„Voll ausnageln” (Teil 2)
April 29, 2007 in: Sonntags-Kolumne Autor: J. Lorch
Fortsetzung der Ausführungen zum Standardsatz „voll ausnageln" :
Schon Schlimmeres hast du erduldet (Odyssee 20,18)
Die Balkenträger haben jetzt auch eine bauaufsichtliche Zulassung. Vor dieser Zulassung wurden diese Balkenträger auf der Grundlage von firmeneigenen Angaben schon lange auf der Baustelle eingesetzt, deshalb werden die Forderungen der Zulassung nur zögerlich umgesetzt.
Es wird empfohlen auf den Ausführungszeichnungen folgende Festlegungen zu treffen:
- die Zulassungsnummer Balkenträger
- Werkstoff des Balkenträgers
- Typgröße
- die Zulassungsnummer Sondernagel
- Anschlussvariante Hauptträger oder Stütze
- Länge des Sondernagels
Die Zulassungsnummer in Verbindung mit der Angabe Anschluss an die Stütze und Angabe des Typs ist deshalb wichtig, weil nur in der Zulassung die verwendbaren Nagellöcher gekennzeichnet sind. Hier ist eine Vollausnagelung ein Fehler. Dies muss dem Zimmermann mitgeteilt werden oder in der Zeichnung sind die Nagellöcher zu kennzeichnen. Dies ist sicherlich noch aufwändiger.
Ab hier bitte weiterlesen:
Im Gegensatz zu den Balkenschuhe sind bei den Balkenträger die Art der Sondernägel vorgeschrieben, so muss z.B. bei einem BMF-Balkenträger der zugehörige Gunebo-Ankernagel verwendet werden, wird ein anderer Nagel verwendet, so liegt formal ein Verstoß gegen die Zulassung vor. Dies ist dann ein Mangel.
Die Nagelabmessungen sind auch vorgeschrieben. Im Normalfall 4,0 x 60 mm. Bei einseitigen Anschlüssen an den Hauptträger muss die Nagellänge mindestens die Hälfte der Hauptträgerbreite betragen. Die Hauptträgerbreite darf in diesem Fall deshalb nur 120 mm betragen und bei einer Nagellänge von 100 mm ( gemäß Zulassung die größte verfügbare Länge) muss die Hauptträgerbreite ≤ 200 mm sein.
Bei zweiseitigen Anschlüssen an die Hauptträger aus Brettschichtholz ist die Mindestnagellänge 75 > 60 mm vorgeschrieben.
Bei zweiseitigen Anschlüssen an die Hauptträger aus Vollholz ist eine Verbindung der beiden Nebenträgern über dem Hauptträger hinweg anzuordnen, die für eine Last (m.E. für eine Zugkraft ) von mindestens 4 kN zu bemessen ist. Wer beachtet eigentlich diese Vorgabe?
Der Querzugnachweis ist auch zu beachten.
Wie man leicht sieht, ist die Angabe „voll ausnageln" mangelhaft und man wird im Schadensfall zur Haftung herangezogen.
In den Zulassungen der Winkelverbinder wird unterschieden zwischen einem Anschluss mit zwei Winkel und einem einseitigen Winkel und zwischen Winkel mit Rippe und ohne Rippe. Je nach Ausführungsart ist die Nagellänge unterschiedlich. Deshalb ist es wichtig, dass die Nagellänge angegeben wird, um eine zulassungskonforme Anwendung auf der Baustelle zu erreichen. Man kann die richtige Wahl der Nagellänge nicht dem Zimmermann überlassen.
In den Tabellen der Zulassung ist je nach Kraftrichtung eine Exzentrizität zu beachten, die nur in den seltensten Fällen nachgewiesen wird, die aber eine erhebliche zulässige Lastabminderung nach sich zieht. Zur Sicherung am Fußpunkt eines Windrispenbandes z.B. wird oft ein Winkelverbinder ohne weitere Angaben angeordnet. Bei einem Sparren 8/20 und einem BMF-Winkel Typ 105 mit Rippe ist die zul. Kraft F4 (siehe Zulassung) bei der geometrisch vorgegebenen Exzentrizität von 20 cm nahezu null. Es muss je Seite des Sparrens ein Winkel angeordnet werden, um die Horizontalkräfte abtragen zu können (zul. F4 = ca. 5 kN)
Die Nagellöcher sind vollständig auszunageln unter Beachtung, dass die großen Löcher nicht mit Verbindungsmittel versehen werden. Die Zulassung basiert auf der DIN 1052:1988 und kann deshalb nicht für die DIN 1052:2004 herangezogen werden.
Winkelverbinder werden häufig mit Anker an den Beton angeschlossen. Dies ist durch die Zulassung nicht abgedeckt. Die Beanspruchungen des Winkels, der Sondernägel und Anker sind gesondert zu ermitteln. Auf unserer Website unter Fehler, Mangel, Schaden Beispiel 3 wird ein Näherungsverfahren für die Dimensionierung des Winkels angegeben.
Für Balkenschuhe, Balkenträger und Winkelverbinder gilt allgemein, dass beim Anschluss keine Zwischenschicht vorhanden sein darf. Bei der Holzständerbauweise ist man dazu übergegangen, die Wände komplett auf der Baustelle anzuliefern. Der Anschluss der Blechformteile erfolgt dann oftmals indirekt über die OSB - Zwischenschicht. Dies widerspricht der Zulassung. Man kann die dort angegebenen Werte nicht übernehmen und ist gezwungen das ganze Blechformteil nachzuweisen unter Beachtung der OSB - Zwischenschicht. (Verfahren nach Prof. Blass)
Ein renommierter Hersteller von Zuganker verweist in seinem Werbeprospekt auf die Systemvorteile bei direkter Befestigung der Zuganker auf der OSB-Platte (großes Bild). Laut Werbeaussage erspart das System dem Statiker zeitaufwändige Berechnungen. In der Systemskizze (kleines Bild) wird die Lage des Zugankers richtig dargestellt. (Befestigung auf der Stütze) und die Ausnutzungsgrade beziehen sich auf das kleine Bild. Für die Anbringung des Ankers auf der OSB - Zwischenschicht gelten wesentliche geringere zul. Ankerkräfte, die aber verschwiegen werden. In vielen Fällen ist der erforderliche Randabstand des Dübels von der Betonkante auch nicht eingehalten.
Ein weiterer Aspekt ist in der Übergangszeit zu beachten. Viele Zulassungen verweisen auf die DIN V ENV 1995-1-1 (Eurocode 5). Wenn man nun nach dem neuen semiprobabilistischem Sicherheitssystem rechnen muss, hat man keine Zulassung, die auf der DIN 1052:2004 basiert. Unter der Internetadresse http://www.windimnet.de kann man online Balkenschuhe und Balkenträger nach neuer Norm berechnen. Für BMF-Kammnägel gibt es eine europäische Zulassung ETA 04/0013.
Lochbleche sind ein beliebtes Hilfsmittel, um den Zimmermann in seiner Freiheit nicht einzuschränken. In den Plänen wird der Anschluss mit Hinweis „Lochblech anordnen" abgearbeitet. Dies ist eine Option dafür, dass der Anschluss mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht den bautechnischen Anforderungen entspricht. Angaben für die Anzahl der Nägel, für die Nagelart und für die Nagelabstände fehlen. Nach alter DIN 1052 war nicht jedes Loch nutzbar. Dies hat sich nach neuer DIN 1052 geändert. Im Abschnitt 12.5.4 (5) wird eine Erleichterung für diese Anschlüsse gewährt.
Die Text ist nicht einfach zu lesen, aber die Nagelfläche bei Lochblechen erfüllt die Forderung 0,5 x a1 x a2; d.h. man muss nur noch den Randabstand in Faserrichtung beachten. Wenn man das Blech insgesamt 2 cm schmäler als die Holzbreite ausführt, kann man schnell die erforderliche Abmessungen des Lochblechs ermitteln und in den Ausführungszeichnungen eine fehlerfreie Angabe machen.
Miscellanea:
In den Diskussionen mit den Befürwortern der DIN 1052:2004 wird immer angeführt, dass die neue Bemessungsnorm im Holzbau teilweise wesentliche Fortschritte für den Anwender bringt. Dies wird nicht bestritten, aber auf die Frage hin, ob diese Fortschritte auch nicht im Rahmen eines globalen Sicherheitsbeiwertes zu erreichen gewesen wäre, waschen sich die Normengeber die Hände wie Pilatus in Unschuld und verweisen auf die geforderte Umsetzung der DIN 1055-100.
Die Streuung der Festigkeiten im Holzbau sind sehr groß wie nachfolgend dargestellt wird.
Das semiprobabilistischen Sicherheitssystem ist meines Erachtens für die Holzbaupraxis eine völlig ungeeignete Bemessungsvariante. Man hat sich im wahrsten Sinne des Wortes auf den Holzweg begeben.
Die Festigkeit des Baustoffes Holz hängt vor allem von den Faktoren E-Modul, Rohdichte und Ästigkeit ab. Diese Faktoren sind stark von den Wuchsbedingungen des Baumes abhängig. Sie werden dann auch noch visuell nach DIN 4074 sortiert, sie hängen also von der Tagesform des Sortierers ab. Hier wird mathematische Genauigkeit mit der menschlichen Unzulänglichkeit in einen Topf geworfen und hofft, dass diese Mixtur ein Meilenstein für den Holzbau wird.
Man arbeitet fortwährend mit Wahrscheinlichkeiten und sattelt mit dem zusätzlichen Faktor „die Lasteinwirkungsdauer KLED" einen weiteren Wahrscheinlichkeitsfaktor oben drauf. Die angegebenen Werte für die Lasteinwirkungsdauer entsprechen nicht dem Zeitraum über den die Einwirkungen während der Nutzungsdauer des Gebäudes insgesamt wirken. Sie sind vielmehr als Summe aller Zeitspannen zu verstehen, während derer die Lasten mit mindestens ihren vollen charakteristischen Werten auftreten. Treten mehrere Einwirkungen mit unterschiedlichen Lasteinwirkungsdauern auf, so ist die gemeinsame Wirkung dieser Lasten auf die Dauer der kürzesten Einwirkung begrenzt.
Alles klar?
Die Festigkeit ist von der Dauer der Lasteinwirkung abhängig. Es kann also sein, dass eine Lastkombination maßgebend wird, die nicht die betragsmäßig größte Beanspruchung liefert. Dieser Einfluss wird durch den Faktor kmod in Abhängigkeit von der Nutzklasse und KLED berücksichtigt. Dieser Faktor ist keine Naturkonstante, sondern wurde auf der Basis von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen durch die Normenverfasser festgelegt.
Man kann nur hoffen, dass in der täglichen Praxis diese aufwändige Berechnungsmethode einen nachweisbaren Effekt für ein Gesamtprojekt hinsichtlich der Verringerung der Holzquerschnitte mit sich bringt. Man findet in der Literatur keinen Hinweis, dass der Holzverbrauch sich in Zukunft signifikant verringert.
Ich habe da meine berechtigte Zweifel, denn für mich gilt nach Descartes:
Alles was lediglich wahrscheinlich ist, ist wahrscheinlich falsch.
