Schmale Konstruktionen verstärken
Schlanke Stützen und Träger aus Holz sind beliebt, stellen aber bei der Ableitung hoher Druckkräfte eine Herausforderung dar. Vollgewindeschrauben und Druckverteilungsplatten helfen, die Druckkräfte in Trägern richtig abzuleiten. Eine Anleitung zur Auflagerverstärkung.
Sowohl im Neubau als auch in der Altbausanierung sind schlanke, sichtbare Holzbalken und -träger beliebt. Schmale Träger mit Druckbeanspruchung durch Stützen können aber problematisch werden, denn das Holz hat quer zur Faser nur eine geringe Festigkeit. Um das auszugleichen, können Planer und Zimmerer größere Bauteile benutzen oder die Träger verstärken. Zur Verstärkung gibt es verschiedene Möglichkeiten: aufgenagelte Stahlplatten, eingeklebte Buchenholzdübel, Gewindestangen oder Vollgewindeschrauben. Schrauben haben den Vorteil, dass sie sich einfach ins Holz eindrehen lassen. So schaffen sie eine Übertragung der Druckkräfte über das Gewinde ins Holz.
Lasten ableiten
Die Auflagerverstärkung mit Vollgewindeschrauben bewirkt, dass Lasten in den verstärkten, druckbeanspruchten Träger eingeleitet werden. Dafür setzt der Zimmerer eine Druckverteilplatte zwischen die vertikale Holzstütze (Stirnholz) und den darüber liegenden Träger. Es ist wichtig, die Stelle der Lasteinleitung präzise auszubilden und die Vollgewindeschrauben richtig auf der Lasteinleitungsfläche zu verteilen. Vor dem Verstärken des Auflagers kann man mit Hilfe eines Bemessungsprogramms die Schraubenmenge, die Abmessungen und die Anordnung der Schrauben im Auflagerpunkt des Tragbalkens ermitteln. Dafür ist zum Beispiel die „Heco Calculation Software (HCS)“ geeignet, aktuell in der Version 4.0 verfügbar.
Auflagerdruck reduzieren
Ein Beispiel für eine Auflagerverstärkung: Ein Träger/Deckenbalken (Maße 140/200 mm) und eine quer darunter verlaufende Leichtbauwand mit integrierter, tragender Stütze (Maße 100/140 mm) liegen vor. Der Anwender gibt in der „HCS“-Software die Abmessungen der Konstruktion ein, er geht dabei von einer Druckverteilungsplatte aus, die im dargestellten Beispiel eine Dicke von 10 mm hat und so groß wie die Stirnfläche der Stütze ist.
Für die Auflagerverstärkung berechnet das Programm „HCS 4.0“ zwei Vollgewindeschrauben des Typs „Heco-Topix-CC“ mit Maßen von 8,5 x 190 mm. Die zwei Vollgewindeschrauben reichen aus, um bei ständiger Last von 17,8 kN beziehungsweise bei einer veränderlichen Last von 30 kN den Auflagerdruck auf das Holz zu reduzieren – und zwar um fast 34 Prozent (von 133,54 auf 99,82 Prozent).
Montage der Schrauben
Zu Beginn der Montage markiert man die Stellen, an denen die Schrauben eingedreht werden sollen. Danach werden die Schrauben unter 90° zur Faserrichtung des Holzes in den Träger eingedreht. Wichtig ist, den Zylinderkopf der Vollgewindeschrauben vollständig und oberflächenbündig im Träger zu versenken. Die richtige Platzierung der Schrauben im Tragbalken verhindert, dass sich die Stütze unter zu hoher Last in den Querträger eindrückt. Die Druckverteilungsplatte verhindert das Eindringen der Schraubenköpfe in das Stirnholz der Stütze. Sie wird im nächsten Schritt an der Stirnseite der Stütze montiert. Der Träger wird dann auf die mit der Stahlplatte verstärkte Holzstütze gelegt.
Tragfähigkeit gesteigert
Die Auflagerverstärkung bietet dem Handwerker die Möglichkeit, mit Vollgewindeschrauben die Tragfähigkeit eines querdruckbeanspruchten Trägers zu steigern. Der kleine Zylinderkopf der Schraube nimmt die Auflagerlast an der Holzoberfläche auf. Über das Schraubengewinde wird die Auflagerlast in das Innere des Trägers geleitet. Dort verteilen die Gewindegänge die Last auf eine große Fläche. Da die „Heco-Topix-CC“ hohe Lasten ableiten kann, sind mit ihr schmale Holzbreiten und damit ein filigraner Aufbau möglich. So ist für große Auflagerkräfte keine übergroße Auflagerfläche nötig.
Autor
Sebastian Müßigmann ist Anwendungsberater bei der Heco Schrauben GmbH & Co. KG in Schramberg.
