Dachtragwerk D21.02

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Geier, K.  

Dachtragwerk in Holzklebebauweise für teiloffene und offene Gebäude

Bauzeitung, Berlin 41 (1987) 3, S.130-132, Auszug

Der Bedarf an teiloffenen und freistehenden Überdachungen wurde in der Vergangenheit durch zimmermannsmäßig abgebundene Bauten befriedigt. Aus jüngerer Zeit sind die serienmäßig hergestellten Unterstellhallen Typ 72 bzw. Typ Schwerin bekannt, weiterhin stahlunterspannte Zweigelenkdachbinder in Holzklebebauweise sowie genagelte Fachwerkbinder. 

      Unterstellhalle Typ Schwerin 

In Erweiterung des Sortiments an Dachtragwerken der D-Serie wurde kürzlich der Holzklebebinder D 21.02 einschließlich Dachverband in die Produktion übergeführt. Er ersetzt den Holznagelbinder BS 149.1. Zur Fertigung vorgesehen ist der Stahlunterspannte Holzklebebinder D 18.02 im Austausch für die Konstruktion BS 148.1

Dachbinder D 21.02

Bei dieser Konstruktion handelt es sich um einen Holz-Stahl-Dachbinder mit Kehlbalken (Zange) für teiloffene und offene Gebäude, dessen druckbeanspruchte Bauglieder aus Brettschichtholz (Sparren, Kehlbalken) bzw. Vollholz (Sparrenabstützungen) und dessen zugbeanspruchte Bauglieder aus Stahl der Güte St 38 bzw. H 52 bestehen. Die Dachneigung beträgt 25 % bzw. 14°, die Spannweite 20750 mm, der Binderabstand 4500  mm. Die Lage der Systemlinien an der Stütze ist in Gebäudelängsrichtung Randlage und in Gebäudequerrichtung Achslage. Der Dachbinder ist einsetzbar in Höhenlagen bis 300 mm bzw. im Harz bis 250 m (Schneelastgrundwert so = 0,5 kN/m2) sowie für Gebäudehöhen bis 10000 mm bzw. Stützenhöhen bis 7375 mm (Wind-Staudruck qo = 0,55 kN/m2). Im Firstbereich wurde eine Einzellast von 11,0 kN eingerechnet. Als Eindeckung sind Asbestzementwelltafeln vorgesehen.

Statisches System

Das statische System des herkömmlichen stahlunterspannten Holzklebebinders versagt, wenn die aufwärts gerichteten Lasten größer sind als die nach unten gerichteten - kurz, beim Einsatz in teiloffenen und offenen Gebäuden. Von den zahlreichen untersuchten Möglichkeiten zur Behebung dieses Nachteils hat sich die Einfügung eines Kehlbalkens als zweckmäßig erwiesen. 

      Dachbinder mit Kehlbalken

Der Dachbinder D 21.02 stellt aus statischer Sicht eine Kombination zweier unterschiedlicher Tragsysteme dar: Bei Winddruck sowie allen nach unten gerichteten Lasten kommt das Zugband aus Stahl zur Wirkung, für den Lastfall Windsog gilt als statisches System der Dreigelenkrahmen mit Kehlbalken. Auf Grund unterschiedlicher Formänderung von Stahlunterspannung und hölzernem Kehlbalken einschließlich der erforderlichen Anschlüsse wurde auf eine zugfeste Verbindung zwischen Sparren und Kehlbalken verzichtet. 

Lastannahmen

Teiloffene und offene Gebäude werden im Vergleich zu geschlossenen Gebäuden durch hohe zusätzliche Windlasten nach TGL 32274/07 beansprucht. Während für teiloffene Gebäude international übereinstimmende Mess- und Erfahrungswerte vorliegen, existieren diese für offene Gebäude nicht. Der oben genannte Standard enthält in Tabelle 4, Nr. 17, Angaben für freistehende einstielige Bahnsteigüberdachungen, die nach Auskunft der Bearbeiter des Standards sinngemäß für die hier betrachtete Konstruktion verwendet werden können. Diese Werte sind außerordentlich hoch und weit auf der sicheren Seite liegend. In Absprache mit der zuständigen Staatlichen Bauaufsicht wurden die Windlasten für den Fall des offenen Gebäudes auf die maximalen Werte der ein- bis dreiseitig offenen Gebäude reduziert und in dieser Größenordnung der endgültigen Konstruktion zugrunde gelegt (Tabelle).

Statische Berechnung und Bemessung

Die Auswahl der optimalen Tragwerksform sowie die endgültige Schnittkraftermittlung und Bemessung erfolgte getrennt für die in Bild 3a und 3b gezeigten statischen Systeme unter Nutzung der EDV / 2 /. Die bei weitem maßgebende Beanspruchung des Sparrens aus Brettschichtholz wird durch den Windsog im Dreigelenksystem mit Kehlbalken verursacht. Die Stahlzugglieder sind infolge des nur bei teiloffenen bzw. offenen Gebäuden üblichen Winddrucks auf das Dachtragwerk stärker beansprucht als bei vergleichbaren geschlossenen Bauten. Ein Nachrüsten ordnungsgemäß eingesetzter, d.h. voll auggenutzter Dachbinder von geschlossenen Gebäuden mit einem Kehlbalken der hier verwendeten Art zum Einsatz in teiloffenen bzw. offenen Gebäuden ist aus den genannten Gründen nicht möglich.

Beim Entwurf des Dachbinders D 21.02 kamen erstmals die Vorschrift 174/85 der Staatlichen Bauaufsicht / 3 / und damit die sortenabhängigen Spannungen für Bauteile aus Brettschichtholz zur Anwendung. Den statischen Besonderheiten des Tragwerks entsprechend und auf Grund der geringen zulässigen Zug- bzw. Biegezugspannungen für die Sorten 2 und 3 eignet sich für die geklebten Sparren dieses Dachbinders ausschließlich Brettschichtholz der Sorte 1.

Konstruktive Ausbildung

Äußerlich bietet der Dachbinder D 21.02 das Bild eines stahlunterspannten Holzklebebinders der bekannten Art mit vergleichsweise groß bemessenen Sparren aus Brettschichtholz, mit einer aufwendigen Firstpunkt-Vernagelung - letzteres wegen der bei Windsog vom Firstgelenk aufzunehmenden Zugkräfte - sowie dem neuartigen Kehlbalken, auch Zange genannt (Bild 4). Neu sind ferner die Halteschlaufen am zugbandseitigen Ende der Sparrenabstützungen sowie der Sicherungsbolzen im Montageschloss der verzinkten vierteiligen Zugbandausführung als Lagesicherung für die Stahlzugglieder im spannungslosen Zustand (Wind von unten).

Der beidseitig am Sparren anliegende Kehlbalken aus Brettschichtholz ist als mehrteiliger Druckstab mit Spreizung (Zwischenhölzer verdübelt) nach TGL 33135/01, Abschnitt 10.4.3.2, ausgebildet. Dadurch wird es möglich, die zum unterspannten Tragsystem nach Bild 3a gehörigen Holz und Stahlbauglieder durch die Kehlbalkenebene hindurchzuführen und gleichzeitig die erforderliche Knicklängen des Kehlbalkens in der Sparrenebene und rechtwinklig dazu abzusichern (Bild 5). Zur Gewährleistung der ungehinderten Verformung beider im Dachbinder D 21.02 vereinigten statischen Systeme nach Bild 3a und 3b wird der Kehlbalken am Sparren verschieblich mit Hilfe von Bolzen im Langloch angeschlossen. Die bei Windsog auftretenden Druckkräfte werden durch Kontaktwirkung auf das im Herstellerwerk angedübelte Sparren-Widerlager übertragen.

Dachverband, Tragwerksmontage

Die genagelten Fachwerkbinder für teiloffene und offene Bauten der BS-Serie wurden traditionsgemäß mit einem Dachverband aus ein- und mehrteiligen Vollholzbauteilen komplettiert. Auf Grund des Binderabstandes von 4500 mm kamen Mehrfeldpfetten zum Einsatz. Den neuen Möglichkeiten der Holzklebebauweisen entsprechend wurde mit Einführung des Dachbinders D 21.02 dieser Grundsatz aufgegeben und der Übergang zum holzsparenden Gerbersystem vollzogen: Die Kragpfetten aus Brettschichtholz weisen die Abmessungen 47 mm x 142 mm x 5820 mm auf, die Schwebepfetten und Aussteifungsdiagonale bestehen wie bisher aus Vollholz (Bild 6).

Der Zusammenbau des Dachbinder-Grundsystems mit Stahlunterspannung swwie der spätere Pfetteneinbau erfolgen weitgehend in bekannter Weise, wobei der Zugband-Lagesicherung durch Halteschlaufen und Sicherungsbolzen große Bedeutung zukommt. Die Kehlbalken werden in jeweils drei Abschnitte unterteilt zur Baustelle geliefert und am stehenden Binder zur endgültigen Länge vernagelt und verschraubt. Auf ordnungsgemäßen Passsitz sämtlicher vier Kontaktflächen zwischen Kehlbalken und Sparren ist zu achten; notfalls sind die den Vierfachkontakt behindernden überstehenden Kehlbalkenenden vor dem Herstellen der Montagestöße zu verkürzen..

Anwenderinformationen

Analog zu den seit längeren in Produktion befindlichen geklebten Dachtragwerken der D-Serie liegt für den Dachbinder D 21.02 einschließlich Dachverband eine Holzbautechnische Dokumentation / 4 / vor; sie informiert über Einsatz- und Montagebedingungen, Konstruktionsdetails sowie Stücklisten und Bauteilverzeichnisse. Die Dokumentation kann über das Forschungsinstitut des VEB Holz- und Leichtmetallbauelemente Leipzig bezogen werde.. Im Auftrag des VEB Kombinat Bauelemente Faserbaustoffe wurde eine ausführliche Mustertechnologie für die Montage von Dachtragwerken des beschriebenen Typs / 5 / erarbeitet, welche in geeigneter Form für die Nachnutzung zur Verfügung gestellt werden wird. 

Literatur

/ 1 /  Geier, K.: Zur Tragwerksgeometrie von stahlunterspannten Holzklebebindern der D-Serie. Bauzeitung, Berlin, 41 (1987) 1, S. 39-41

/ 2 /  Geier, K.: Einsatz der elektronischen Datenverarbeitung im Holzbau der DDR - Stand und Ausblick. Holztechnologie, Leipzig, 27 (1986) 4, S. 196-201

/ 3 /  Vorschrift 174/85 der Staatlichen Bauaufsicht "Holzbau; Tragwerke; Berechnung, Bauliche Durchbildung" (1. Änderung von TGL 33135/02). StBA 9 (1985) 10/11, S. 82-84

/ 4 /  Dachkonstruktion in Holzklebebauweise D 21.02 für teiloffene und offene Gebäude, BA 4500 mm. Holzbautechnische Dokumentation. Hrsg. VEB Kombinat Bauelemente und Faserbaustoffe, Leipzig, 1986

/ 5 /  Montagetechnologie für Dachtragwerke in Holzklebebauweise von teiloffenen und offenen Gebäuden. F/E-Bericht (unveröffentlicht). Bauakademie der DDR, Institut für Landwirtschaftliche Bauten, Berlin 1986

20200223                    Zurück zu Aktuelles

Holz-Stahl-Dachtragwerk D21.02  Statische Berechnung und Konstruktion durch Arbeitsgruppe unter Leitung von Kurt Geier   Indexierung: Abmessung Abmessungen Asbest Asbestzement Asbestzement-Welltafel Asbestzement-Welltafeln Asbestzementwelltafel Asbestzementwelltafeln Aufgabe Aufgabenstellung Auflager Aussteifung Ballast Bau Baustelle Bauteil Bauteile Bauwerk Bauwerke Belastung Bergeraum Beton Betonstütze Betonstützen Biegeträger Biegung Binder Bolzen Brettschichtholz Dach Dächer Dachbinder Dachdeckung Dacheindeckung Dachkonstruktion Dachpfette Dachpfetten Dachtragwerk Dreigelenk Drempel Druck Druckkraft Druckkräfte Druckstab Druckstäbe Dübel Dübelverbindung Eigengewicht Eigenlast Eindeckung Fertigung First Firstgelenk Foto Fotos Fundament Fundamente Gebäude Gebäudehöhe Gebäudehülle Gebäudelänge Gelenk Gewicht Herstellung Höhe Holz Holzbau Holzkonstruktion Homepage Hülle Internet Kamera Katalog Kehlbalken Kosten Kraft Kräfte Landbaukombinat Landwirtschaft Länge Last Lasten Lastannahme Lastannahmen Lastfall Lastfälle LBK Material Montage Montagestoß Montageverbindung Pfette Pfetten Querschnitt Rohr Schnee Schneebelastung Schneelast Schraube Schrauben Schraubverbindung Sechskantschraube Sechskantschrauben Sog Spannweite Sparren Stahl Stahlrohr Stahlzugband Statik Stoß Stütze Stützen Träger Traverse Variante Varianten Variantenuntersuchung Verbindung Verkehrslast Verkehrslasten Vollholz Wind Windbelastung Winddruck Windlast Windsog ZBO Zeichnung Zeichnungen Zug Zugband Zugkraft Zugkräfte Zweigelenk; Kurt Geier; VEB Landbaukombinat Cottbus Sitz Herzberg; VEB LBK Cottbus Sitz Herzberg; ständige Last; ständige Lasten; statische Berechnung; statisches System; TGL 32274; VEB Kombinat Bauelemente und Faserbaustoffe Leipzig; VEB Fertighausbau Neuruppin; VEB Holz- und Leichtmetallbauelemente Leipzig; VEB HLB Leipzig; VEB Landbauprojekt Potsdam; VEB Landbauprojekt Potsdam Abt. Katalogisierung Halberstadt; pu870301 20101128; Zur Homepage www.holz-bauwesen.de