WO2018130551A1

WO2018130551A1 - Verbindungssystem mit verbindungsstück für holzkonstruktionen

Info

Publication number: WO2018130551A1
Application number: PCT/EP2018/050527
Authority: WO
Inventors: Thomas SCHRENTEWEIN
Original assignee: Rotho Blaas SRL
Current assignee: Rotho Blaas SRL
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2019-07-11
Also published as: US20190338510A1; PL3568535T3; EP3568535A1; US10655320B2; CA3049483A1; CA3049483C; EP3568535B1; ES2956734T3; IT201700002109U1

Abstract

Beschrieben wird ein Verbindungssystem für Holzkonstruktionen, zusammengesetzt aus einem Verbindungsstück (1), das eine Metallplatte aufweist, die im wesentlichen um 90°+-5°zur Bildung eines Winkelstückes gebogen ist, wobei die Platte des Verbindungsstückes eine Reihe von Bohrungen aufweist, die ein erstes Holzkonstruktionsteil mit einem zweiten Holzkonstruktionsteil verbindet, wobei die beiden Holzkonstruktionsteile einem im wesentlichen rechten Winkel bilden und das Verbindungsstück mit einer ersten Reihe von in den Bohrungen (7) eingebrachten Vollgewindeschrauben mit einem durch die Schraube und die Platte (5) gebildeten Winkel (a) zwischen 60°-85° befestigt wird, in der die Bohrungen angeordnet sind, und wobei diese Bohrungen im wesentlichen am Knick anliegend mit einem Höchstabstand von 25 mm angeordnet sind und das Verbindungsstück mit einer zweiten Reihe von Nägeln und/oder Schrauben in den Bohrungen (8) befestigt wird, wobei die zweiten Schrauben/Nägel eine Länge aufweisen, die kleiner ist als jene der ersten Reihe von Vollgewindeschrauben (9) und im wesentlichen senkrecht in den Bohrungen gegenüber der entsprechenden Platte und in den beiden Holzkonstruktionsteilen eingebracht werden.

Description

Ve rb i n du n g s s y s t em mit Verbindungsstück für Holzkonstruktionen

Die vorliegende Erfindung bezieht auf ein Ver^¬ bindung s s y s t em mittels eines Verbindungsstückes für Anwendungen bei H o 1 z k o n s t r u k t i o n e n bestehend aus einem Me t a 11 w i n ke 1 s t ü c k mit Befestigungstei^¬ len mit zylindrischem Schaft bzw. Nägeln und Vo 11 ge w i n de s ch r aub e n , und ein dieses Verbindungsstück verwendendes System.

Allgemein bekannt ist die Verwendung von Verbindung s v o r r i ch t u n ge n bei H o 1 z k o n s t r u k t i o n e n in der Form eines Me t a 11 w i n k e 1 s t ü c k s um eine struktu^¬ relle Verbindung zwischen zwei oder mehreren Holzteilen zu erreichen.

Aus dem Patent US 5,467,570 (Bezeichnung: Ten^¬ sion tie, Anmelderin: Simpson Strong Tie Co., Inc.) ist ein Z u g k r a f t s p a n nu n ge n ausgesetztes Verbindungsstück bekannt, das dazu dient, Bau^¬ teile aus Holz oder Stahl mit der Basis der Struktur aus Stahlbeton (Holdown) zu verbinden. Diese US Veröffentlichung offenbart Seitenverstärkungen um die Struktur gegen parallele oder S c he r s p a n nu n ge n zu verstärken.

Aus dem Patent EP 2 093 335 A2 (Bezeichnung: One- piece bracket for fastening a first construction element to a second element, Anmelderin: Simpson Strong-Tie Co., Inc.) ist ein Verbindungsstück in der Form eines Winkelstücks mit mittiger Ver- Stärkung bekannt, das geeignet ist, die Verfor^¬ mung bei einer zum Knick parallelen Beanspruchung (Scherung in der Ebene) zu verhindern um Bauteile aus Holz zu verbinden.

Aus dem Patent EP 2 093 336 A2 (Bezeichnung: Angle bracket for fastening a first construction element to a second element and method for pro- ducing an angle bracket, Anmelderin: Simpson Strong-Tie Co., Inc.) ist ein Ve r b i n du n g s t e i 1 in der Form eines Winkelstücks mit Seitenverstärkungen bekannt, das geeignet ist, die Verformung bei einer zum Knick parallelen Beanspruchung (Scherung in der Ebene) zu verhindern um Bauteile aus Holz zu verbinden.

Aus dem Gebrauchsmuster DE 202004006321 Ul (Bezeichnung: Winkelverbinder für Holzkonstruktionen, Anmelderin: GH- Baubeschläge GmbH) ist ein Ve rb i n du n g s t e i 1 in der Form eines Winkelstücks mit mehreren Verstärkungen bekannt, das geeignet ist, die Verformung bei einer zum Knick parallelen Beanspruchung (Scherung in der Ebene) zu verhindern, um Bauteile aus Holz zu verbinden.

Die bekannte, beschriebene Technik weist jeden^¬ falls einige Nachteile auf. Zur Aufnahme der verschiedenen Beanspruchungen, insbesondere jener, die senkrecht (Zug) und jener die parallel (Scherung) zum Knick liegen, dienen verschiedene Arten von Ve r b i n du n g s t e i 1 e , vor allem bei Haus- konstruktionen aus massiven Holz mit der Typologie „crosslam", auch als XLAM oder CLT bezeichnet .

Das oben bezeichnete Verbindungsstück bedingt bei der von der Zugkraft (Holdown) herrührenden Beanspruchung bei dessen Verwendung in einer Verbindung Holz- Holz (zum Beispiel Wand-Decke) , dass die Wände aus massivem Holz des oberen Stockwerks dieselbe Stärke besitzen wie jene des unteren Stockwerks. Um die Steifheit des Winkel^¬ stücks aufgrund der zum Knick parallelen Beanspruchung zu erhöhen, sieht die bekannter Technik immer die Verwendung von verschiedenen Verstärkung s t yp e n vor, wobei auch die Stärke des Winkelstücks selbst optimiert wird.

Die Verstärkungen sind notwendig um die Festig^¬ keit sicherzustellen, bewirken jedoch erhebliche Kosten in der Herstellung und können überdies einen größeren Platzbedarf des Verbindungsstücks betragen .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der Nachteile der bekannten Technik.

Insbesondere stellt sich die vorliegende Erfin^¬ dung das Ziel, ein Verbindungsstück für Holzkonstruktionen der oben beschriebenen Art zu schaffen, das ermöglicht, eine einzige Vorrichtung für die verschiedenen Beanspruchungen (Zug und Scherung in der Ebene) zu benutzen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Festigkeit und die Steifigkeit des Verbin^¬ dungssystems für sehr hohe Beanspruchungen merklich zu erhöhen, wie zum Beispiel jene die von Erdbeben oder Windstößen herrühren.

Um diese Aufgabe zu lösen, schlägt die Erfindun ein neues Verbindungsstück für H o 1 z k o n s t r u k t i o nen in der Form eines Me t a 11 w i n k e 1 s t ü c k s mit be sonderer Gestaltung der Bohrungen für die Befes tigungsteile mit zylinderförmigem Schaft bzw Nägeln und Vo 11 ge w i n de s ch r aub e n in Übereinstim mung mit Anspruch 1 vor.

Diese Aufgabe wird durch ein Ve r b i n du n g s s y s t em mit einem Verbindungsstück für Holzkonstruktionen gelöst, das aus einer ersten Metallplatte, bevorzugter Weise aus Stahl besteht. Die Stärke der Platte ändert sich bevorzugter Weise zwischen 3 mm und 6 mm, besonders vorteilhaft bei 4mm. Die Platte ist im wesentlichen um 90° gebogen um ein Winkelstück zu bilden. Auf der vertikalen Seite der Platte des Verbindungsstückes ist eine Reihe von Bohrungen mit Durchmesser zwischen 4 mm und 6 mm, bevorzugt von 5 mm vorgesehen, während auf der horizontalen Seite eine erste Reihe von Bohrungen mit Durchmesser d zwischen 4 mm und 6 mm, bevorzugt von 5 mm vorge^¬ sehen ist. Auf der horizontalen Seite des Verbindung s t e i 1 s , in der Nähe des Knicks von 90° mit Abstand i zwischen Knick und B o h r u n g s mi t t e ist eine zweite Reihe von Bohrungen mit Durch^¬ messer n zwischen 11 mm und 13 mm, bevorzugt 12 mm vorgesehen. Für die ersten Bohrungen mit kleinerem Durchmesser sind glatte oder gerillte Nägel oder Schrauben oder ähnlichem vorgesehen, während für die zweiten Bohrungen mit größerem Durchmesser Vo 11 ge w i n de s ch r a ub e n vorgesehen sind, die einen Winkel zwischen 60° und 85°, bevorzugt 75°gegenüber der horizontalen Ebene bilden .

Die Positionierung der Vo 11 g e w i n de s ch r aub e n beträgt eine überraschende Wirkung und eine Ver^¬ steifung der gesamten Verbindung, wobei eine größere Festigkeit sichergestellt wird.

Die Aufgabe wird überdies durch eine Verbindung gelöst, die durch ein e r f i n du n g s ge mäß e s Verbin^¬ dungsstück gebildet ist.

Gegenüber dem Stand der Technik ist das Verbindungsstück sowohl für senkrechte Beanspruchungen (Zug) als auch für jene parallele (Scherung) zum Knick verwendbar, wobei es insoweit sich insbe^¬ sondere gut für eine fortgeschrittene Berechnung von Strukturen verwenden lässt, die diese mehrfachen Beanspruchungen in Betracht zieht. Das Verbindungsstück in der Form eines Metallwinkelstücks erfordert keine weitere Verstärkung zwi^¬ schen den beiden Flanschen, da in der Gesamtheit der Verbindung von Holzteilen die Vollgewindeschrauben die Verformung verhindern, die auf die Beanspruchung parallel zum Kn i c k z u r ü c k z u f üh r e n ist. Das Verbindungsstück bietet die Möglichkeit an, eine erhebliche Anzahl von Nägeln einzubringen, um den Erfordernissen von Festigkeit und Steifheit zu genügen, die durch die sehr hohen Beanspruchungen durch Erdbeben oder Wind entstehen. Das Verbindungsstück besitzt eine begrenzte H ö he n au s de hn un g , wobei es den Vorteil hat, nicht aus dem Untergrundpack vorzustehen. Das vorgeschlagene Verbindungsstück ist für die Hauskonstruktionen aus massiven Holz mit der Typologie „crosslam" (XLAM, CLT) optimiert und bietet eine Vereinfachung der Montage der H o 1 z k o n s t r u k t i o n an .

Diese Kombination zwischen ä ge 1 / S ch r aub e n oder ähnlichen mit herabgesetzten Abmessungen und den Vo 11 gewi nde s ehr auben erlauben auf überraschenderweise sowohl die senkrechten Beanspru^¬ chungen als auch jene zum Knick parallelen zu s t oppen .

Die Erfindung wird im Detail aufgrund der Be^¬ schreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Au s f üh r u n g s f o rm beschrieben, die schematisch beispielsweise und nicht begrenzend in der beigefügten Zeichnung erläutert wird, in der zeigen:

Figur 1 schematisch ein Schaubild des Verbindungsstückes,

Figur 2 einen Schnitt des Verbindungsstückes ve rbun den mit den aus einer Wand und ei- ne r De cke bestehenden Holzteilen 6, Figur 3 eine Stirnansicht des Ve rb ι n du n g s t ü - c ke s ,

Figur 4 eine Draufsicht des Verbindungsstückes.

Wie in der Figur 2 im Schnitt längs der Linie 2 der Figur 1 dargestellt, besteht das Verbin^¬ dungsstück 1 aus einer Metallplatte 5 bevorzugt in Stahl mit einer Stärke bevorzugter Weise zwischen 3 mm und 6 mm, besonders bevorzugt mit 4 mm, die im wesentlichen um 90° ± 5 zur Ausbildung eines Winkels rechtwinklig abgebogen ist.

Die Platte 5 ist durch den Knick in einen vertikalen Plattenteil 3 und einen horizontalen Plattenteil 4 unterteilt. Am vertikalen Platt^¬ enteil 3 des Verbindungsstückes sind eine Reihe von ersten Bohrungen 8 mit Durchmesser d zwischen bevorzugter Weise 4 mm und 6 mm vorgesehen, während am horizontalen Plattenteil beispiels^¬ weise in einer Au s f üh r u n g s f o rm 35 Bohrungen 8 mit einem Durchmesser d zwischen 4 mm und 6 mm, insbesondere bevorzugt 5 mm vorgesehen sind. Am horizontalen Plattenteil des Verbindungsstückes in der Nähe des Knickes von 90° ist eine zweite Reihe von Bohrungen mit größerem Durchmesser n bevorzugter Weise zwischen 9 mm und 15 mm, besonders bevorzugt von 12 mm vorgesehen. Für die ersten Bohrungen 8 mit Durchmesser d sind glatte oder gerillte Nägel oder ähnliche vorgesehen, während für die Bohrungen 7 mit Durchmesser n Vollgewindeschrauben 9 vorgesehen sind, die einen Winkel a zwischen 60 "und 85° gegenüber der horizontalen Ebene bilden.

In Figur 3 ist der Abstand der Bohrungen 8 vom oberen Rand b und jener b zwischen den Bohrungen selbst angegeben, der zum Beispiel 10 mm sein kann. Der Abstand der Bohrungen 8 vom unteren Rand c ist zum Beispiel 60 mm. Der Abstand der Bohrungen 8 vom linken und rechten Rand beträgt a, bevorzugter Weise 11 mm. Die Bohrungen 8 in vertikaler Richtung sind bevorzugter Weise mit Abstand f versetzt, v o r t e i 1 h a f t e r we i s e um 5 mm. Die vertikalen Reihen der Bohrungen 8 sind mit einem Ach s e n ab s t a n d g v o r t e i 1 h a f t e r w e i s e von 19 mm vorgesehen. Der Abstand h zwischen den Bohrungen 8 in horizontaler Richtung beträgt bevorzugter Weise 38 mm. In Figur 4 ist in einem bevorzugten Beispiel der Abstand der Mitte der Bohrungen 7 vom Außenwand des vertikalen Plattenteils i dargestellt, der in diesem Fall etwa 13 mm ist. Der Abstand j zwischen den Bohrungen 7 und den Bohrungen 8 beträgt v o r t e i 1 h a f t e r w e i s e 20 mm. Die Bohrungen 8 der Reihe auf der horizontalen Seite des Verbindungsstückes sind um Abstand k v o r t e i 1 h a f t e rw e i s e von 5 mm versetzt. Der Mi n de s t ab s t a n d zwischen der Reihen der Bohrungen 8 kann zum Beispiel dem Abstand 1 von 7 mm entsprechen. Der Abstand der Bohrungen 8 vom abgewandten Wand der vertikalen Seite des Verbindungsstückes m beträgt v o r t e i 1 h a f t e r w e i s e mindestens oder genau 27 mm. Der Abstand p zwi^¬ schen den Bohrungen 7 in horizontaler Richtung i s t vorteilhafterweise mindestens oder genau 55 mm Der Ab stand q der Bohrungen 8 vom linken Ra n d i s t zum Beispiel gleich 14 mm , während dies e r v o m rechten Rand s zum Beispiel 13 mm ist. D i e ve r tikalen Reihen der Bohrungen 8 sind in hör i - z o n taler Richtung um den Abstand r zum Beispi el von 19 mm versetzt.

Vo r t e i 1 h a f t e rwe i s e ist das durch eine Verbindung ausgeführte Ve rb i n du n g s y s t em durch ein erfindungsgemäßes Verbindungsstück gebildet, das ein erstes Holzbauteil 6 mit einem zweiten Holzbau^¬ teil verbindet. Die beiden Holzbauteile bilden einen im wesentlichen rechten Winkel. Das Verbindungsstück wird durch eine erste Reihe von Vo 11 ge w i n de s ch r aub e n befestigt, die in den Bohrungen 7 mit einem Winkel a zwischen 60°-85° v o r t e i 1 h a f t e rwe i s e mit etwa 75° eingebracht sind, der durch die Schraube und die Platte ge^¬ bildet wird, in der die Bohrungen angeordnet sind. Diese Bohrungen sind im wesentlichen am Knick anliegend mit einem Abstand 25 mm, bevor^¬ zugter Weise mit 5 mm angeordnet. Die Verbindung wird mit einer zweiten Reihe von Nägeln und/oder Schrauben in den Bohrungen 8 festgelegt. Diese zweiten S ch r aub e n / ä ge 1 weisen einen Durchmesser auf, der gegenüber der ersten Reihe von Vollgewindeschrauben kleiner ist und im wesentlichen senkrecht in den Bohrungen gegenüber der ersten Platte und in den beiden H o 1 z k o n s t r u k t i o n s t e i 1 e n eingebracht sind. Vo r t e i 1 h a f t e r we i s e bedürfen die Vo 11 ge w i nde s c h r aub e n keine zwischen Platte und ihrem Kopf zwischengelegte Unterleg^¬ scheibe/Ring .

Es ist schließlich klar, dass am bisher beschriebenen System und Verbinder Zusätze, Abänderungen oder für den Fachmann nahe liegende Varianten vorgenommen werden können, ohne deshalb den durch die beigefügten Patentansprüche gelie^¬ ferten Schutzbereich zu verlassen. z u g s ziffernlegende

1 Verbindungsstü

2 Schnittlinie

3 unterer Platte

4 oberer Platten

5 Metallplatte

6 Holzkonstrukti

7 Bohrung

8 Bohrung

9 Vollgewindesch

a Winkel

b, P , h , g , r , k , 1 , f Ab

e , o , q , s Ab stand

i , c Abstand Bohrun

j Ab stand zwischen

gen

d, n Dur chme s s e r B

Claims

PATENTA SPRUCHE

1. Ve r b i n du n g s s y s t em für Holzkonstruktionen, z u s amme n ge s e t z t aus einem Verbindungsstück

( 1 ) , das eine Metallplatte aufweist, die im w e s entlichen um 90°+-5° zur Bildung eines

Wi n kelstückes gebogen ist, wobei die Platte de s Verbindungsstückes eine Reihe von

Bo h rungen aufweist, die ein erstes

Ho 1 z k o n s t r u k t i o n s t e i 1 mit einem zweiten

Ho 1 z k o n s t r u k t i o n s t e i 1 verbindet, wobei die b e i den H o 1 z ko n s t r u k t i o n s t e i 1 e einen im w e s entlichen rechten Winkel bilden und das

Ve r b i n du n g s s t ü c k mit einer ersten Reihe von i n den Bohrungen (7) eingebrachten

Vo 11 ge w i n de s ch r aub e n (9) mit einem durch die Schraube und die Platte (5) gebildeten Winkel (a) zwischen 60°-85° befestigt wird, in der die Bohrungen angeordnet sind, und wobei diese Bohrungen (7) im wesentlichen am Knick anliegend mit einem H ö ch s t ab s t a n d von 25 mm angeordnet sind und das Verbindungsstück mit einer zweiten Reihe von Nägeln und/oder Schrauben in den Bohrungen (8) befestigt wird, wobei die zweiten S ch r a ub e n / ä g e 1 eine Länge aufweisen, die kleiner ist als jene der ersten Reihe von Vo 11 ge w i n de s c h r aub e n (9) und im wesentlichen senkrecht in den Bohrungen gegenüber der entsprechenden Platte und in den beiden

H o 1 z k o n s t r u k t i o n s t e i 1 e n eingebracht werden.

2. Ve r b i n du n g s s y s t em für H o 1 z k o n s t r u k t i o n e n nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reihe von in den Bohrungen (7) eingebrachten Vollgewindeschrauben mit einem durch die Schraube und die Platte (5) gebildeten Winkel (a) zwischen 60°-85° befestigt wird, i n der die Bohrungen angeordnet sind, und diese Bohrungen im wesentlichen am Knick anliegend mit einem

Hö ch s t ab s t and von 5 mm angeordnet sind.

3 . Verbindungssystem für Holzkonstruktionen nach einem der vors tehenden Ansprüche, dadurch gekennzeic hne t , dass der Winkel (a) im wesentlichen 75 ist.

4 . Verbindungssystem für Holzkonstruktionen nach einem der vors tehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die in den zweiten Bohrungen eingebrachten

Schrauben/Nägel ( 8 ) einen Durchmesser aufweisen, der kl einer ist als jener der ersten Reihe von V o 11 ge w i n de s ch r aub e n (9) .

5 . Verbindungssystem für Holzkonstruktionen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chne t , dass die beiden

Holzkonstruktionst eile aus massiven Holz mit der T yp o 1 o g i e „crosslam" (XL AM,

CL ) sind.

6. Ve r b i n du n g s s t ü c k für Konstruktionen für ein System gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Metallplatte besteht, die im wesentlichen um 90° ±5° zur Bildung eines Winkelstückes gebogen ist, wobei an einem ersten Plattenteil des Verbindungsstückes eine Reihe von Bohrungen mit dem Durchmesser zwischen4 mm und 6 mm, bevorzugter Weise 5 mm vorgesehen sind, während am horizontalen Plattenteil eine erste Reihe von Bohrungen mit dem Durchmesser d zwischen 4 mm und 6 mm, bevorzugter Weise 5 mm vorgesehen ist, wobei am horizontalen Plattenteil des Verbindungsstückes in der Nähe des Knickes von 90° mit Abstand i zwischen dem Knick und damit der der Bohrung eine zweite Reihe von Bohrungen mit Durchmesser n zwischen 11 mm und 13 mm, bevorzugter Weise 12 mm vorgesehen ist, wobei für die ersten Bohrungen mit kleinerem Durchmesser glatte oder gerillte Nägel oder Schrauben oder ähnlichen vorgesehen sind, während für die zweiten Bohrungen (8) Vo 11 ge w i n de s ch r a ub e n vorgesehen sind, die einen Winkel a zwischen 60° und 85°, bevorzugter Weise 75°gegenüber der horizontalen Ebene bilden.

Verbindungsstück für Konstruktionen gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der ersten Bohrungen (7) vom linken und/oder rechten Rand mindestens 27 mm beträgt . Verbindungsstück für Konstruktionen gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (p) zwischen den Bohrungen (7) in horizontaler Richtung mindestens 55 mm ist.

Verbindungsstück für Konstruktionen gemäß einem der Ansprüche 6, 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der zweiten Bohrungen (8) vom linken Rand (q) 14 mm ist, während er vom rechten Rand (s) 13 mm ist.

0. Verbindungsstück für Konstruktionen gemäß einem der Ansprüche 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Reihen der Bohrungen (8) in horizontaler Richtung um dem Abstand (r) v o r t e i 1 h a f t e r we i s e von 19 mm versetzt sind.