DE20119280U1

DE20119280U1 - Brettstapelelement mit zug- und druckfesten Verbindungselementen

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Description

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Brettstapelelement mit zug- und druckfesten Verbindungselementen

Die vorliegende Neuerung betrifft ein Brettstapelelement, welches spezielle Verbindungselemente aufweist, die zug- und druckfeste Verbindungen zwischen den Einzelteilen des Brettstapelelements ermöglichen. Insbesondere betrifft die Neuerung ein Brettstapelelement aus einer Vielzahl von in Brett-Stapelbauweise zusammengefügten Brettern oder Kanthölzern, die durch stabförmige Verbindungselemente miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungselemente jeweils zumindest in zwei aufeinanderfolgenden Brettern verlaufen.

Aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 195 13 729 A 1 ist ein Brettstapelelement bekannt, welches eine Vielzahl von aneinander gereihten Brettern besitzt. Diese Bretter sind kontinuierlich durch mehrschnittige Nagelung miteinander verbunden. Die Nägel wirken als Verbindungselemente zwischen den Brettern und verlaufen jeweils durch mehrere aneinandergereihte Bretter (bis zu 6 Bretter), wobei die Verbindungselemente im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Bretter in diese eingebracht sind. Durch die mehrschnittige Nagelung wird eine relativ hohe Festigkeit des Brettstapelelements erzielt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass beim Einsatz solcher Brettstapelelemente auch Kräfte aufgenommen werden müssen, die im Wesentlichen in Längsrichtung (entspricht der Faserrichtung der Bretter) der einzelnen Bretter auftreten. Diese Kräfte wirken auf die Verbindungselemente als Scherkräfte ein. Für die Aufnahme solcher Scherkräfte sind Nägel oder andere stabförmige Verbindungselemente jedoch relativ ungeeignet, da bereits geringe Kräfte zu einem Verbiegen der Nägel führen, wodurch die Stabilität des gesam-

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ten Brettstapelelements beeinträchtigt wird. Die bekannten Brettstapelelemente können somit zwar gut Kräfte aufnehmen, die quer zur Faserrichtung verlaufen, sind jedoch in Bauwerken als statisch wirksame Scheiben nur bedingt einsetzbar, da beispielsweise diagonal einwirkende Kräfte nur in geringem Umfang aufgenommen werden können. Die in der Baustatik gewünschte Scheibenwirkung von aussteifenden Wandelementen kann durch Brettstapelelemente herkömmlicher Bauweise somit nur schlecht oder mit Hilfe zusätzlicher Versteifungen erfüllt werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Neuerung besteht somit darin, die Nachteile des Standes Technik zu vermeiden und ein Brettstapelelement bereitzustellen, dessen Scheibenwirkung verbessert ist und welches sowohl auf Zug als auch auf Druck beansprucht werden kann.

Diese und weitere Aufgaben werden durch das neuerungsgemäße Brettstapelelement gelöst, bei welchem die Verbindungselemente in einem Winkel von ±40° bis ±65° zur Längsachse der Bretter angeordnet sind. Neuerungsgemäß sollen die Verbindungselemente somit nicht wie beim Stand der Technik im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse/Faserrichtung verlaufen, sondern in einem Winkel mit einem Betrag zwischen 40° und 65°, wobei es nicht darauf ankommt, ob dieser Winkel im positiven oder im negativen Drehsinn von der Längsachse aus gemessen wird· Die Verbindungselemente verlaufen somit schräg zur Faserrichtung der einzelnen Bretter bzw. Kanthölzer.

Der Vorteil dieser Anordnung der Verbindungselemente besteht darin, dass sowohl Zug- als auch Druckbeanspruchungen durch die Verbindungselemente besser aufgenommen werden können. Bei längs zur Faserrichtung auftretenden Scherkräften teilt sich

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die jeweils am einzelnen Verbindungselement angreifende Scherkraft gemäß einem Kräftepolygon auf, so dass die senkrecht zur Längsachse der Verbindungselemente wirkende Kraftkomponente deutlich geringer ist als die in Längsrichtung der Bretter eingeleitete Gesamtkraft. Besonders zweckmäßig ist dabei eine kreuzweise Anordnung der einzelnen Verbindungselemente. Dadurch können diagonal in das Brettstapelelement eingeleitete Kräfte bzw. Kraftkomponenten in beiden Diagonalrichtungen ohne weiteres aufgenommen werden. Es hat sich gezeigt, das die auf diese Weise hergestellten Verbindungen etwa 10 bis 12 mal steifer sind als die aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen mit senkrecht zur Faserrichtung verlaufenden Nägeln. Die Scheibenwirkung von neuerungsgemäß aufgebauten Brettstapelelementen verbessert sich dadurch deutlich. Dies hat zur Folge, dass die beim Einsatz von Brettstapelelementen bisher zumeist erforderlichen zusätzlichen Aussteifungen der Scheiben häufig vollständig entfallen können.

0 Eine vorteilhafte Ausführungsform des neuerungsgemäßen Brettstapelelements zeichnet sich dadurch aus, dass in der Mehrzahl der Bretter sowohl Verbindungselemente in einem Winkel von +40° bis +65° zur Längsachse, als auch Verbindungselemente in einem Winkel von -40° bis -65° zur Längsachse der Bretter angeordnet sind.

Bei einer nochmals weitergebildeten Ausführungsform beginnen im Wesentlichen in sämtlichen Brettern jeweils Verbindungselemente, die einerseits schräg zur Faserrichtung der Bretter verlaufen und andererseits zueinander winklig stehen, so dass ihre Längsachsen zwar in unterschiedlichen Ebenen verlaufen, sich jedoch in einer projizierten Ebene kreuzen. Auf diese Weise werden besonders stabile Verbindungen hergestellt, die

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Scherkräfte mit beliebigen Wirkungsrichtungen gut aufnehmen können.

Es ist vorteilhaft, wenn die Verbindungselemente jeweils mindestens in drei aufeinanderfolgenden Brettern verlaufen. Die quer zur Faserrichtung auftretenden Kräfte können durch diese Konstruktion besser aufgenommen werden, als wenn die Verbindungselemente jeweils nur durch zwei Bretter verlaufen würden.

Die Scheibenwirkung des neuerungsgemäßen Brettstapelelements ist besonders hoch, wenn die Verbindungselemente in einem Winkel von ±45° bis ±60° zur Längsachse der Bretter angeordnet sind. Als Verbindungselemente dienen vorzugsweise gewöhnliche Nägel oder Spezialstifte die eine Profilierung besitzen, welche quer zur Längsachse der Verbindungselemente verläuft. Beispielsweise können Rippenprofilierungen entlang des Umfangs der Spezialstifte vorgesehen sein.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der neuerungsgemäßen Brettstapelelemente ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Ansicht eines Brettstapelelements mit Verbindungselementen;

Fig. 2 eine vereinfachte Detailzeichnung eines Abschnitts aus dem Brettstapelelement mit zwei darin verlaufen

den Verbindungselementen.

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Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Brettstapelelements 1. Das Brettstapelelement 1 besteht aus einer Vielzahl von aneinandergereihten Brettern 2. Die Bretter 2 können hinsichtlich ihres Breiten/Dicken-Verhältnisses variieren und auch in Form von Kanthölzern oder Bohlen gestaltet sein. Wie bei herkömmlichen Brettstapelelementen können auch Bretter mit unterschiedlichen Längen verwendet werden, wobei einzelne Bretter in Längsrichtung aneinandergereiht werden, um größere Ausdehnungen des Brettstapelelements auch bei der Verwendung von kürzeren Brettern zu ermöglichen. Bekannter Weise sollen in einem solchen Fall die Stoßflächen der in Längsrichtung aneinander gereihten Bretter in den aufeinander folgenden Schichten des Brettstapelelements versetzt angeordnet sein, um ausreichende Festigkeiten zu erzielen. Das Brettstapelelement besitzt somit eine Vielzahl lamellenartiger Holzstege, die miteinander verbunden sind. Auf diese Einzelheiten kommt es hinsichtlich der beschriebenen Neuerung jedoch nicht an.

Die einzelnen Bretter 2 werden durch eine Vielzahl von Verbindungselementen 3 zusammengehalten. Die Verbindungselemente verlaufen bei der dargestellten Ausführungsform jeweils in drei aufeinanderfolgenden Brettern 2. Jedes Verbindungselement 3 durchdringt bei dieser Ausgestaltung ein vorderes und ein mittleres Brett und endet schließlich in einem hinteren Brett. Jedes Verbindungselement 3 verbindet drei aufeinanderfolgende Bretter, wobei in jedem Brett mehrere Verbindungselemente starten, so dass ein in sich stabiles Brettstapelelement 1 aus den einzelnen Brettern zusammengesetzt wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Brettstapelelement 1 sind im linken Abschnitt zwei Gruppen von Verbindungselementen angeordnet, wobei die Verbindungselemente 3 jeweils einer Gruppe parallel zueinander verlaufen. Die Verbindungselemente

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erstrecken sich schräg zur Längsachse der einzelnen Bretter 2. Zum besseren Verständnis ist eine Längsachse 4 eines einzigen Brettes in der Fig. 1 eingezeichnet. Es ist ersichtlich, dass die Verbindungselemente 3a einer ersten Gruppe in einem Winkel von etwa -45° zur Längsachse 4 verlaufen. Demgegenüber verlaufen die Verbindungselemente 3b einer zweiten Gruppe in einem Winkel von etwa +45° zur Längsachse 4 der Bretter. Die in denselben Brettern 2 verlaufenden Verbindungselemente 3a und 3b werden in unterschiedlichen Ebenen angeordnet, so dass sie sich nur in einer projizierten Ebene schneiden und beim Einschlagen der Verbindungselemente in die Bretter keine Kollisionen auftreten.

Im rechten Abschnitt des in Fig. 1 gezeigten Brettstapelelements sind ebenfalls zwei Gruppen von Verbindungselementen dargestellt. Die Verbindungselemente 3c einer dritten Gruppe verlaufen etwa in einem Winkel von +45° zur Längsachse 4 der Bretter 2. Die einzelnen Verbindungselemente sind zueinander im Wesentlichen parallel angeordnet, gehen jedoch von unterschiedlichen Brettern aus. Die Verbindungselemente 3d einer vierten Gruppe erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu den Verbindungselementen 3c der dritten Gruppe und verlaufen in einem Winkel von etwa -45° zur Längsachse 4. Die dritte und die vierte Gruppe der Verbindungselemente sind so ineinander verschachtelt, dass jeweils von einem ersten Brett ein Verbindungselement 3c der dritten Gruppe ausgeht, während von dem sich daran anschließenden Brett ein Verbindungselement 3d der vierten Gruppe ausgeht, gefolgt wiederum von einem ersten Brett, von welchem erneut ein Verbindungselement 3c der dritten Gruppe ausgeht usw. Auf diese Weise werden Kreuzungen zwischen den Verbindungselementen vermieden, so dass die Verbindungselemente 3c und 3b auch in einer gemeinsamen Ebene verlaufen können. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn

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relativ schmale Bretter zum Aufbau des Brettstapelelements verwendet werden.

Außerdem sind in Fig. 1 weitere Verbindungselemente 3e gezeigt, die von der Rückseite des Brettstapelelements eingebracht werden, um eine ausreichende Stabilität der letzten Bretter 2 zu erreichen.

Gewöhnlicher Weise wird man sich bereits aus technologischen Gründen für einen einheitlichen Lösungsansatz hinsichtlich der Gruppierung der einzelnen Verbindungselemente entscheiden. Die in der Fig. 1 dargestellten Variationen sollen lediglich verschiedene Möglichkeiten aufzeigen. Bei Bedarf können aber auch unterschiedliche Anordnungsvarianten der Verbindungselemente in einem Brettstapelelement kombiniert werden.

Fig. 2 zeigt eine Detailzeichnung des Brettstapelelements 1, wobei nur ein Abschnitt von drei Brettern 2 dargestellt wurde. Mit den eingezeichneten Wellenlinien sollen die Holzfasern verdeutlicht werden. Durch die drei Bretter erstrecken sich zwei Verbindungselemente 3a und 3b, wobei der sichtbare Schnittpunkt dieser beiden Verbindungselemente nur in einer projizierten Ebene liegt. Die Verbindungselemente 3a und 3b sind beispielsweise gewöhnliche Nägel oder Spezialstifte mit geeigneten Profilierungen durch welche sich die Klemmkräfte zwischen dem Material der Bretter 2 und den Verbindungselementen erhöhen lassen. Die Verbindungselemente schließen mit den Längskanten der Bretter jeweils einen Winkel &agr; bzw. &bgr; ein, deren Betrag zwischen 40° und 65°, vorzugsweise zwischen 45° und 60° liegt. Der Betrag der beiden Winkel &agr; und &bgr; kann gleich sein, wobei dies aber nicht zwingend erforderlich ist.

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Für das Verständnis der Neuerung ist es zweckmäßig, wenn man sich verdeutlicht, dass eine in Längsrichtung der Bretter 2 wirkende Kraft in Kraftkomponenten aufgeteilt wird, wobei die senkrecht zur Längserstreckung der Verbindungselemente auftretende Kraftkomponente einen geringeren Betrag als die Gesamtkraft besitzt. Die zur Aufnahme von Biegekräften wenig geeigneten Verbindungselemente werden somit nur mit kleineren Biegekräften beansprucht. Dies führt zu einer Erhöhung der Stabilität des gesamten Brettstapelelements gegenüber Kräften, die in Längsrichtung der Bretter aufgenommen werden müssen.

Claims

1. Brettstapelelement (1) aus einer Vielzahl von in Brettstapelbauweise zusammengefügten Brettern (2) oder Kanthölzern, die durch stabförmige Verbindungselemente (3) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungselemente (3) jeweils zumindest in zwei aufeinander folgenden Brettern (2) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) in einem Winkel von ±40° bis ±65° zur Längsachse (4) der Bretter angeordnet sind.

2. Brettstapelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrzahl der Bretter (2) sowohl Verbindungselemente (3b, 3c) in einem Winkel von +40° bis +65° zur Längsachse, als auch Verbindungselemente (3a, 3d) in einem Winkel von -40° bis -65° zur Längsachse (4) der Bretter angeordnet sind.

3. Brettstapelelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Mehrzahl der Bretter (2) sowohl Verbindungselemente (3b) in einem Winkel von +40° bis +65° zur Längsachse als auch Verbindungselemente (3a) in einem Winkel von -40° bis -65° zur Längsachse (4) der Bretter ausgehen und sich in das jeweils nachfolgende Brett erstrecken.

4. Brettstapelelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bretter (2), von denen Verbindungselemente (3c) in einem Winkel von +40° bis +65° zur Längsachse ausgehen, und Bretter, von denen Verbindungselemente (3d) in einem Winkel von -40° bis -65° zur Längsachse (4) ausgehen, alternierend aufeinander folgen.

5. Brettstapelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) jeweils mindestens in drei aufeinanderfolgenden Brettern (2) verlaufen.

6. Brettstapelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) in einem Winkel von ±45° bis ±60° zur Längsachse (4) der Bretter (2) angeordnet sind.

7. Brettstapelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3), die in zumindest einem nicht gemeinsamen Brett (2) verlaufen, zueinander parallel oder senkrecht angeordnet sind.

8. Brettstapelelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) jeweils zu Gruppen zusammengefasst sind, in denen die Anfangspunkte der parallel zueinander verlaufenden Verbindungselemente auf einer senkrecht zur Längsachse (4) der Bretter (2) verlaufenden Linie liegen.

9. Brettstapelelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere dieser Gruppen von Verbindungselementen (3) besitzen, die in Längsrichtung der Bretter (2) voneinander beabstandet sind.

10. Brettstapelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind:

- Nägel oder Schrauben,

- profilierte Stifte,

- Stahlstifte mit einer Profilierung quer zur Längsachse,

- Stabdübel aus Holz oder Metall.