DE19814820A1 - Konstruktionselement zur Aufnahme von Druckkräften für ein Flächentragwerk, insbesondere für eine Fachwerk-Gebäudewand - Google Patents

Abstract

Das Konstruktionselement zur Aufnahme von Druckkräften für ein Flächentragwerk, insbesondere für eine Fachwerk-Gebäudewand, weist mindestens ein im wesentlichen dreieckiges Grundrahmenelement (10) auf, das versehen ist mit einem ersten Stab (12), der zwei querverlaufende Stirnflächen (18) und mehrere längsverlaufende Seitenflächen (20, 22) aufweist. Ferner weist das Grundrahmenelement (10) einen zwei querverlaufende Stirnflächen (18) und mehrere längsverlaufende Seitenflächen (20, 22) aufweisenden zweiten Stab (14), der rechtwinklig zum ersten Stab (12) verläuft und der mit einer seiner Stirnflächen (18) an einer der Seitenflächen (20) des ersten Stabes (12) anliegt, auf. Mit dem ersten und dem zweiten Stab (12, 14) ist ein dritter Stab (16) verbunden, der mehrere längsverlaufende Seitenflächen (20, 22) und zwei dazu schrägverlaufende Stirnflächen (18) aufweist, mit denen der dritte Stab (16) an jeweils einer Seitenfläche (20) des ersten und des zweiten Stabes (12, 14) anliegt. Der dritte Stab (16) ist mit der Stirnfläche (18) des ersten Stabes (12) fluchtend und gegenüber der Stirnfläche (18) des zweiten Stabes (14) um dessen Querschnitt zurückversetzt angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement zur Aufnahme von Druckkräften für ein Flächentragwerk, ins­ besondere für eine Fachwerk-Gebäudewand aus Holz.

Holzwände, also beispielsweise Gebäudeinnen- oder -außen­ wände aus Holz, werden herkömmlicherweise derge­ stalt konstruiert, daß mehrere Vertikalständer zwischen einem unteren und einem oberen Querbalken angeordnet werden. Die Vertikalständer werden untereinander durch querverlaufende Streben, Stäbe bzw. Platten o. dgl. verbunden. Derartige sind bezüglich der Aufnahme von Druckkräften relativ beschränkt, weshalb man versucht, zur Erlangung der gewünschten Knicklängen der Vertikal­ ständer im Durchmesser stärkere Pfosten einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konstruk­ tionselement zur Aufnahme von Druckkräften für ein Flächentragwerk, wie beispielsweise eine Fachwerk-Ge­ bäudewand aus Holz, zu schaffen, das auf das Flächen­ tragwerk wirkende Druckkräfte zuverlässig aufnehmen kann. Das Konstruktionselement soll preiswert herzu­ stellen und einfach aufgebaut sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Konstruktionselement vorgeschlagen, das versehen ist mit
mindestens einem im wesentlichen dreieckigen Grundrahmenelement, das versehen ist mit

• - einem ersten Stab, der zwei querverlaufende Stirnflächen und mehrere längsverlaufende Sei­ tenflächen aufweist,
• - einem zwei querverlaufende Stirnflächen und mehrere längsverlaufende Seitenflächen aufwei­ senden zweiten Stab, der rechtwinklig zum ersten Stab verläuft und der mit einer seiner Stirnflächen an einer der Seitenflächen des ersten Stabes anliegt, und
• - einem mit dem ersten und dem zweiten Stab ver­ bundenen dritten Stab, der mehrere längsverlau­ fende Seitenflächen und zwei dazu schrägverlau­ fende Stirnflächen aufweist, mit denen der dritte Stab an jeweils einer Seitenfläche des ersten und des zweiten Stabes anliegt, wobei
• - der dritte Stab mit der Stirnfläche des ersten Stabes fluchtet und gegenüber der Stirnfläche des zweiten Stabes um dessen Querschnitt zu­ rückversetzt angeordnet ist.

Als Konstruktionselement wird mit der Erfindung ein im wesentlichen dreieckiges Grundrahmenelement vorgeschla­ gen, wobei jeweils zwei mit ihren Basisschenkeln anein­ anderliegende Grundrahmenelemente zu einem rechteckigen Rahmenelement zusammengesetzt werden können und mehrere derartige rechteckige zusammengesetzte Rahmenelemente übereinander zwischen zwei benachbarte Vertikalständer einer Holzgebäudewand eingebaut werden können. Jedes im wesentlichen dreieckige Grundrahmenelement weist einen ersten und einen zweiten Stab auf, die die beiden Schenkel des rechtwinkligen Grundelements bilden. Diese beiden Stäbe sind an ihren einen Enden miteinander ver­ bunden, wobei das stirnseitige Ende des ersten Stabes seitlich an der längsverlaufenden Seitenfläche am Ende des zweiten Stabes angeordnet ist. Dabei fluchtet das freiliegende stirnseitige Ende dieses zweiten Stabes mit einer der Seitenflächen des ersten Stabes. Mit anderen Worten sind die beiden Stäbe nicht "auf Geh­ rung" geschnitten, sondern liegen sozusagen "stumpf" aneinander.

Die der Verbindung beider Stäbe angewandten Enden sind über einen schrägverlaufenden dritten Stab miteinander verbunden. Dabei fluchtet dieser dritte Stab mit dem stirnseitigen Ende eines der beiden anderen Stäbe, während sein anderes Ende gegenüber dem Ende des ande­ ren der beiden Stäbe um die Querschnittsfläche der Stäbe zurückspringt. Mit anderen Worten ragt also der erste oder der zweite Stab im Bereich seines mit dem dritten Stab verbundenen Endes über diesen hinaus. Die stirnseitigen Enden des dritten Stabes weisen schräg­ verlaufende Stirnseiten auf, so daß der dritte Stab mit seinen beiden schrägverlaufenden Stirnseiten an den Seitenflächen der beiden anderen Stäbe anliegt. Die Verbindung der drei Stäbe untereinander erfolgt durch Nageln, Schrauben, Dübeln, Verkleben. Gegebenenfalls können Beschlagelemente verwendet werden, um die Stäbe untereinander zu verbinden. Eine weitere Alternative besteht darin, die Stäbe durch eine Keilzinkenver­ leimung untereinander zu verbinden.

Das erfindungsgemäße Konstruktionselement ist extrem einfach in seinem Aufbau und läßt sich beispielsweise durch Holzbretter o. dgl. aufbauen. Als Grundelement für die Verbindung zwischen den Vertikalständern einer Ge­ bäudewand läßt es sich in vielfältiger Weise einsetzen, indem aus zwei gegeneinander versetzt angeordneten und mit ihren dritten Stäben aneinanderliegenden Grund­ elementen viereckige Versteifungselemente hergestellt werden können. Dabei können die beiden Grundelemente wiederum durch die oben beschriebenen Verbindungstech­ niken miteinander verbunden sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die ersten und zwei­ ten Stäbe gleiche Länge aufweisen. Dann entsteht ein im wesentlichen gleichschenkliges dreieckiges Grundrahmen­ element, wobei zwei derartige Rahmenelemente zu einem quadratischen Viereck-Rahmenelement zusammengesetzt werden können.

Wie bereits oben erwähnt, kann der Querschnitt der Stäbe rechteckig sein, wie dies beispielsweise bei einem Brett der Fall ist, oder aber auch quadratisch.

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zei­ gen:

Fig. 1 perspektivisch zwei mit ihren Basisstäben an­ einanderliegend angeordnete im wesentlichen dreieckige Grundrahmenelemente aus Holzbret­ tern,

Fig. 2 die Verwendung mehrerer Rechteck-Rahmenelemente mit Querverstrebung gemäß Fig. 1 als Fachwerk-Ver­ bindung zwischen jeweils benachbarten Verti­ kalständern einer Gebäudewand aus Holz und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 weist ein im wesentlichen dreieckiges Grundelement 10 einen ersten und einen zweiten Stab 12, 14 sowie einen dritten Stab 16 auf. Diese drei Stäbe sind zur Bildung eines Dreiecks angeordnet. Jeder Stab ist mit einem rechteckigen Querschnitt versehen und insbesondere als Holzbrett ausgebildet. Demzufolge weist jeder Stab querverlaufende Stirnflächen 18 und vier längsverlaufende Seitenflächen 20, 22 auf, die paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. Während die Stirnflächen 18 des ersten und des zweiten Stabes 12, 14 rechtwinklig zu ihren Seitenflächen 20, 22 verlaufen, sind die Stirnflächen 18 des dritten Stabes 16 schrägverlaufend angeordnet.

Wie anhand von Fig. 1 zu erkennen ist, stehen der erste und der zweite Stab 12, 14 rechtwinklig zueinander und "stumpf" aufeinander. Mit anderen Worten liegt eine der Stirnflächen 18 des zweiten Stabes 14 an einer der bei­ den größeren Seitenflächen 20 des ersten Stabes 12 an. Die Stirnfläche des ersten Stabes 12, in dessen Bereich der zweite Stab 14 an dem ersten Stab 12 anliegt, fluchtet mit einer der größeren Seitenflächen 20 des zweiten Stabes 14.

Wie sich ebenfalls aus Fig. 1 ergibt, erstreckt sich der dritte Stab 16 schrägverlaufend zu den beiden ande­ ren Stäben 12, 14. Der dritte Stab 16 liegt ferner mit seinen beiden schrägverlaufenden Stirnflächen 18 an jeweils einer der beiden großen Seitenflächen 20 der beiden Stäbe 12, 14 an. Die Besonderheit der Verbindung der drei Stäbe 12, 14 und 16 besteht unter anderem darin, daß der dritte Stab 16 im Bereich seines einen stirnseitigen Endes 24 mit der Stirnfläche 18 des ersten Stabes 12 fluchtet, während sein anderes stirn­ seitiges Ende 24 gegenüber der Stirnfläche 18 des zwei­ ten Stabes 14 zurückspringt. Der sich dadurch ergebende Überstand 26 entspricht dem Querschnitt der Stäbe 12, 14 bzw. 16. Dies hat den Vorteil, daß nun zwei dreieckige Grundrahmenelemente 10 gegeneinander verdreht und mit ihren dritten Stäben 16 aneinanderliegend im so zusam­ mengesetzten Zustand ein im wesentlichen rechteckiges Rahmenelement 28 mit Diagonalverstrebung 30 bilden.

Die Verbindung der Stäbe 12, 14, 16 an deren stirnseiti­ gen Enden 24 erfolgt durch Verschraubung, Vernagelung, Verklebung, insbesondere Keilzinkenverleimung. Die bei­ den gemäß Fig. 1 zusammengesetzten Grundrahmenelemente 10 können ebenfalls untereinander fest verbunden sein, wozu die gleichen Verbindungstechniken eingesetzt wer­ den wie zuvor beschrieben.

Die Verwendung der Grundelemente 10 bzw. der aus diesen zusammengesetzten quadratischen Rahmenelemente 28 er­ gibt sich aus den Fig. 2 und 3, in denen Ausschnitte aus einer Gebäudewand aus Holz in Ständerbauweise ge­ zeigt sind. Gemäß Fig. 2 sind zwischen einem unteren Querbalken 32 und einem oberen Querbalken 34 Vertikal­ ständer 36 im Abstand zueinander angeordnet und mit den Balken 32, 34 verbunden. Der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Vertikalständern 36 ist durch quadratische Rahmenelemente 28 gemäß Fig. 1 ausgefüllt. Beidseitig der Vertikalständer 36 sind Holzplatten 38 vorgesehen, die mit den Vertikalständern 36, gegebenenfalls den Querbalken 32, 34 und den Rahmenelementen 28 insbeson­ dere durch Vernageln, Verschrauben o. dgl. verbunden sind. Anstelle von Holzplatten können auch Holzbretter, und zwar insbesondere solche eingesetzt werden, wie sie für die Rahmenelemente verwendet werden. In Fig. 2 ist der Fall dargestellt, daß zwischen den Vertikalständern 36 ein unteres und ein oberes quadratisches Rahmen­ element 28 angeordnet ist, wobei das obere Rahmen­ element 28 zusätzlich an dem oberen Querbalken 34 und das untere Rahmenelement 28 an dem unteren Querbalken 32 anliegt. Der mittlere Bereich zwischen den beiden Vertikalständern 36 ist frei; hier kann beispielsweise ein Fenster o. dgl. Öffnung 40 in der Gebäudewand 42 angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt die Querschnittsansicht entlang der Linie III-III der Fig. 2. Die Hohlräume zwischen den Verti­ kalständern 36 und den Platten 38 können durch Dämmaterial ausgefüllt sein.

Vorteilhaft ist es, als Stäbe 12, 14, 16 Holzbretter ein­ zusetzen, deren Breite gleich der Tiefe der Vertikal­ ständer der zu konstruierenden Holzwand sind. Zweck­ mäßigerweise haben diese Bretter eine Querschnitts­ fläche von 24 mm×160 mm und eine Länge von 80,9 cm. Die Länge von 80,9 cm ist insofern von Vorteil, da nun zur Konstruktion einer Wand für Wohnräume (250 cm hoch) drei quadratische Rahmenelemente 28 gemäß Fig. 1 über­ einander angeordnet werden können. Bei Verwendung von Brettern mit den obigen Querschnittsabmessungen ergibt sich nämlich dann eine Kantenlänge von 83,3 cm (80,9 + 2,4 cm), so daß drei übereinander angeordnete Rahmen­ elemente 28 insgesamt eine Höhe von 250 cm und damit die Raumhöhe aufweisen. Aus der Kantenlänge von 83,3 cm für jedes Rahmenelement 28 resultiert, daß die Länge der beiden die Diagonalverstrebung 30 bildenden dritten Bretter 16 1,11 m beträgt, wenn der Überstand 26 2,4 cm lang ist.

Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Vertikalständer wei­ sen zweckmäßigerweise Querschnittsabmessungen von 35 mm×160 mm und jeweils eine Länge von 250 cm auf. Die Querschnittsflächen der oberen und unteren Querbalken 32, 34 betragen vorzugsweise 7 cm×16 cm.

Durch die Kombination der dreieckigen Grundelemente 10 gemäß Fig. 1 zu quadratischen Rahmenelementen 28 und durch deren Verwendung als Wandelemente ist es möglich, mit einfachen, preiswerten Holzmaterialien (einfache Bretter) ganze Häuser zu bauen. Aussteifendes Platten­ material (Sperrholz oder Spanplatten) werden nicht be­ nötigt. Die Wände können vollkommen dampfdiffusions­ offen ausgebildet werden. Modellversuche und Berechnun­ gen zeigen, daß erstaunlich gute Werte für die maximale Aufnahmefähigkeit bezüglich Wind- und Drucklasten zu erwarten sind.

Claims (10)

1. Konstruktionselement zur Aufnahme von Druckkräften für ein Flächentragwerk, insbesondere für eine Fachwerk-Gebäudewand, mit
mindestens einem im wesentlichen dreieckigen Grundrahmenelement (10), das versehen ist mit

• - einem ersten Stab (12), der zwei querver­ laufende Stirnflächen (18) und mehrere längsverlaufende Seitenflächen (20, 22) auf­ weist,
• - einem zwei querverlaufende Stirnflächen (18) und mehrere längsverlaufende Seitenflächen (20, 22) aufweisenden zweiten Stab (14), der rechtwinklig zum ersten Stab (12) verläuft und der mit einer seiner Stirnflächen (18) an einer der Seitenflächen (20) des ersten Stabes (12) anliegt, und
• - einem mit dem ersten und dem zweiten Stab (12, 14) verbundenen dritten Stab (16), der mehrere längsverlaufende Seitenflächen (20, 22) und zwei dazu schrägverlaufende Stirn­ flächen (18) aufweist, mit denen der dritte Stab (16) an jeweils einer Seitenfläche (20) des ersten und des zweiten Stabes (12, 14) anliegt, wobei
• - der dritte Stab (16) mit der Stirnfläche (18) des ersten Stabes (12) fluchtet und gegenüber der Stirnfläche (18) des zweiten Stabes (14) um dessen Querschnitt zurückver­ setzt angeordnet ist.

2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste und der zweite Stab (12, 14) gleiche Länge aufweisen.

3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß sämtliche Stäbe (12, 14, 16) gleiche, insbesondere rechteckige Quer­ schnittsflächen aufweisen.

4. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (12, 14, 16) des Rahmenelements (10) Holzstäbe oder Holzbretter sind.

5. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesent­ lichen dreieckige Grundrahmenelemente (10) mit ihren dritten Stäben (16) aneinanderliegend zu einem Rechteck-Rahmenelement (28) mit durch die dritten Stäbe (16) gebildeter Diagonalverstrebung (30) verbunden sind.

6. Konstruktionselement nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Rechteck-Rahmenelemente (28) mit ihren ersten bzw. zweiten Stäben (12, 14) aneinanderliegend verbunden sind.

7. Konstruktionselement nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß beidseitig eines jeden Rechteck-Rahmenelements (28) jeweils ein an einem ersten bzw. zweiten Stab (12, 14) anliegender und mit diesen verbundener Vertikalständer (36) ange­ ordnet ist.

8. Konstruktionselement nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Querbalken (32, 34) vorge­ sehen sind, die quer zu den Vertikalständern (36) verlaufen und mit diesen sowie den ersten und zweiten freien Stäben (12, 14) eines Rechteck-Rahmen­ elements (28) oder der oberen und unteren Rechteck-Rahmenelemente (28) verbunden sind.

9. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig eines jeden Rechteck-Rahmenelements (28) eine Platte (38) angeordnet ist, die mit mindestens dem ersten und dem zweiten Stab (12, 14) jedes drei­ eckigen Grundelements (10) und, sofern vorhanden, mit den Vertikalständern (36) und den Querbalken (32, 34) verbunden ist.

10. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (12, 14,16) des Grundelements (10), die Grundelemente (10) und, sofern vorhanden, die Vertikalständer (36), die Querbalken (32, 34) sowie die Platten (38) durch Nägel, Schrauben, Beschlagelemente, Dübel, Klebemittel, insbesondere einer Keilzinken­ verleimung, miteinander verbunden sind.