksichtigung der Nutzungsklasse NKL und der Klasse der [ ] DIN 1052; Tab. F.1 Lasteinwirkungsdauer KLED) l ef Effektive Gewindelänge im Holzteil mit der Schraubenspitze [mm] l ef,k Effektive Gewindelänge im Holzteil unter dem Schraubenkopf [mm] l g Gewindelänge der Schraube [mm] SPAX Zulassungsanlagen n ef wirksame Anzahl hintereinander angeordneter Verbindungsmittel [ ] DIN 1052; (14) t Dicke z.b. eines Bauteils [mm] t 1 Holzdicke bzw. Einschraubtiefe im Holz 1 [mm] t 2 Holzdicke bzw. Einschraubtiefe im Holz 2 [mm] t req Erforderliche Holzdicke oder Einschraubtiefe [mm] DIN 1052; 12 u gl Holzausgleichsfeuchte [%] α Winkel zwischen Schraubenachse und Holzfaserrichtung [ ] SPAX Zulassung α' Winkel zwischen Kraft- und Holzfaserrichtung [ ] β Verhältnis der Lochleibungsfestigkeiten f h,2,k /f h,1,k [ ] DIN 1052; (1) γ M Teilsicherheitsbeiwert für Festigkeitseigenschaften des Baustoffs in ständigen und [ ] DIN 1052; Tab. 1 vorübergehenden Bemessungssituationen ρ k Charakteristischer Wert der Rohdichte des Holzes bzw. des Holzwerkstoffes [kg/m³] DIN 1052; Anhang F 4

5 2. Bezeichnungen Bemessung bei Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der Schraubenachse, Abscheren Abbildung 2.1 Ermittlung der Holzdicken bzw. Einschraubtiefen t 1 und t 2 Nute oder Sackloch t 1 t 1 t 1 Holz 1 t 2 t 2 t 2 Holz 2 = Faserrichtung Bemessung bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse, Herausziehen Abbildung 2.2 Ermittlung der effektiven Gewindelängen l ef und l ef,k l ef,k α Holz 1 l g lef l ef,k l g l ef l ef l ef,k l ef Holz 2 = Faserrichtung 5

6 3. Bemessungswert der Tragfähigkeit 3.1 Bemessungswert der Tragfähigkeit Abscheren Bemessungswert der Tragfähigkeit bei Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der Schraubenachse R d = k mod R k [N] γ γ M = 1,1 M DIN 1052; Gl Bemessungswert der Tragfähigkeit Herausziehen Bemessungswert der Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse Für die Bemessung der Tragfähigkeit auf Herausziehen werden die Bemessungswerte von drei verschieden möglichen Versagensfällen nach Abschnitt der jeweiligen SPAX -Zulassung miteinander verglichen. Der kleinste Wert davon wird maßgebend. maßgebend R ax,d = min Bemessungswert R ax,d für den Versagensfall Herausziehen des Gewindes Bemessungswert R t,u,d für den Versagensfall Zugtragfähigkeit (Stahl) Bemessungswert R ax,d für den Versagensfall Kopfdurchziehen Bemessungswert Herausziehen des Gewindes: R ax,d = k mod R ax,k γ M [N] γ M = 1,3 DIN 1052; Gl. 234 Bemessungswert Zugtragfähigkeit (Stahl): R t,u,d = R t,u,k [N] γ DIN 1052; (7) γ M = 1,25 M Bemessungswert Kopfdurchziehen: R ax,d = k mod R ax,k γ M [N] γ M = 1,3 DIN 1052; Gl

7 4. Bemessungsbeiwerte 4.1 Modifikationsbeiwert k mod Der Modifikationsbeiwert k mod berücksichtigt den Einfluss der Nutzungsklasse (NKL) und der Klasse der Lasteinwirkungsdauer (KLED) auf die Festigkeitseigenschaften des Holzes bzw. der Holzwerkstoffe. DIN 1052; 5.4 (4) Die Ermittlung des Modifikationsbeiwertes k mod erfolgt in 3 Arbeitsschritten: 1. Bestimmung der Nutzungsklasse (NKL) 2. Bestimmung der Lasteinwirkungsdauer (KLED) gemäß der maßgebenden Lastfallkombination 3. Bestimmung des Rechenwertes des Modifikationsbeiwertes k mod anhand der zuvor ermittelten Eingangsgrößen NKL und KLED Nutzungsklasse NKL Holzbauwerke müssen wegen der physikalischen Eigenschaften der Holzbaustoffe bestimmten Nutzungsklassen (NKL) zugewiesen werden, die die klimatischen Verhältnisse der Umgebung des Bauwerks während seiner Nutzung kennzeichnen. Nutzungsklasse 1: Sie ist gekennzeichnet durch eine Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20 ºC und einer relativen Luftfeuchte der umgebenden Luft entspricht, die nur für einige Wochen je Jahr einen Wert von 65 % übersteigt, z. B. in allseitig geschlossenen und beheizten Bauwerken. Nutzungsklasse 2: Sie ist gekennzeichnet durch eine Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20 ºC und einer relativen Luftfeuchte der umgebenden Luft entspricht, die nur für einige Wochen je Jahr einen Wert von 85 % übersteigt, z. B. bei überdachten offenen Bauwerken. Nutzungsklasse 3: Sie erfasst Klimabedingungen, die zu höheren Holzfeuchten führen als in Nutzungsklasse 2 angegeben, z. B. für Konstruktionen, die der Witterung ausgesetzt sind. DIN 1052; Tabelle Übersicht über die Einteilung der Nutzungsklassen NKL A B C D 1 NKL umgebendes Klima a Einbausituation Mittlere Holzfeuchte u gl C / rel. Luftfeuchte 65 % Allseitig geschlossen 5 % 15 % b C / rel. Luftfeuchte 85 % Überdacht offen 10 % 20 % c 4 3 höhere Feuchtebelastung als in NKL 2 Der Witterung ungeschützt ausgesetzt 12 % 24 % In Ausnahmefällen können auch überdachte Bauteile in die Nutzungsklasse 3 einzustufen sein. Durch richtig ausgeführte Abdeckungen können außen liegende Bauteile in NKL2 eingestuft werden. DIN 1052; E (4) a Die genannten umgebenden klimatischen Bedingungen können für wenige Wochen im Jahr überschritten werden. b In den meisten Hölzern wird in der NKL 1 eine mittlere Ausgleichsfeuchte von u = 12 % nicht überschritten. c In den meisten Hölzern wird in der NKL 2 eine mittlere Ausgleichsfeuchte von u = 20 % nicht überschritten. 7

8 4. Bemessungsbeiwerte 4.1 Modifikationsbeiwert k mod Klasse der Lasteinwirkungsdauer KLED Tabelle Einteilung der Einwirkungen nach DIN und DIN , DIN , DIN , DIN und DIN in Klassen der Lasteinwirkungsdauer KLED A B 1 Einwirkung KLED 2 Wichten- und Flächenlasten nach DIN ständig 3 Lotrechte Nutzlasten nach DIN A Spitzböden, Wohn- und Aufenthaltsräume mittel 5 B Büroflächen, Arbeitsflächen, Flure mittel 6 C Räume, Versammlungsräume und Flächen, die der Ansammlung von Personen dienen können (mit Ausnahme von unter A, B, D und E festgelegten Kategorien) kurz 7 D Verkaufsräume mittel 8 E Fabriken und Werkstätten, Ställe, Lagerräume und Zugänge, Flächen mit erheblichen Menschenansammlungen lang 9 F Verkehrs- und Parkflächen für leichte Fahrzeuge (Gesamtlast 25 kn) Zufahrtsrampen zu diesen Flächen 10 G Flächen für den Betrieb mit Gegengewichtsstaplern mittel 11 H nicht begehbare Dächer, außer für übliche Erhaltungsmaßnahmen, Reparaturen kurz 12 K Hubschrauber-Regellasten kurz 13 T Treppen und Treppenpodeste kurz 14 Z Zugänge, Balkone und Ähnliches kurz 15 Horizontale Lasten nach DIN Horizontale Nutzlasten infolge von Personen auf Brüstungen, Geländern und andere Konstruktionen, die als Absperrung dienen kurz 17 Horizontallasten zur Erzielung einer ausreichenden Längs- und Quersteifigkeit a 18 Horizontallasten für Hubschrauberlandeplätze auf Dachdecken, 19 für horizontale Nutzlasten, kurz 20 für den Überrollschutz sehr kurz 21 Windlasten nach DIN kurz 22 Schneelast und Eislast nach DIN Geländehöhe des Bauwerkstandortes über NN m kurz 24 Geländehöhe des Bauwerkstandortes über NN m mittel 25 Anpralllasten nach DIN sehr kurz 26 Horizontallasten aus Kran- und Maschinenbetrieb nach DIN kurz Einwirkungen aus Temperatur- und Feuchteänderungen sind der Klasse der Lasteinwirkungsdauer mittel zuzuordnen. Bei Holzbauteilen darf der Einfluss von Temperaturänderungen vernachlässigt werden. Für Einwirkungen innerhalb einer Lastfallkombination mit unterschiedlichen KLED darf für die Ermittlung des Modifikationsbeiwertes k mod die KLED mit der geringsten Dauer angenommen werden. mittel kurz DIN 1052; Tab. 4 DIN 1052; (3) DIN 1052; (5) a Entsprechend den zugehörigen Lasten 8

9 4. Bemessungsbeiwerte 4.1 Modifikationsbeiwert k mod Tabelle Rechenwerte für die Modifikationsbeiwerte k mod A B C D E F G 1 Baustoff und Klasse Nutzungsklasse Baustoff und Klasse Nutzungsklasse 2 der Lasteinwirkungsdauer der Lasteinwirkungsdauer 1 2 Vollholz Kunstharzgebundene Spanplatten Brettschichtholz Zementgebundene Spanplatten 3 Balkenschichtholz Faserplatten (Typ HB.HLA2 DIN EN 622-2: ) Furnierschutzholz Brettsperrholz Sperrholz 4 ständig 0,60 0,60 0,50 ständig 0,30 0,20 5 lang 0,70 0,70 0,55 lang 0,45 0,30 6 mittel 0,80 0,80 0,65 mittel 0,65 0,45 7 kurz 0,90 0,90 0,70 kurz 0,85 0,60 8 sehr kurz 1,10 1,10 0,90 sehr kurz 1,10 0,80 Faserplatten a (Typ MBH.LA2 nach DIN EN 622-3: ) 9 OSB-Platten (Typen OSB/2 a, OSB/3 und OSB/4 DIN EN 300: Gipskartonplatten (Typen GKB a, GKF a, GKBI und GKFI nach DIN 18180) 10 ständig 0,40 0,30 ständig 0,20 0,15 11 lang 0,50 0,40 lang 0,40 0,30 12 mittel 0,70 0,55 mittel 0,60 0,45 13 kurz 0,90 0,70 kurz 0,80 0,60 14 sehr kurz 1,10 0,90 sehr kurz 1,10 0,80 DIN 1052; Tab. F.1 Unterscheiden sich die Modifikationsbeiwerte der beiden miteinander verbundenen Bauteile (k mod,1 und k mod,2 ), dann darf für k mod der folgende Wert angenommen werden: k mod = k mod,1 k mod,2 DIN 1052; Gl Teilsicherheitsbeiwert γ M für die Festigkeitseigenschaft auf Materialseite Tabelle Teilsicherheitsbeiwerte γ M für die Festigkeitseigenschaften in ständigen und vorübergehenden Bemessungssituationen A B DIN 1052; Tab. 1 1 Baustoff γ M 2 Holz und Holzwerkstoffe 1,3 3 Stahl in Verbindungen 4 auf Biegung beanspruchte stiftförmige Verbindungsmittel 1,1 5 auf Zug oder Scheren beanspruchte Teile beim Nachweis gegen die Streckgrenze im Nettoquerschnitt 1,25 Für den Nachweis von Stahlteilen sind die Teilsicherheitsbeiwerte der DIN zu entnehmen. Für außergewöhnliche Bemessungssituationen sind die Teilsicherheitsbeiwerte γ M zu 1,0 anzusetzen. DIN 1052; 5.4 (3) DIN 1052; 5.4 (4) a Nur Nutzungsklasse 1: 9

10 5. Tragfähigkeit Abscheren Tragfähigkeit bei Beanspruchung rechtwinklig zur Richtung der Schraubenachse Vereinfachtes Nachweisverfahren Die Bemessung der Tragfähigkeit auf Abscheren kann nach dem vereinfachten Nachweisverfahren gemäß DIN 1052: , Abschnitt 12 erfolgen. Für den vereinfachten Nachweis bei Beanspruchung rechtwinklig zur Schraubenachse nach DIN 1052 wird die Ausbildung zweier Fließgelenke im jeweiligen Verbindungsmittel vorausgesetzt. Daher ist das Einhalten von Mindestholzdicken bzw. Mindesteinschraubtiefen für die Anwendbarkeit des vereinfachten Nachweisverfahrens notwendig. Die Bemessung der Tragfähigkeit auf Abscheren erfolgt in mehreren Arbeitsschritten: 1. Ermittlung der Mindestholzdicke bzw. der Mindesteinschraubtiefe t req 2. Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit R k auf Abscheren 3. Mögliche Erhöhung des charakteristischen Wertes der Tragfähigkeit R k um einen Anteil ΔR k 4. Ermittlung der wirksamen Anzahl n ef hintereinander angeordneter Verbindungsmittel Im Folgenden werden ausschließlich einschnittige Verbindungen betrachtet. Genaues Nachweisverfahren Die Bemessung der Tragfähigkeit auf Abscheren kann auch nach dem genauen Nachweisverfahren gemäß DIN 1052: , Anhang G erfolgen. Basis des genauen Nachweisverfahrens sind die Bemessungsgleichungen nach Johansen, unter Berücksichtigung verschiedener Versagensarten. Werden die Mindestholzdicken gemäß dem vereinfachten Nachweisverfahren eingehalten, können unter bestimmten Voraussetzungen mit dem vereinfachten Nachweisverfahren höhere Tragfähigkeiten bemessen werden als mit dem genauen Nachweisverfahren. 10

11 5. Tragfähigkeit Abscheren 1. Ermittlung der Mindestholzdicke t 1,req bzw. der Mindesteinschraubtiefe t 2,req Für Holz-Holz-Verbindungen unter Berücksichtigung von: Schraubennenndurchmesser d 1 charakteristischer Wert des Fließmoments M y,k gemäß allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung charakteristischer Wert der Lochleibungsfestigkeit des Holzes 1 (f h,1,k ) und des Holzes 2 (f h,2,k ) (abhängig vom jeweiligen charakteristischen Wert der Holzrohdichte ρ k und der Ausführungsart der Verbindung: nicht vorgebohrt bzw. vorgebohrt) vom Verhältnis β der charakteristischen Werte der Lochleibungsfestigkeiten zueinander β = f h,2,k /f h,1,k Zusätzlich für Holzwerkstoff-Holz-Verbindungen DIN 1052; Gl. 192 und Gl. 193 DIN 1052; Tab. 11 Berücksichtigung der Art des Holzwerkstoffes und der Holzwerkstoffdicke t Zusätzlich für Stahlblech-Holz-Verbindungen Berücksichtigung der relativen Blechdicke t S im Verhältnis zum Schraubendurchmesser d 1 Unterschreiten die Holzbauteile die Mindestdicke bzw. die Mindesteinschraubtiefe t req, muss der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t/t req multipliziert werden. DIN 1052; Gl. 198 und Gl Ermittlung der charakteristischen Tragfähigkeit R k auf Abscheren Für Holz-Holz-Verbindungen unter Berücksichtigung von: γ M = 1,1 DIN 1052; Gl. 216 Schraubennenndurchmesser d 1 charakteristischer Wert des Fließmoments M y,k gemäß allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung charakteristischer Wert der Lochleibungsfestigkeit des Holzes 1 (f h,1,k ) und des Holzes 2 (f h,2,k ) (abhängig vom jeweiligen charakteristischen Wert der Holzrohdichte ρ k und der Ausführungsart der Verbindung: nicht vorgebohrt bzw. vorgebohrt) vom Verhältnis β der charakteristischen Werte der Lochleibungsfestigkeiten zueinander β = f h,2,k /f h,1,k Zusätzlich für Holzwerkstoff-Holz-Verbindungen Berücksichtigung der Art des Holzwerkstoffes und der Holzwerkstoffdicke t Zusätzlich für Stahlblech-Holz-Verbindungen Berücksichtigung der relativen Blechdicke t S im Verhältnis zum Schraubendurchmesser d 1 DIN 1052; Gl. 226 DIN 1052; Gl. 197 und Gl

12 5. Tragfähigkeit Abscheren 3. Mögliche Erhöhung des charakteristischen Wertes der Tragfähigkeit R k um einen Anteil ΔR k Bei einschnittigen Verbindungen mit SPAX darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil ΔR k erhöht werden: ΔR k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; Gl. 231 Dabei ist R ax,k der charakteristische Wert der Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse, Herausziehen. Auch für eine um ΔR k erhöhte charakteristische Tragfähigkeit R k gilt γ M = 1,1 (bzw. γ M der jeweiligen Gleichung des genauen Nachweisverfahrens). Erläuterungen DIN 1052; (10) Die im Kapitel 7 aufgelisteten Tabellenwerte wurden gemäß dem vereinfachten Nachweisverfahren ohne den Anteil ΔR k bemessen. 4. Ermittlung der wirksamen Anzahl n ef hintereinander angeordneter Verbindungsmittel Für mehrere in Faserrichtung hintereinander angeordnete SPAX mit Gewindeaußendurchmesser d 1 > 6 mm muss die wirksame Anzahl der Verbindungsmittel n ef ermittelt werden. DIN 1052; (14) Tabelle 5.1 Wirksame Anzahl n ef in Abhängigkeit von der charakteristischen Rohdichte des Holzes ρ k, des Winkels zwischen Kraft- und Faserrichtung α' und dem Mindestabstand a 1 A B C D E F G H I 1 wirksame Anzahl n ef wirksame Anzahl n ef wirksame Anzahl n ef wirksame Anzahl n ef 2 a 1 = 5 d 1 a 1 = 10 d 1 a 1 = 12 d 1 a 1 = 15 d 1 3 n α = 0 α = 90 α = 0 α = 90 α = 0 α = 90 α = 0 α = ,0 1 1,0 1 1,0 1 1, ,6 2 1,9 2 2,0 2 2, ,3 3 2,7 3 2,8 3 3, ,9 4 3,5 4 3,6 4 3, ,6 5 4,3 5 4,5 5 4, ,2 6 5,0 6 5,2 6 5, ,8 7 5,8 7 6,0 7 6, ,5 8 6,5 8 6,8 8 7, ,1 9 7,2 9 7,6 9 8, ,7 10 7,9 10 8,3 10 8,8 10 DIN 1052; Gl.210 α' ist der Winkel zwischen Kraft- und Holzfaserrichtung Zwischenwerte dürfen geradlinig interpoliert werden. Wird das Spalten des Holzes durch eine Verstärkung rechtwinklig zur Faserrichtung verhindert, darf n ef = n gesetzt werden. DIN 1052; 12.3 (9) 12

13 5. Tragfähigkeit Herausziehen / Druck Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse (Herausziehen) Für die Bemessung der Tragfähigkeit auf Herausziehen werden die Bemessungswerte von drei möglichen Versagensfällen nach Abschnitt der jeweiligen SPAX -Zulassung ermittelt. Der kleinste der Werte wird maßgebend. Tragfähigkeit auf Herausziehen Minimum aus Bemessungswert Herausziehen des Gewindes R ax,d Bemessungswert der Zugtragfähigkeit (Stahl) R t,u,d Bemessungswert Kopfdurchziehen R ax,d Charakteristischer Wert R ax,k Herausziehen des Gewindes R ax,k = k ax f 1,k l ef d 1 f 1,k = k 2 für Vollholz, BSH, Brett- oder Balkenlagenholz und für SPAX mit d 1 6 mm in Deckflächen von Kerto f 1,k = k für SPAX mit d 1 = 8 mm in Deckflächen von Kerto f 1,k = k für SPAX mit d 1 > 8 mm in Deckflächen von Kerto [N] γ M = 1,3 Z ; Gl. 2 Z ; Gl. 2 Z ; Gl. 2 Für in Schmal- oder Stirnflächen von Kerto eingedrehte Schrauben f 1,k um 20% abmindern. Charakteristischer Wert R t,u,k der Zugtragfähigkeit (Stahl) Der charakteristische Wert der Zugfähigkeit R t,u,k ist der jeweiligen SPAX -Zulassung zu entnehmen. Charakteristischer Wert R ax,k Kopfdurchziehen 1) 2) 3) 4) 5) Vergleich Kopfdurchziehen mit Herausziehen des Gewindes im Holzteil unter dem Schraubenkopf R ax,k = max f 2,k d k 2 [N] [N] γ M = 1,25 γ M = 1,3 Z ; Tab. 1 Z ; Tab. 1 Z ; Tab. 1 Z ; Gl. 9 Z ; Gl. 7 Z ; Gl. 7 k ax f 1,k l ef,k d 1 f 2,k = k für Senkkopf- und Linsensenkkopfschrauben f 2,k = k für Rückwand-, Tellerkopf- und Halbrundkopfschrauben k k für Holz-Holz-Verbindungen max. 500kg/m 3 annehmen für Holzwerkstoff-Holz-Verbindungen max. 380 kg/m 3 annehmen d k = 0 für Zylinderkopf- und Sechskantschrauben ohne Flansch 1) Kopfdurchziehen ist bei Stahlblech-Holz-Verbindungen nicht maßgebend 2) f 2,k = 8 N/mm 2 beim Anschluss von Holzbauteilen mit Dicken 12 mm t 20 mm 3) R ax,k 400 N beim Anschluss von Platten aus HWS mit Dicken t < 12 mm (! Mindestdicken für Holzwerkstoffe einhalten!) 4) Unterlegscheibendurchmesser > 35 mm dürfen nicht in Rechnung gestellt werden 5) Für d 1 = 12 mm und Verwendung von HWS nur bei Verwendung von Unterlegscheiben -235, -449, , -449, , -449,

14 5. Tragfähigkeit Herausziehen / Druck Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse (Druck) Für die Bemessung der Tragfähigkeit auf Druck werden die Bemessungswerte von zwei möglichen Versagensfällen ermittelt. Der kleinste Wert wird maßgebend. Z ; Tragfähigkeit auf Druck R c,a,d = min R ax,d Bemessungswert des Ausziehwiderstandes des Gewindes R ki,d Bemessungswert der Tragfähigkeit gegen Ausknicken (Tab. 7.17) Z ; Gl. 2 Z ; Gl. 10 Z ; Tab. 4 Verstärkung von querdruckbeanspruchten Holzbauteilen Für die Bemessung der Tragfähigkeit für eine Druckfläche mit unter einem Winkel von 45 a 90 eingedrehten SPAX Vollgewindeschrauben werden die Bemessungswerte von zwei möglichen Versagensfällen ermittelt. R 90,d = min k c,90 B l ef,1 f c,90,d + n min {R ax,d ; R ki,d } B l ef,2 f c,90,d Z ; Gl. 11 Weitere Informationen und ein Berechnungsbeispiel finden Sie in den SPAX Holzbau-Reporten Nr. 3A und 3B Nachweis der Tragfähigkeit bei Beanspruchung rechtwinklig zur Schraubenachse Abscheren Es muss folgender Anforderung entsprochen werden: F d R d 1 Nachweis der Tragfähigkeit bei Beanspruchung in Richtung der Schraubenachse Herausziehen Es muss folgender Anforderung entsprochen werden: F ax,d R ax,d 1 Nachweis der Tragfähigkeit bei kombinierter Beanspruchung rechtwinklig zu und in Richtung der Schraubenachse Abscheren und Herausziehen Es muss folgender Anforderung entsprochen werden: 2 2 F F ( d ) + ( ax,d ) 1 R d R ax,d Z ; Gl. (12) Z ; Gl. (10) Z ; Gl. (12) 14

15 6. Bestimmungen für die Ausführung Bestimmungen für die Ausführung Die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen für SPAX regeln neben der Bemessung auch die sachgemäße Ausführung tragender Holzverbindungen. Wie für die Bemessung, so gilt auch für die Ausführung DIN 1052, soweit in den jeweiligen allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen nichts anderes bestimmt ist. Für allgemein bauaufsichtlich zugelassene Holzbauteile sind gegebenenfalls die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen zu beachten. Die Vorgaben zur Ausführung tragender Holzverbindungen sollen das vorzeitige Aufspalten der Verbindung, beziehungsweise der betreffenden Holzbauteile, noch vor dem Erreichen der statisch bemessenen Tragfähigkeit für den bemessenen Zustand verhindern. Somit sind zum Beispiel die nachfolgend genannten Mindestholzdicken t min nicht mit der Mindestholzdicke t req zu verwechseln. Die Mindestholzdicke t req ist eine Voraussetzung dafür, dass sich das für den vereinfachten Nachweis bei Beanspruchung rechtwinklig zur Schraubenachse, Abscheren, vorausgesetzte Fließgelenk in der Schraube ausbilden kann. Allgemein Einschraubtiefen l ef < 4 d 1 dürfen nicht in Rechnung gestellt werden. Das Schraubengewinde darf auch im aufgeschraubten Holzteil sein. Senkkopfschrauben dürfen mit Unterlegscheiben verwendet werden. Sofern unter einem Winkel 45 a 90 zur Faser gedrückte Holzbauteile mit SPAX Vollgewindeschrauben verstärkt werden, muss gewährleistet sein, dass die Druckkraft gleichmäßig auf alle Verstärkungsschrauben verteilt ist und dass die sich aus den Schraubenköpfen ergebende Pressung vom Auflagermaterial aufgenommen werden kann. (Schrauben gleicher Länge wählen, ausreichend dicke Stahlplatte unterlegen) Vollholz muss bei Hirnholzanschlüssen mindestens kerngetrennt eingeschnitten sein und darf bei der Herstellung der Verbindungen eine Holzfeuchte von höchstens 18 % haben. u gl 18 % Querschnittsschwächungen sind rechnerisch zu berücksichtigen. Für SPAX ist bei vorgebohrten Hölzern der Bohrlochdurchmesser und bei nicht vorgebohrten Hölzern der Nenndurchmesser (Gewindeaußendurchmesser d 1 ) zu verwenden. Ausgenommen sind Querschnittsschwächungen, verursacht durch SPAX mit Gewindeaußendurchmesser d 1 8 mm, wenn sie ohne Vorbohren eingedreht sind. Bei Douglasie sind die Mindestabstände in Faserrichtung um 50% zu erhöhen. SPAX Zulassung; 3.1 SPAX Zulassung; 4.3 Z ; 4.3 Z ; 4.3 Z ; Z ; 4.5 Z ; 4.5 DIN 1052; (2) Z ; Z ; Z ;

16 6. Bestimmungen für die Ausführung Vorbohren Für SPAX Verbindungen dürfen Holzbauteile vorgebohrt werden. SPAX Zulassung; 4.3 Bei Vorbohren des Holzbauteils für SPAX kann das Vorzugsmaß des Bohrerdurchmessers gemäß nachfolgender Tabelle gewählt werden. Tabelle 6.1 Vorzugsmaße für den Bohrerdurchmesser für vorgebohrte Hölzer in Abhängigkeit des SPAX Nenndurchmessers A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Nadelholz 2,5 3,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 4 Hartholz 3,0 3,0 3,5 4,0 6,0 7,0 8,0 Weitere Informationen zum Thema finden Sie in SPAX Holzbau-Report Nr. 6. Die Schraubenlöcher in Stahlteilen mit geeignetem Durchmesser vorbohren. SPAX Zulassung; 4.3 Die Schraubenlöcher in zementgebundenen Spanplatten mit 0,7 d 1 vorbohren. SPAX mit Senkkopf in Stahl und zementgebundenen Spanplatten mit geeignetem Werkzeug vorsenken. SPAX Zulassung; 4.3 SPAX Zulassung; 4.3 Mindestholzdicke t min wegen der Spaltgefahr des Holzes Wegen der Spaltgefahr des Holzes muss bei Nagelverbindungen und Schraubverbindungen ohne Vorbohrung eine Mindestholzdicke t min von Bauteilen aus Vollholz eingehalten werden. DIN 1052; (13) Entsprechen die Mindestabstände den Vorgaben aus DIN 1052; Tab. 10 müssen die Mindestholzdicken wie folgt betragen: Vollholz aus Nadelholz und Laubholz t min = 14 d 1 Vollholz aus Kiefer t min = 7 d 1 Weil SPAX mit 4CUT-Spitze oder CUT-Spitze die Spaltgefahr des Holzes deutlich verringern, dürfen reduzierte Mindestholzdicken eingehalten werden. Für Vorgaben siehe Tab Für vorgebohrte Verbindungen entfällt die Forderung einer Mindestholzdicke. Z ; Z ; Z ;

17 6. Bestimmungen für die Ausführung Bezeichnung der Mindestabstände Tabelle 6.2 Bezeichnung der Mindestabstände gemäß allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung für SPAX und nach DIN 1052 A B C 1 DIN 1052 DIN 1052; Bild 41 SPAX Zulassung 2 α' a 4,t a 4,c a 2 a 2 a 1 a 1 α' a 2,t a 2,c a 2 a 2 a 1 a 1 a 1,c a 1,t a 3,c a 3,t 3 4 parallel zur Faserrichtung untereinander rechtwinklig Faserrichtung untereinander a 1 a 1 a 2 a 2 5 beanspruchtes Hirnholzende a 1,t a 3,t 6 unbeanspruchtes Hirnholzende a 1,c a 3,c 7 beanspruchter Rand a 2,t a 4,t 8 unbeanspruchter Rand a 2,c a 4,c Die von SPAX verwandten Bezeichnungen werden entsprechend im Eurocode 5 geführt. Daher wird die Bezeichnung der jeweiligen Abstände im gesamten Dokument gemäß den SPAX Zulassungen vorgenommen. 17

18 Tabelle 6.3 Mindestabstände für Abscheren sowie kombinierte Beanspruchung für Holz-Holz-Verbindung nach DIN 1052 und SPAX Zulassung 4.6 A B C D E F G H I 1 Abscheren oder Herausziehen oder kombinierte Beanspruchung Herausziehen 2 Abstände gemäß DIN 1052; Tab. 10 A min 40 d SPAX d 1 6 mm SPAX d 1 8 mm SPAX d 1 12 mm 4 2 A min < 40 d 4CUT-Spitze CUT-Spitze 4CUT-Spitze oder CUT-Spitze 4CUT-Spitze oder CUT-Spitze 1 Für SPAX d 1 6 mm: siehe diese Tabelle F4-F5 oder G4-G5, für SPAX d 1 8 mm: siehe diese Tabelle H4-H5 Ohne Forderung der Mindestholzdicke, weil vorgebohrt. t min = max 6 d 1 20 mm t min = max 5 d 1 20 mm t min = 7 d 1 t min = 12 d 1 für Kerto -Q und Kerto -S: t min = 6 d 1 3) 6 nicht vorgebohrt 7 ρ k 420 kg/m kg/m 3 < ρ k < 500 kg/m 3 vorgebohrt nicht vorgebohrt nicht vorgebohrt nicht vorgebohrt nicht vorgebohrt 8 9 parallel zur a 1 Faserrichtung d 1 < 5 mm: (5 + 5 cos α') d 1 (7 + 8 cos α') d 1 (3 + 2 cos α') d 1 5 d 1 5 d 1 d 1 5 mm: (5 + 7 cos α') d 1 rechtwinklig zur 10 a 2 Faserrichtung beanspruchtes a 3,t Hirnholzende 5 d 1 bzw. 5 d 1 7 d 1 3 d 1 3 d 1 2 2,5 d (wenn a 1 a 2 = 25 d 1 ) d 1 < 5 mm: (7 + 5 cos α') d 1 ( cos α') d 1 (7 + 5 cos α') d 1 12 d 1 d 1 5 mm: ( cos α') d 1 13 d 1 < 5 mm: 7 d 1 a unbeanspruchtes 14 3,c Hirnholzende d 5 mm: 10 d 15 d 1 7 d 1 12 d 1 5 d beanspruchter a 4,t Rand d 1 < 5 mm: (5 + 2 sin α') d 1 d 1 < 5 mm: (7 + 2 sin α') d 1 (3 + 4 sin α') d 1 (3 + 4 sin α ) d 1 d 1 5 mm: (5 + 7 sin α') d 1 d 1 5 mm: (7 + 5 sin α') d 1 4) 4) unbeanspruchter 17 a 4,c Rand 5 d 1 1) 7 d 1 1) 3 d 1 3 d 1 3 d 1 α' = Winkel zwischen Kraft- und Holzfaserrichtung A min = Mindestholzquerschnittsfläche der zu verbindenden Holzbauteile Bei Brettschichtholz darf für die Bestimmung der Mindestabstände eine Rohdichte ρ k 420 kg/m 3 zugrunde gelegt werden (DIN 1052; (10)) Bei Douglasie sind die Mindestabstände in Faserrichtung um 50% zu erhöhen. 1) Für SPAX gilt: wenn a 1 und a 3,t und a 3,c 25 d 1 eingehalten werden, dann darf a 4,c = 3 d 1 angenommen werden 3) Für Kerto -Q und Kerto -S wird keine spezielle Spitzenform gefordert 4) Für planmäßig ausschließlich auf Herausziehen beanspruchte SPAX sind alle Ränder als unbeansprucht anzusehen 18

19 6. Bestimmungen für die Ausführung Mindestabstände für in Achsrichtung beanspruchte SPAX Für gekreuzt angeordnete Schrauben darf der Achsabstand a 2 wie folgt angenommen werden: a 2 = max 1,5 d 1 ( k ) d 1 2,5 1- mit 0 k Gl. (12) k = Kreuzungswinkel der Schrauben Zwischen parallel angeordneten Schrauben benachbarter Schraubenkreuze sind die Mindestabstände a 1 und a 2 einzuhalten. Diagramm 6.1 Mindestabstand a 2 in Abhängigkeit von α k, dem Kreuzungswinkel der Schrauben 2,5 2,5 Z ; Z ; Z ; Mindestabstand a 2 2,0 2,3 2,1 1,9 1,7 1,5 1,5 1, k Kreuzweise Anordnung (beispielhaft für 1 Schraubenpaar) Draufsicht Ansicht a 3,c a 3,c a 4,c a 2 a 4,c S S Bauteilbreite k F F S S a 4,c a 4,c Holzdicke 12 d 1 a 3,c a 3,c 19

20 6. Bestimmungen für die Ausführung Mindestabstände für in Achsrichtung beanspruchte SPAX Einsinnige Anordnung (beispielhaft für 3 Schraubenpaare) Draufsicht Ansicht a 4,c a 2 a 4,c a 2 S S Bauteilbreite a 1 a 1 F F F a 3,c S S S a 4,c a 4,c Holzdicke 12 d 1 20

21 7. Abscheren Holz - Holz Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.1 Mindestholzdicke t 1,req bzw. Mindesteinschraubtiefe t 2,req für nicht vorgebohrte Holz-Holz- Verbindungen [mm] gültig für SPAX mit Nenndurchmesser 8 mm aus Kohlenstoffstahl A B C D E F G H I J K L DIN 1052; Gl char. Holzrohdichte ρ k [kg/m³] 2 Festigkeitsklasse ρ k [kg/m³] C ,2 49,4 47,0 45,6 44,9 44,2 43,6 42,4 40,7 4 C24 GL24c ,8 50,1 47,6 46,2 45,5 44,8 44,2 43,0 41,3 5 C30 GL24h, GL28c ,3 50,5 48,0 46,6 45,9 45,2 44,6 43,4 41,7 6 C ,5 50,7 48,3 46,8 46,1 45,5 44,8 43,6 41,9 7 GL28h, GL32c ,7 50,9 48,4 46,9 46,3 45,6 44,9 43,7 42,0 8 C ,8 51,0 48,5 47,1 46,4 45,7 45,1 43,8 42,1 9 GL32h, GL36c ,9 51,1 48,6 47,2 46,5 45,8 45,2 43,9 42,3 10 GL36h ,1 51,3 48,9 47,4 46,7 46,0 45,4 44,1 42,5 11 Kerto ,4 51,6 49,2 47,7 47,0 46,3 45,7 44,4 42,7 t 1,req : Dem Rohdichtewert des Seitenholz 1 entsprechende Spalte finden. In dieser Spalte den Wert aus der dem Rohdichtewert des Seitenholz 2 entsprechenden Zeile ablesen. t 2,req : Dem Rohdichtewert des Seitenholz 1 entsprechende Zeile finden. In dieser Zeile den Wert aus der dem Rohdichtewert des Seitenholz 2 entsprechenden Spalte ablesen. Beispiel: Seitenholz 1 = C24 zugehörige Mindestholzdicke t 1,req = 50,9 mm [T 7.1 E7] Seitenholz 2 = GL32c zugehörige Mindestholzdicke t 2,req = 45,5 mm [T 7.1 H4] Tabelle 7.1 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Nenndurchmesser oder Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Kohlenstoffstahl 0,477 0,526 0,583 0,695 1,000 1,133 1,344 4 Edelstahl 0,423 0,474 0,521 0,621 0, vorgebohrt 0,829 0,817 0,806 0,788 0,763 0,746 0,734 Sind die Holzdicken t 1 oder t 2 geringer als die Mindestdicken t 1,req bzw. t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t 1 /t 1,req und t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (2) 21

22 7. Abscheren Holz - Holz Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.2 Mindestholzdicke t 1,req bzw. Mindesteinschraubtiefe t 2,req für Holz-Holz-Verbindungen nicht vorgebohrter Anschlüsse mit Hölzern gleicher Rohdichte β = 1, es gilt t 1,req = t 2,req [mm] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Festigkeitsklasse ρ k [kg/m³] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 C C24 GL24c C30 GL24h, GL28c C GL28h, GL32c C GL32h, GL36c GL36h Kerto Tabelle 7.2 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,893 0, vorgebohrt 0,829 0,817 0,806 0,788 0,763 0,746 0,734 Sind die Holzdicken t 1 oder t 2 geringer als die Mindestdicken t 1,req bzw. t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t 1 /t 1,req und t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (2) 22

23 7. Abscheren Holz - Holz Tragfähigkeit Tabelle 7.3 Charakteristische Werte R k der Tragfähigkeit einschnittiger Holz-Holz-Verbindungen je Scherfläche [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Festigkeitsklasse ρ k [kg/m³] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 C C24 GL24c C30 GL24h, GL28c C GL28h, GL32c C GL32h, GL36c GL36h Kerto Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,1 Tabelle 7.3 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,834 0, vorgebohrt 1,206 1,225 1,241 1,268 1,310 1,340 1,362 Der charakteristische Wert der Lochleibungsfestigkeit f h,k darf entsprechend dem höheren Wert der Rohdichte der miteinander verbundenen Bauteile gewählt werden. R k - bei einschnittigen Verbindungen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k erhöht werden. R k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; (4) DIN 1052; 12.6 (8) 23

24 7. Abscheren Sperrholz - Holz Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.4 Mindestholzdicken t req für außen liegende Holzwerkstoffplatten [mm] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl A B C D E F G H DIN 1052; Tabelle 11 2 Holzwerkstoff 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Sperrholz mit ρ k 400 kg/m³ Sperrholz mit ρ k 600 kg/m³ Sind die Holzdicken t 1 oder t 2 geringer als die Mindestdicken t 1,req bzw. t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t 1 /t 1,req und t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (2) Tragfähigkeit Tabelle 7.5 Charakteristische Werte R k der Tragfähigkeit einschnittiger Sperrholz-Holz- Verbindungen je Scherfläche in Abhängigkeit von der charakteristischen Sperrholzrohdichte ρ k [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Festigkeitsklasse ρ k [kg/m³] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Sperrhölzer mit einer charakteristischen Rohdichte von mindestens ρ k 400 kg/m³ 4 Für Anschlüsse an Hölzer mit ρ k < 400 kg/m³ können die Werte nach Zeile 5 angenommen werden 5 C GL28h, GL32c C GL32h, GL36c GL36h Kerto Sperrhölzer mit einer charakteristischen Rohdichte von mindestens ρ k 600 kg/m³ 12 Hölzer aller Festigkeitsklassen Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,1 Tabelle 7.5 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,834 0, vorgebohrt 1,206 1,225 1,241 1,268 1,310 1,340 1,362 Der charakteristische Wert der Lochleibungsfestigkeit f h,k darf entsprechend dem höheren Wert der Rohdichte der miteinander verbundenen Bauteile gewählt werden. R k bei einschnittigen Verbindungen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k erhöht werden. R k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; (4) DIN 1052; 12.6 (8) 24

25 7. Abscheren OSB bzw. Spanplatte - Holz, nicht vorgebohrt Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.6 Mindestholzdicken t req für außen liegende Holzwerkstoffplatten [mm] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl A B C D E F G H DIN 1052; Tabelle 11 2 Holzwerkstoff 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 OSB-Platten (OSB/2, OSB/3, OSB/4) Kunstharzgebundene Spanplatten Sind die Holzdicken t 1 oder t 2 geringer als die Mindestdicken t 1,req bzw. t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t 1 /t 1,req und t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (2) Tragfähigkeit Tabelle 7.7 Charakteristische Werte R k der Tragfähigkeit einschnittiger OSB-Holz- und Spanplatten-Holz-Verbindungen je Scherfläche, in Abhängigkeit von der Plattendicke t [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Plattendicke t [mm] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,1 Tabelle 7.7 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,834 0, R k bei einschnittigen Verbindungen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k erhöht werden. R k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; 12.6 (8) 25

26 7. Abscheren OSB bzw. Spanplatte - Holz, vorgebohrt Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.8 Mindestholzdicken t req für außen liegende Holzwerkstoffplatten [mm] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl A B C D E F G H DIN 1052; Tabelle 11 2 Holzwerkstoff 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 OSB-Platten (OSB/2, OSB/3, OSB/4) Kunstharzgebundene Spanplatten Sind die Holzdicken t 1 oder t 2 geringer als die Mindestdicken t 1,req bzw. t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t 1 /t 1,req und t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (2) Tragfähigkeit Tabelle 7.9 Charakteristische Werte R k der Tragfähigkeit einschnittiger OSB-Holz- und Spanplatten-Holz-Verbindungen je Scherfläche, in Abhängigkeit von der Plattendicke t S [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Plattendicke t [mm] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY OSB FPY Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,1 Tabelle 7.9 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,834 0, R k bei einschnittigen Verbindungen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k erhöht werden. R k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; 12.6 (8) 26

27 7. Abscheren Faserplatte - Holz Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.10 Mindestholzdicken t req für außen liegende Holzwerkstoffplatten [mm] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl A B C D E F G H DIN 1052; Tabelle 11 2 Holzwerkstoff 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Faserplatten Sind die Holzdicken t 1 oder t 2 geringer als die Mindestdicken t 1,req bzw. t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem kleineren der Verhältniswerte t 1 /t 1,req und t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (2) Tragfähigkeit Tabelle 7.11 Charakteristische Werte R k der Tragfähigkeit einschnittiger Faserplatte-Holz- Verbindungen je Scherfläche, in Abhängigkeit von der Plattendicke t [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt und vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Plattendicke t [mm] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12, HB.HLA2 / MBH.LA Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,1 Tabelle 7.11 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,834 0, R k bei einschnittigen Verbindungen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k erhöht werden. R k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; 12.6 (8) 27

28 7. Abscheren Stahlblech - Holz Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe Tabelle 7.12 Mindestholzdicke t 1,req bzw. Mindesteinschraubtiefe t 2,req für Verbindungen mit außenliegenen Stahlblechen für SPAX mit Nenndurchmesser 8 mm [mm] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt A B C D E F G H I J 1 char. Holzrohdichte ρ k [kg/m³] Stahlblech, außenliegend, dünn (t S 0,5 d 1 ) 4 Holz t 2,req [mm] 53,2 50,1 48,0 46,8 46,3 45,7 45,2 44,1 42,7 5 Stahlblech, dick ( t S d 1 ) 6 Holz t 2,req [mm] 62,3 58,6 56,3 54,9 54,2 53,5 52,9 51,7 50,1 DIN 1052; Gl. 201 DIN 1052; Gl. 198 Tabelle 7.12 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Nenndurchmesser oder Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Kohlenstoffstahl 0,477 0,526 0,583 0,695 1,000 1,133 1,344 4 Edelstahl 0,423 0,474 0,521 0,580 0, vorgebohrt 0,829 0,817 0,806 0,788 0,763 0,746 0,734 Für Stahlblechdicken 0,5 d 1 < t S < d 1 darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k geradlinig interpoliert werden. Vereinfachend darf für diesen Fall die Mindestholzdicke t req geradlinig interpoliert werden. Stahlbleche sind als dünn anzusehen, wenn die Stahlblechdicke t S nicht größer als die Hälfte des Schraubendurchmessers d 1 ist. Stahlblech = dünn, wenn t S 0,5 d 1 Stahlbleche sind als dick anzusehen, wenn die Stahlblechdicke t S mindestens gleich dem Schraubendurchmesser d 1 ist. Stahlblech = dick, wenn t S d 1 Ist die Holzdicke t 2 geringer als die Mindestdicke t 2,req, darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k ermittelt werden, indem der Wert R k mit dem Verhältniswert t 2 /t 2,req multipliziert wird. DIN 1052; (6) DIN 1052; (3) DIN 1052; (2) DIN 1052; (2) 28

29 7. Abscheren Stahlblech - Holz Tragfähigkeit Tabelle 7.13 Charakteristische Werte R k der Tragfähigkeit einschnittiger Stahlblech-Holz- Verbindungen je Scherfläche, in Abhängigkeit von der relativen Stahlblechdicke t S [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl, nicht vorgebohrt A B C D E F G H I J DIN 1052; Gl Festigkeitsklasse ρ k [kg/m³] 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Stahlblech, außenliegend, dünn (t S 0,5 d 1 ) 4 C C24 GL24c C30 GL24h, GL28c C GL28h, GL32c C GL32h, GL36c GL36h Kerto Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,1 Tabelle 7.13 a Korrekturfaktoren für SPAX weiterer Materialien A B C D E F G H 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Stahlblech, dick (t S d 1 ) 1,414 4 Edelstahl 0,886 0,900 0,892 0,834 0, vorgebohrt 1,206 1,225 1,241 1,268 1,310 1,340 1,362 R k bei einschnittigen Verbindungen darf der charakteristische Wert der Tragfähigkeit R k um einen Anteil R k erhöht werden. R k = min {R k ; 0,25 R ax,k } DIN 1052; Gl. 197 DIN 1052; 12.6 (8) 29

30 7. Herausziehen Charakteristischer Wert R ax,k Herausziehen des Gewindes Tabelle 7.14 Charakteristische Werte R ax,k der Tragfähigkeit mit α = 90 Einschraubwinkel zwischen Schraubenachse und Holzfaserrichtung [N je mm effektiver Gewindelänge l ef ] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl A B C D E F G H I J K Z ; Gl. 2 Z ; Gl. 2 Z ; Gl. 2 2 Festigkeitsklasse ρ k [kg/m³] f 1,k 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 C ,688 30,8 34,6 38,4 46,1 61,5 76,9 92,3 4 C24 GL24c 350 9,8 39,2 44,1 49,0 58,8 78,4 98,0 117,6 5 C30 GL24h, GL28c ,552 46,2 52,0 57,8 69,3 92,4 115,5 138,6 6 C ,8 51,2 57,6 64,0 76,8 102,4 128,0 153,6 7 GL28h, GL32c ,448 53,8 60,5 67,2 80,7 107,6 134,5 161,4 8 C ,112 56,4 63,5 70,6 84,7 112,9 141,1 169,3 9 GL32h, GL36c ,792 59,2 66,6 74,0 88,8 118,3 147,9 177,5 10 GL36h ,2 64,8 72,9 81,0 97,2 129,6 162,0 194,4 11 Kerto ,7 82,9 92,2 110,6 129,0 138,2 165,9 Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,3 Diagramm 7.1 Faktor k ax für die Umrechnung in Abhängigkeit vom Einschraubwinkel α für d 1 8,0 mm und α = 90 k ax = 1,25 * 1,1 1,0 0,9 0,922 für 45 α < 90 k ax = 1,0 0,8 0,844 0,7 0,767 0,689 0,6 0,611 für Kerto nur 30 α 90 0,533 0, Beispiel für: d 1 = 6,0 mm, C24, l ef = 65 mm α = 40 : R ax,k = 58,8 N/mm 65 mm 0,922 = N Beispiel für: d 1 = 6,0 mm, C24, l ef = 65 mm α = 90 : R ax,k = 58,8 N/mm 65 mm 1,25 = N Faktor k ax * 1,25-fache Erhöhung nicht auf Kerto anwendbar! α - Winkel zwischen Schraubenachse und Holzfaserrichtung Z ; Gl. 3-5 Z ; Gl. 3 Z ; Gl. 3 Charakteristischer Wert R t,u,k der Zugtragfähigkeit (Stahl) Tabelle 7.15 Charakteristische Werte und Bemessungswerte der Zugtragfähigkeit (Stahl) [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl A B C D E F G H I 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 R t,u,k Kohlenstoffstahl 4 R t,u,d R t,u,k Edelstahl 6 R t,u,d Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,25 Die maximal mögliche Beanspruchung einer SPAX in Richtung der Schraubenachse (Herausziehen) wird durch den Bemessungswert der Zugtragfähigkeit R t,u,d begrenzt. Z ; Tab. 1 Z ; Tab. 1 Z ; Tab. 1 30

31 7. Herausziehen Charakteristischer Wert R ax,k Kopfdurchziehen Tabelle 7.16 Charakteristische Werte R ax,k der Tragfähigkeit [N] gültig für SPAX aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl. A B C D E F G H I J 2 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 3 Teilgew. Vollgew. 4 Kopf-Ø d K [mm] Senkkopf 5 8,0 8,8 9,7 11,6 15,1 18,6 22,6 18,6 6 Holz ρ k = 350 kg/m³ Kerto ρ k = 480 kg/m³ für Bauteile aus Holz bzw. Holzwerkstoffen mit Dicken t 20 mm gilt: 9 12 mm t 20 mm t < 12 mm Kopf-Ø d K [mm] Tellerkopf 12 9,6 10,6 11,6 13,6 20,0 25,0 13 Holz ρ k = 350 kg/m³ Kerto ρ k = 480 kg/m³ für Bauteile aus Holz bzw. Holzwerkstoffen mit Dicken t 20 mm gilt: mm t 20 mm t < 12 mm U-Scheibe-Ø d [mm] 19 U-Scheibe 1) ) 20 Holz ρ k = 350 kg/m³ Kerto ρ k = 480 kg/m³ für Bauteile aus Holz bzw. Holzwerkstoffen mit Dicken t 20 mm gilt: mm t 20 mm t < 12 mm 400 Teilsicherheitsbeiwert γ M = 1,3 Z ; Gl. 9 Z ; Gl. 7 Z ; Gl. 7 Tabelle 7.16 a Korrekturfaktoren für rohdichteabhängiges Kopfdurchziehen bei Holz-Holz-Verbindungen gemäß Tabelle 7.16 A B C D E F G H I J 1 char. Holzrohdichte ρ k [kg/m³] Holz 0,784 1,000 1,179 1,306 1,372 1,440 1,509 1,653 1,881 Für HWS-Holz-Verbindungen: Holzwerkstoffplatten höchstens ρ k mit 380 kg/m 3 annehmen. Kopfdurchziehen ist bei Stahlblech-Holz-Verbindungen nicht maßgebend. 1) Unterlegscheiben gemäß den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen Z und Z ) Gemäß den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen Z und Z werden d = 35 mm in Rechnung gestellt. 31

32 7. Druck Bemessungswert R ki,d Tabelle 7.17 Bemessungswert der Tragfähigkeit gegen Ausknicken R ki,d [N] A B C D E F Z ; Tab. 4 1 Charakteristische Rohdichte k [kg/m 3 ] Einschraubwinkel a Gewindeaußendurchmesser d 1 [mm] [ ] 3 [N]

33 8. Sortimentschnellübersicht Die nachfolgenden Tabellen stellen einen Teil des Liefersortimentes dar. Weitere Abmessungen oder Ausführungen auf Anfrage. Maße und Bezeichnungen Ls LgS Ls Ls Ls 90 Ø dk Ø d1 Ø dk Ø dk Ø dk LgT Senkkopf Tellerkopf Halbrundkopf Zylinderkopf Tabelle 8.1 Vollgewinde A B C D E 1 Vollgewinde 2 Kohlenstoffstahl 3 Z d 1 6,0 8,0 10,0 12,0 5 Kopfform Zylinderkopf Senkkopf 6 d k 8,4 15,1 18,6 18,6 7 Spitze 4CUT-Spitze CUT-Spitze CUT-Spitze CUT-Spitze 8 Abstufung der Länge Ls Ls 9 20 mm Stufung mm Stufung Tabelle 8.2 Halbrundkopf A B C D E F G 1 Kohlenstoffstahl Edelstahl 2 Halbrundkopf Halbrundkopf 3 abz Z Z d 1 4,0 4,5 5,0 6,0 4,0 5,0 5 d k 8,0 9,0 9,9 11,9 8,0 9,9 6 Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 7 Ls lgs lgs lgs lgs lgs lgs lgs = Standardgewindelänge (entspricht bei kurzen Schrauben eher Vollgewinde, bei langen Schrauben eher Teilgewinde) Für SPAX mit Gewindegröße d 1 < 4,0 mm siehe Z

34 8. Sortimentschnellübersicht Tabelle 8.3 Senkkopf Kohlenstoffstahl A B C D E F G H I J K L 1 Kohlenstoffstahl 2 Senkkopf 3 abz Z Z d 1 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 5 d k 8,0 8,8 9,7 11,6 15,1 18,6 22,6 6 Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 7 Ls lgs lgt lgs lgt lgs lgt lgs lgt lgt lgt lgt lgs = Standardgewindelänge (entspricht bei kurzen Schrauben eher Vollgewinde, bei langen Schrauben eher Teilgewinde) lgt = Teilgewinde Für SPAX mit Gewindegröße d 1 < 4,0 mm siehe Z

35 8. Sortimentschnellübersicht Tabelle 8.4 Senkkopf Edelstahl A B C D E F G H I 1 Edelstahl 2 Senkkopf 3 abz Z d 1 4,0 4,5 5,0 6,0 5 d k 8,0 8,8 9,7 11,6 6 Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 7 Ls lgs lgt lgs lgt lgs lgt lgs lgt lgs = Standardgewindelänge lgt = Teilgewinde 35

36 8. Sortimentschnellübersicht Tellerkopf Tabelle 8.5 Tellerkopf A B C D E G H I 1 Kohlenstoffstahl Edelstahl 2 Rückwandkopf bzw. Tellerkopf Tellerkopf 3 abz Z Z Z d 1 4,0 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0 8,0 5 d k 9,6 10,6 11,6 13,6 20,0 25,0 20,0 6 Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 4CUT-Spitze 7 Ls lgs lgs lgs lgs lgs lgs lgs lgs = Standardgewindelänge (entspricht bei kurzen Schrauben eher Vollgewinde, bei langen Schrauben eher Teilgewinde) Für SPAX mit Gewindegröße d 1 < 4,0 mm siehe Z

37 9. Beispiele Holz-Holz 1 Kehlbalken an Pfette mit Vollgewindeschraube Weitere Informationen zum Thema finden Sie im SPAX Holzbau-Report Nr.2 Schnitt - Pfette Schnitt - Kehlbalken Aufsicht a 4,t a 2 a 4,t 180 x 280 GL28c 80 x 160 C24 R α R ax R R ax lef,k lef α a h a 4,c a 4,c a 4,t a 2 a 4,t bzw. a 1 60 a 1 40 a 4,c 40 a 4,c α = 90 [mm] NKL = 1, KLED = mittel -> k mod = 0,8 (Tab ; B6) Gewählt: SPAX Senkkopf 8,0x400 Vollgewinde mit CUT-Spitze, gemäß Zulassung Z ohne Vorbohren Beanspruchung auf Abscheren und Herausziehen (kombiniert) Mindestholzabmessung wegen Spaltgefahr des Holzes (Tab. 6.3; H) Für SPAX mit d 1 = 8,0 mm Mindestquerschnittsfläche A min = 40 d 1 ² = 40 8,0 mm² = m² Kehlbalken: Querschnittsfläche A = 80 mm 160 mm = mm² > mm² -> erfüllt Pfette: Querschnittsfläche A = 180 mm 280 mm = mm² > mm² -> erfüllt Mindestholzdicke t min = 7 d 1 = 7 8,0 mm = 56 mm (Tab. 6.3; H5) Kehlbalken t vorh = 160 mm > 56 mm -> erfüllt Pfette t vorh = 280 mm > 56 mm -> erfüllt Mindestabstände für auf Abscheren oder kombiniert beanspruchte SPAX a 1 = 5 d 1 = 5 8,0 mm = 40 mm gewählt a 1 = 60 mm -> erfüllt a 2 = 3 d 1 = 3 8,0 mm = 24 mm gewählt a 2 = 60 mm -> erfüllt a 3,t und a 3,c = 12 d 1 = 12 8,0 mm = 96 mm vorhanden a 3,c > 96 mm -> erfüllt a 4,t = 7 d 1 = 7 8,0 mm = 56 mm gewählt a 4,t = 60 mm -> erfüllt a 4,c = 3 d 11 = 3 8,0 mm = 24 mm gewählt a 4,c = 40 mm -> erfüllt (Tab. 6.3; H) Z ; Z ; Tragfähigkeit Abscheren je Schraube 1. Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe t req zur Ausbildung eines Fließgelenkes t 1 = 160 mm > t 1,req = 50,5 mm -> erfüllt t 2 = 240 mm > t 2,req = 47,6 mm -> erfüllt -> Abminderung des charakteristischen Wertes der Tragfähigkeit R k nicht erforderlich! 2. Charakteristischer Wert der Tragfähigkeit R k R k = N γ M = 1,1 R d = 0, N = 1, N (Tab. 7.1; E5) (Tab. 7.1; F4) (Tab. 7.3; H5) 37

38 9. Beispiele Holz-Holz 1 Kehlbalken an Pfette mit Vollgewindeschraube 3. Mögliche Erhöhung um den Wert R k N (maßgebend) R k = min 0, N = N (siehe unten) R k = N N = γ M = 1,1 } N R d = 0, N = N (100 % Erhöhung) 1,1 4. Wirksame Anzahl n ef Für 2 Schrauben in Faserrichtung hintereinander, mit Abstand a 1 = 60mm/8mm = 7,5 d 1 ergibt sich folgende wirksame Anzahl n ef = 1,6+1,9/2 = 1,75. (Tab. 5.1; B5;C5) Tragfähigkeit Herausziehen je Schraube 1. Herausziehen des Gewindes l ef = 240 mm R ax,k = 1,25 78,4 N/mm 240 mm = N γ M = 1,3 R ax,d = 0, N = N 1,3 2. Zugtragfähigkeit (Stahl) R t,u,k = γ M = 1,25 R t,u,d = N = 1,25 3. Kopfdurchziehen R ax,k = max 3.1 Kopfdurchziehen R ax,k = γ M = 1,3 } N N 3.1 Kopfdurchziehen 3.2 kopfseitige Gewindetragfähigkeit N R ax,d = 0, N = N 1,3 3.2 kopfseitige Gewindetragfähigkeit l ef,k = 160 mm R ax,k = 1,25 78,4 N/mm 160 mm = N γ M = 1,3 R ax,d = 0, N = N (maßgebend) 1,3 (Diagr. 7.1 Tab. 7.14; H4) (Tab. 7.15; G3) (Tab. 7.15; G4) (Tab. 7.16; G6) (Diagr. 7.1 Tab. 7.14; H4) Bauteilnachweis Weil a/h > 0,7 (L ef = 240 mm > t 2 0,7 = 196 mm) ist, ist ein Nachweis für die dadurch verursachten Querzugspannungen in Holz 2 nicht erforderlich. Mindestabstände für ausschließlich auf Herausziehen beanspruchte SPAX (Tab. 6.3; I) Wären die SPAX ausschließlich auf Herausziehen beansprucht, könnten folgende Mindestabstände angenommen werden: a 1 = 5 d 1 = 5 8,0 mm = 40 mm gewählt a 1 = 60 mm -> erfüllt a 2 = 5 d 1 = 5 8,0 mm = 40 mm gewählt a 2 = 60 mm -> erfüllt a 3,c = 5 d 1 = 5 8,0 mm = 40 mm vorhanden a 3,c > 40 mm -> erfüllt a 4,c = 3 d 1 = 3 8,0 mm = 24 mm gewählt a 4,c = 40 mm -> erfüllt DIN 1052; (1) 38

39 9. Beispiele Holz-Holz 2 Traglatte auf Konterlatte Schnitt - Traglatte Schnitt - Konterlatte Ansicht 40 x 60 C24 30 x 50 C a 4,c a 4,t α α 7 30 lef,k lef a 4,c a 4,t a 4,c a 4,c 60 a 4,c a 4,c α = 90 [mm] NKL = 2, KLED = kurz -> k mod = 0,9 Gewählt: SPAX Senkkopf 4,5 x 60 Teilgewinde mit 4CUT-Spitze, Edelstahl A2 gemäß Zulassung Z ohne Vorbohren Kopfdurchmesser d k = 8,8 mm Teilgewindelänge lgt = 37 mm Beanspruchung auf Abscheren und Herausziehen (kombiniert) (Tab ; C7) (Tab. 8.4; E5) (Tab. 8.4; E15) Mindestholzabmessung wegen Spaltgefahr des Holzes (Tab. 6.3; F) Für SPAX 2 mit d 1 = 4,5 mm Mindestquerschnittsfläche A min = 40 d 1 = 40 4,5 mm 2 = 810 mm 2 (Tab. 6.3; F2) Traglatte: Querschnittsfläche A = 50 mm 30 mm = mm 2 > 810 mm 2 -> erfüllt Konterlatte: Querschnittsfläche A = 40 mm 60 mm = mm 2 > 810 mm 2 -> erfüllt Z ; Mindestholzdicke t min = 6 d 1 = 6 4,5 mm = 27 mm Traglatte t vorh = 30 mm > 27 mm -> erfüllt Konterlatte t vorh = 40 mm > 27 mm -> erfüllt Mindestabstände für auf Abscheren oder kombiniert beanspruchte SPAX a 4,t = 7 d1 = 7 4,5 mm = 31,5 mm gewählt a 4,t = 32 mm -> erfüllt a 4,c = 3 d1 = 3 4,5 mm = 13,5 mm gewählt a 4,c = 18 mm -> erfüllt (Tab. 6.3; F5) (Tab. 6.3; F) Z ; Tragfähigkeit Abscheren je Schraube 1. Mindestholzdicke bzw. Mindesteinschraubtiefe t req zur Ausbildung eines Fließgelenkes t 1 = 30 mm > t 1,req = 26 mm 0,9 = 23,4 mm -> erfüllt (Tab. 7.2; E4 Tab. 7.2a; C3) t 2 = 60 mm - 30 mm = 30 mm > t 2,req = 26 mm 0,9 = 23,4 mm -> erfüllt (Tab. 7.2; E4 Tab. 7.2a; C3) -> Abminderung des charakteristischen Wertes der Tragfähigkeit R k nicht erforderlich! 2. Charakteristischer Wert der Tragfähigkeit R k R k = 780 N 0,9 = 702 N γ M = 1,1 R d = 0,9 702 N = 574 N 1,1 (Tab. 7.3; E4 Tab. 7.3a; C3) 39

40 9. Beispiele Holz-Holz 2 Traglatte auf Konterlatte 3. Mögliche Erhöhung um den Wert R k 702 N R k = min 0, N = 190 N (maßgebend) (siehe unten) R k = 702 N N = γ M = 1,1 } 892 N R d = 0,9 892 N = 758 N (32 % Erhöhung) 1,1 Tragfähigkeit Herausziehen je Schraube 1. Herausziehen des Gewindes t 2 = 30 mm (maßgebend) l ef = min lgt = 37 mm R ax,k = 1,25 44,1 N/mm 30 mm = N γ M = 1,3 R ax,d = 0, N = N 1,3 } (Diagr. 7.1 Tab. 7.14; F4) 2. Zugtragfähigkeit (Stahl) R t,u,k = γ M = 1,25 R t,u,d = N = 1, N N (Tab. 7.15; D5) (Tab. 7.15; D6) 3. Kopfdurchziehen 3.1 Kopfdurchziehen R ax,k = max 3.2 kopfseitige Gewindetragfähigkeit } 3.1 Kopfdurchziehen R ax,k = γ M = 1,3 3.2 kopfseitige Gewindetragfähigkeit l ef,k = 37 mm - 30 mm = 7 mm R ax,k = 1,25 44,1 N/mm 7 mm = γ M = 1,3 R ax,d = 0,9 386 N = 1,3 759 N R ax,d = 0,9 759 N = 525 N (maßgebend) 1,3 386 N 267 N (Tab. 7.16; D6) (Diagr. 7.1 Tab. 7.14; F4) Anmerkungen zur Ausführung DIN 1052; (13) fordert wegen der Spaltgefahr des Holzes bei nicht vorgebohrten Nagelverbindungen ohne Vorbohrung von Bauteilen aus Vollholz, die nicht aus Kiefernholz sind, abhängig von Festigkeitsklasse und Verbindungsmitteldurchmesser, eine Mindestholzdicke von 14 d 1 oder mehr. Für Traglatten wird nach VOB DIN 18334: ; 3.8 ein Mindestquerschnitt von 30 mm x 50 mm der Festigkeitsklasse C24 gefordert. Aus der Mindestbauteilabmessung der Traglatte ergibt sich somit, dass eine tragende genagelte Verbindung mit einem Nagel der Abmessung 3,1 x 70 mm ohne Vorbohren nicht ausgeführt werden kann. Die Verbindung, wie vor nachgewiesen, jedoch mit einer SPAX 4,5 x 60 mm sehr wohl ohne Vorbohren ausgeführt werden kann. 40

41 9. Weitere Beispiele Weitere Beispiele und technische Informationen finden Sie in folgenden SPAX Holzbau-Reporten: Holzbau-Report Nr. 1 Holzachterbahn in Schweden, Spaltbewehrung mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 2 Dachgeschossausbau in einem Einfamilienwohnhaus, Anschluss eines Kehlbalkens an eine Mittelpfette mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 3A Querdruckverstärkung bei einem Binderauflager mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 3B Querdruckverstärkung bei einem Binderauflager mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 4A Ausklinkungsverstärkung bei einem Trägerauflager mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 5A Querzugsverstärkung mittels SPAX -Vollgewindeschrauben beim Anschluss von Haupt- und Nebenträgern mit Blechformteilen (Queranschlüsse) Holzbau-Report Nr. 6 SPAX korrekt vorbohren was beachtet werden sollte Holzbau-Report Nr. 7 Knaggenanschluss mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 8 Anschluss Pfette-Pfosten mit SPAX -Vollgewindeschrauben Holzbau-Report Nr. 9 Querzugverstärkung beim SIMPSON Strong-Tie Topverbinder EL bei ungünstigem a/h-verhältnis mit SPAX -Vollgewindeschrauben 41

42 SPAX International GmbH & Co. KG ALTENLOH, BRINCK & CO - GRUPPE KÖLNER STRASSE D ENNEPETAL GERMANY TEL + 49-(0) FAX + 49-(0) technik@spax.com