DE3130445C2 - Beschlag zum querkraftbelastbaren Anschluß an die Stirnseite von Holzbalken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Beschlag zum querkraftbelastbaren Anschluß an die Stirnseite von Holzbalken, z.B. an einen anderen Träger, an eine Stütze oder eine Wand. Der Beschlag besteht aus einer Metallplatte (3), die an der Balkenstirnseite anliegt (vgl. Abb. 1). Aus der Metallplatte kragen eine oder mehrere Rippen (5) aus, die senkrecht zur Kraftrichtung verlaufen und in entsprechende Schlitze in der Balkenstirnseite eingesetzt werden. Die Querkräfte werden vom Balken über diese Rippen in die Metallplatte eingeleitet. Aus der Metallplatte kragen ferner dünne Metallaschen (6) aus, die ebenfalls in passende Schlitze in der Balkenstirnseite eingesetzt werden und durch von unten eingetriebene Verbindungsmittel - Nägel, Schrauben etc. - im Balken verankert werden. Diese Laschen fängt die in Balkenlängsrichtung wirkenden Zugkräfte auf, die durch die Exzentrizität der eingeleiteten Auflagerkraft und der Rippenkontaktflächen entstehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Beschlag zum querkraftbelastbaren Anschluß an die Stirnseite von Holzbalken, bestehend aus einer an der Stirnseite anliegenden Metallplatte und einer oder mehreren Metallrippen, die aus der Anlagefläche der Metallplatte auskragen und senkrecht zur Kraftrichtung verlaufen. Solche Beschläge dienen vornehmlich dazu, einen Biegeträger mit der Stirnseite kraftschlüssig an ein anderes Bauteil anzuschließen, z. B. an einen Querträger oder eine Stütze aus Stahl oder Holz oder an eine Wand aus Mauerwerk oder Beton.

In erster Linie befaßt sich die Erfindung mit der Befestigung dieses Beschlages in der Balkenstirnseite. Aus dem Balkenende müssen möglichst hohe Auflagerkräfte in die Stirnplatte aus Metall eingeleitet und dabei gleichzeitig die in Balkenrichtung verlaufenden Druck- und Zugkräfte aufgenommen werden, die durch die Ausmittigkeit der Kraftübertragung entstehen. Zusätzlich sollen Zug- und Druckkräfte und gegebenenfalls Kipp-, Biege- und Torsionsmomente übertragen werden können.

Ein bekannter Beschlag dieser Art (US.-Z: »Progressive Architecture«, OkL 1969, S. 250), besteht aus einer senkrechten Metallplatte, die an der Stirnseite des Holzbalkens anliegt und aus deren oberem und unterem Ende je eine waagerechte Metallplatte auskragen. Die senkrechte Metallplatte ist durchfocht und wird mit Bolzen, Schrauben oder ähnlichem an den gegenüberliegenden Bauteil befestigt Der Holzbalken wird zwischen die beiden waagerechten Metallplatten an die Metallplatte herangeschoben und im Beschlag mittels Schrauben, Bolzen, Stiften oder ähnlichen Mitteln verankert, die durch Löcher in den waagerechten Metallplatten von oben und unten eingesetzt werden.

Bei diesem bekannten Beschlag werden sowohl die senkrechten Auflagerkräfte als auch die aus der exzentrischen Krafteinleitung herrührenden Zugkräfte über die waagerechten Metallplatten abgetragen. Die Platten haben über ihre ganze Länge dieselbe Stärke, die durch Auflagerkräfte vorgegeben ist Das kostet unnötiges Material für den Beschlag und erhöht sein Gewicht, da die Platten für die Aufnahme der Verankerungsschrauben wesentlich länger ausgebildet werden müssen, als zur Aufnahme der Auflagerkräfte erforderlich ist. Dadurch wird der Auflagerdruckpunkt weiter als nötig von der Anlag?fläche der senkrechten Metallplatte entfernt, was einer weiteren Verstärkung der waagerechten Metallplatte und ihrer Einspannung in die senkrechte Platte erforderlich macht. Die waagerechten Metallplatten bekommen damit eine solche Stärke, daß sie nur noch mit reinen Metallwerkzeugen bearbeitet werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochbelastbaren und feuerbeständigen Beschlag zum querkraftbelastbaren Anschluß an die Stirnseite von Holzbalken zur Verfügung zu stellen, dem diese Nachteile nicht anhaften, der insbesondere einfach herstellbar und mit einfachen Mitteln an der Balkenstirnseite zu befestigen ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch mindestens eine zur Metallrippe parallele dünne Metallasche, die im Holzbalken verankerbar ist. Die Platte wird mit der Metallrippe und der Metallasche in passende Schlitze in der Balkenstirnseite eingesetzt und dort verankert, indem von der unleren oder oberen Balkenseite z. B. Nägel durch die Metallasche hindurchgetrieben werden; das kann mit üblichen Holzbearbeitungswerkzeugen geschehen. Die Metallrippe und die dünne Metallasehe haben unterschiedliche Funktionen. Die Querkräfte werden vom Balken über die auskragende Rippe auf die Platte übertragen. Die im Holz verankerte Metallasche fängt die Zugkraft auf, die aus der Exzentrizität der Krafteinleitung entsteht und in Balkenrichtung verläuft; die korrespondierende entgegengesetzt parallele Druckkraft wird über den Kontakt zwischen der Metallplatte und der Balkenstirnseite oberhalb der Metallasche aufgenommen. Der Beschlag hat durchweg gleichen Querschnitt und kann auf einfache Weise im AIuminium-Strangpreßverfahren hergestellt werden. Gegenüber herkömmlichen Beschlagen wird Material eingespart, weil die starke Rippe wesentlich kurzer ausgebildet werden kann.
Die Platte läßt sich leicht in die Balkenstirnseite einsetzen; zur Vorbereitung des Balkens brauchen lediglich Sägeschlitze in die Stirnseite eingebracht zu werden.

Die Krafteinleitung in die Metallplatte und damit die Tragfähigkeit des Beschlages lassen sich wesentlich verbessern, indem die Metallplatte mit mehreren auskragenden Metallrippen versehen wird. Die Rippen können gleiche Auskraglänge haben. Noch besser ist die Krafteinleitung, wenn die Auskraglänge der Rippen zur Balkenoberseite hin abnimmt, da weiter oben liegende Rip-

pen wegen der zusätzlichen Querzugbelastung des Balkens geringer belastbar sind.

Mit der Metallasche wird die Platte wie beschrieben im Balken verankert Außer Nägeln kann man dazu auch entsprechende Befestigungsmittel venvenden wie Schrauben, Bolzen, Stabdübel oder dergleichen, die von der unteren oder oberen Balkenseite aus durch die Metallasche hindurch eingesetzt werden. Die Lasche kann aus dem Ende einer Metallrippe oder auch unmittelbar aus der Anlagefläche der Metallplatte auskragen. Sie muß dünn sein und darf keine Auflagerkräfte (Querkräfte) anziehen, da sonst unkontrollierter Kraftfluß auftreten und die Belastung der*Einspannstelle in der Platte durch das Kragmoment zu groß werden kann. Dafür werden Laschen, die aus dem Ende einer Rippe auskragen, auch an deren Unterseite angeordnet, damit sie nicht automatisch die Kontaktfläche vergrößern.

Die Lasche befindet sich vorzugsweise im unteren Bereich der Metallplatte. Sie kann sogar am unteren Ende angebracht sein und an der Balkenunterseite anliegen. Wegen der besseren Feuerbeständigkeit sollte sie jedoch in einen Schlitz in der Balkenstirnseite eingesetzt werden.

Man kann auch mehrere Metallaschen vorsehen. Wenn sich eine Lasche im oberen Bereich und eine Lasche im unteren Bereich befindet, kann der Beschlag auch Zugkräfte aus dem Balken, Biegemomente und Torsionsmomente übertragen.

Die Metallplatte kann schmaler sein als der Holzbalken. Dann kann man sie vollständig in die Balkenstirnfläche einlassen und erhält so eine seitliche Holzüberdeckung.

Einen Beschlag nach dieser Erfindung kann man auch aus zwei übereinander angeordneten Metallplatten herstellen, die an ihrem Stoß durch eine Falzverbindung miteinander verkoppelt sind.

Zur Verbindung der Metallplatten mit dem anderen Bauteil können beliebige herkömmliche Befestigungsmittel dienen, die auf der Außenseite der Metallplatte angreifen oder damit verbunden sind. Als Verbindungsmittel mit dem anderen Bauteil kann man auf der Außenplatte z. B. auch Verklinkungen, Verzahnungen oder ähnliche Elemente vorsehen, die parallel zu den Rippen 5 verlaufen. Mit solchen Elementen kann die Metallplatte z. B. in entsprechende Elemente einer korrespondierenden Ankerplatte eingesetzt werden, die sich an dem anderen Bauteil befindet. Bei der Herstellung des Beschlages im Stranjpreßverfahren können derartige Elemente in die Außenseite der Platte eingeformt werden.

Im folgenden werden das Prinzip der Erfindung und Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

A bb. 1 einen Beschlag mit nur je einer biepesteifen Rippe und einer biegeweichen Lasche in die Stirnseite eines Balkens eingesetzt,

A b b. 2 einen Beschlag mit drei biegesteifen Rippen und zwei biegeweichen Laschen, von denen eine aus einer Rippe auskragt,

A b b. 3 einen aus zwei Platten zusammengesetzten Beschlag,

A b b. 4 die Falzverbindung zwischen den beiden Platten nach A b b. 3,

A b b. 5 einen Beschlag mit mehreren Rippen von unterschiedlicher Kraglänge,

A bb. 6 in perspektivischer Darstellung einen in das Balkenende eingesetzten Beschlag mit einem beispielhaften Anschlußelement an ein anderes Bauteil,

A b b. 7 in perspektivischer Darstellung einen vollkommen in das Holz eingelassenen Beschlag,

A b b. 8 einen Beschlag mit einem Anschlußelemerit an das gegenüberliegende Bauteil,

A b b. 9 das Anschlußelement gemäß A b b. 8 in vergrößorter Darstellung und

Abb. 10 Beschlag und gegenüberliegendes Bauteil nach A b b. 8 von unten.

A b b. 1 zeigt den waagerechten Balken 1 im seitlichen Längsschnitt. An die Stirnfläche 2 ist die Metallplatte 3 angelegt und dort eingelassen. Die Platte 3 wird in Richtung der Querkraft 4 belastet, wenn der Balken in der üblichen Weise als Biegeträger dient und über die Platte 3 an einer nicht dargestellten Stütze oder Wand befestigt ist. Aus der Anlageseite der Platte ragt eine Rippe 5 heraus, die in einen entsprechenden Schlitz in der Balkenstirnseite eingesetzt ist. Die Querkräfte 4 werden über die Rippe 5 auf die Platte 3 übertragen. Aus der Metallplatte 3 ragt die dünne Lasche 6 hervor und über einen schmalen Schlitz in den Balken hinein.

Die von unten eingeschlagenen Nägel 7 verankern die Lasche und damit den ganzen Beschlag im Baiken. Gleichzeitig fängt die Lasche die an dieser Stelle in Balkenlängsrichtung wirkende Zugkraft auf, die durch die Exzentrizität der eingeleiteten Auflagekraft und der Rippenkontaktfläche entsteht. Die zugehörige Druckkraft des Kräftepaares wird an der vertikalen Druckkontaktfläche der Metallplatte in die Balkenstirnseite eingeleitet.

A b b. 2 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform mit einer oberen Zuglasche und einer unteren Zuglasche. Die obere Zuglasche ragt unmittelbar aus der Metallplatte heraus. Die untere Lasche ragt aus der Unterseite der untersten Rippe. Die Querkraft wird hier von drei gleich großen Rippen in die Metallplatte eingeleitet. Dieser Beschlag ist außer für die Übertragung von Querkraft auch zur Übertragung von Zugkräften aus dem Balken sowie von Biege- und Torsionsmomenten geeignet.

A b b. 3 zeigt in Längsrichtung einen aus zwei übereinanderliegenden Platten zusammengesetzten Beschlag. Die obere und die untere Platte sind am Stoß 18 durch eine konische Falzverbindung 19 miteinander verkoppelt, die in Abb. 4 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist.

A b b. 5 zeigt eine Metallplatte mit auskragenden Rippen von oben nach unten zunehmender Kraglänge. Hier ist die Zuglasche beispielhaft am unteren Ende der Metallplatte angeordnet und liegt somit an der Balkenunterseite an.

A b b. 6 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Beispiel für ein einfaches Anschlußelement für die Befestigung der Platte an einem anderen Bauteil. Die Platte 3 ragt seitlich über die Balkenbreite hinaus und ist mit Bohrungen 9 versehen. So können der Beschlag und damit der Balken, z. B. aus Brettschichtholz bestehend, mit Nägeln, Schrauben oder Bolzen stirnseitig an einem Querträger oder an einer Mauer befestigt werden.

A b b. 7 zeigt einen Balken in perspektivischer Darstellung, bei welchem die Metallplatte 3 schmaler ist als die Stirnfläche 2 des Balkens 1. Die Platte ist vollkommen in die Stirnfläche eingelassen.

Ein weiteres Mittel zum Anschluß des Beschlages an eineii. anderen Bauteil ist in A b b. 8 im Längsschnitt und in A b b. 10 in der Ansicht von unten dargestellt. In den Balken 1 ist die Platte 3 mit drei gleichlangen Rippen 5 eingelassen und mit der Lasche 6 und den Nägeln 7 befestigt. Die Platte 3 besitzt auf ihrer Oberseite durchlaufende, waagerechte Rillen 10 und an deren

Oberkante durchgehende Haken 11. Damit kann die Platte 3 in eine korrespondierende Ankerplatte 12 mit korrespondierenden durchgehenden und waagerechten Widerlagern 13 eingehängt werden. Die Ankerplatte 12 ist mit Bolzen 14 und Krallendübeln 15 an dem anderen Bauteil befestigt, der Stütze 16. Zur Sicherung der Verbindung zwischen der Metallplatte und der Ankerplatte dient der Verschlußstift 17, der in eine waagerechte Rille zwischen beiden Platten eingeschoben werden kann und so die vertikale Bewegung beider Platten zueinander blockiert.

A b b. 9 zeigt die Verhakung der Rillen in vergrößertem Maßstab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

20

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Beschlag zum querkraftbelastbaren Anschluß an die Stirnseite (2) von Holzbalken (1), bestehend aus einer an der Stirnseite (2) anliegenden Metallplatte (3) und einer oder mehreren Metallrippen (5), die aus der Anlagefläche der Metallplatte (3) auskragen und senkrecht zur Kraftrichtung verlaufen, g e kennzeichnet durch mindestens eine zur Metallrippe (5) parallele dünne Metallasche (6), die im Holzbalken (1) verankerbar ist

2. Beschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskraglänge der Metallrippen (5) zur Balkenoberseite hin abnimmt.

3. Beschlag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallasche (6) aus einer Metallrippe (5) auskragt.

4. Beschlag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallasche (6) unmittelbar aus der AnJagefläche der Metallplatte (3) auskragt.

5. Beschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine Metallasche (6) im unteren Bereich der Metallplatte (3) befindet.

6. Beschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Metallrippen (5) und Metallaschen (6) in Holz einbettbar sind.

7. Beschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschlag schmaler als der Holzbalken (1) ist.

8. Beschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mehrere übereinander angeordnete Metallplatten (3), die an Stoß (18) durch eine konische Falzverbindung (19) miteinander verbunden sind.

9. Beschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verklinkungen oder Verzahnungen oder ähnliche Elemente auf der Außenseite der Metallplatte (3) zum Anschluß der Platte an einen anderen Bauteil, die parallel zu den Rippen (5) verlaufen.