Entwurf Holzverbindungen Hochbau - J-vogedes.de
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Studienseminar für Lehrämter an Schulen Gelsenkirchen II<br />
Seminar für das Lehramt an Berufskollegs<br />
Herfor<strong>de</strong>r Straße 7<br />
45892 Gelsenkirchen<br />
Unterrichtsentwurf<br />
für <strong>de</strong>n 4. Unterrichtsbesuch im Fach <strong>Hochbau</strong><br />
Stun<strong>de</strong>nthema:<br />
Begrün<strong>de</strong>te Auswahl geeigneter <strong>Holzverbindungen</strong> für die Knotenpunkte<br />
<strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld unter Berücksichtigung von<br />
Arbeitsaufwand, Kosten und Optik<br />
Studienreferendar:<br />
Ausbildungsschule:<br />
Unterrichtsfach:<br />
Baustoff- und Baukonstruktionstechnik<br />
Lerngruppe:<br />
Datum:<br />
Uhrzeit:<br />
Raum:<br />
Hauptseminarleiter:<br />
Fachseminarleiter:<br />
Ausbildungskoordinator:<br />
Ausbildungslehrer:
- 1 -<br />
Inhaltsverzeichnis:<br />
1. Relevante Lernbedingungen...............................................<br />
1.1. Objektive Aspekte.....................................................<br />
1.2. Subjektive Aspekte....................................................<br />
2. Thematischer Zusammenhang............................................<br />
2.1. Curriculare Einbindung <strong>de</strong>s Unterrichtsthemas.........<br />
2.2. Darstellung <strong>de</strong>r Unterrichtsreihe...............................<br />
3. Intentionen und Ziele............................................................<br />
3.1. Schwerpunktziel........................................................<br />
3.2. Kompetenzen............................................................<br />
3.2.1. Fachkompetenz in Teilzielen.................................<br />
3.2.2. Metho<strong>de</strong>nkompetenz.............................................<br />
3.2.3. Sozial- und Humankompetenz..............................<br />
4. Stun<strong>de</strong>nverlaufsplan............................................................<br />
5. Literaturverzeichnis..............................................................<br />
6. Anhang..................................................................................<br />
• Geplantes Tafelbild........................................................<br />
• Folie 1: “Foto“................................................................<br />
• Arbeitsblatt „Ingenieurmäßige Verbindungen“......................<br />
• Arbeitsblatt „Zimmermannsmäßige Verbindungen“................<br />
• Infoblätter 1-3 „Ingenieurmäßige Verbindungen“..................<br />
• Infoblätter 1-3 „Zimmermannsmäßige Verbindungen“...........<br />
• Präsentationsfolie „Zimmermannsmäßige Verbindungen“.....<br />
• Folie 2: „Arbeitsauftrag“.................................................<br />
• Abbildung: „Carport“......................................................<br />
Seite 2<br />
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Seite 2<br />
Seite 3<br />
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Seite 4<br />
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Seite 5<br />
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Seite 6<br />
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Seite 17<br />
Seite 18<br />
Seite 18
- 2 -<br />
1. Relevante Lernbedingungen<br />
1.1. Objektive Aspekte<br />
Bei dieser Lerngruppe han<strong>de</strong>lt es sich um eine Klasse <strong>de</strong>r Unterstufe mit <strong>de</strong>m<br />
Ausbildungsziel Trockenbaumonteur. Die Klasse besteht zur Zeit 18 Schülern im<br />
Alter von 18 bis 24 Jahren. Davon können neun Schüler einen Hauptschulabschluss<br />
nachweisen, während sieben Schüler die Fachoberschulreife erlangt haben. Ein<br />
Schüler hat seinen Abschluss an einer Lernbehin<strong>de</strong>rtenschule gemacht, ein weiterer<br />
kann keinen Abschluss nachweisen. Die Bildungsvoraussetzungen sind aufgrund<br />
<strong>de</strong>s geringen Altersunterschie<strong>de</strong>s zwar vergleichbar, aufgrund <strong>de</strong>r schulischen<br />
Vorbildung ist diese Lerngruppe jedoch als äußerst heterogen zu bezeichnen.<br />
Im Rahmen <strong>de</strong>r Stufenausbildung <strong>de</strong>r Trockenbaumonteure erfolgt <strong>de</strong>r Unterricht in<br />
Blockform, wobei sich die Klasse momentan in <strong>de</strong>r vorletzten Woche <strong>de</strong>s 4. und<br />
damit letzten Unterstufenblocks befin<strong>de</strong>t.<br />
Ich unterrichte diese Klasse vier Stun<strong>de</strong>n pro Woche bedarfs<strong>de</strong>ckend, in <strong>de</strong>nen die<br />
Schüler die Lernsituation „Planung eines Holz-Carports für Herrn Achterfeld“<br />
bearbeiten. Um die verbindlichen Ziele <strong>de</strong>s Rahmenlehrplans erreichen zu können,<br />
wird diese Lernsituation in Kooperation mit einem weiteren Fachlehrer durchgeführt.<br />
1.2. Subjektive Aspekte<br />
Ich unterrichte diese Klasse seit Beginn <strong>de</strong>r Ausbildung, wobei die anfängliche<br />
Leistungsbereitschaft meiner Meinung nach bei vielen Schülern bereits nachgelassen<br />
hat. Insbeson<strong>de</strong>re in <strong>de</strong>n Nachmittagsstun<strong>de</strong>n lassen sich die Schüler nur<br />
schwer für die Unterrichtsinhalte begeistern, so dass einige Schüler häufig die<br />
Gruppenarbeitsphasen dazu nutzen, sich vom Unterrichtsgeschehen zurück zu<br />
ziehen, während die restlichen Schüler die zu bewältigen Aufgaben alleine lösen.<br />
Vor Allem durch praktische Unterrichtsphasen (z.B. Versuche o<strong>de</strong>r das Erstellen von<br />
Plakaten) kann die Motivation dann angeregt wer<strong>de</strong>n, so dass sich die meisten<br />
Schüler wie<strong>de</strong>r aktiv am Unterrichtsgeschehen beteiligen. Aus diesem Grund<br />
beinhaltet die heutige (Nachmittags-)Stun<strong>de</strong> mit <strong>de</strong>m Zusammenbauen <strong>de</strong>r<br />
<strong>Holzverbindungen</strong> einen Praxisanteil.<br />
Trotz Übungen ergeben sich in dieser Klasse nach wie vor große Schwierigkeiten bei<br />
<strong>de</strong>r Präsentation von Arbeitsergebnissen: Häufig entstehen lange Diskussionen,<br />
welches Gruppenmitglied diesen Teil übernimmt. Die Präsentationen selbst erfolgen<br />
dann meist spontan, d.h. sie wer<strong>de</strong>n nicht vorbereitet und wirken somit unstrukturiert.
- 3 -<br />
In <strong>de</strong>r heutigen Stun<strong>de</strong> soll daher ein Schwerpunkt auf <strong>de</strong>r För<strong>de</strong>rung <strong>de</strong>r<br />
Präsentationstechniken liegen (vgl. 3.2.2).<br />
Nach anfänglich Streitereien aufgrund von Antipathien und Interessenskonflikten<br />
zwischen einigen Schülern (storming), hat sich die Klasse nun „zusammengerauft“<br />
(forming), so dass ein relativ gutes Sozialverhalten zu erkennen ist. Trotz<strong>de</strong>m sollte<br />
eine För<strong>de</strong>rung <strong>de</strong>r Konflikt- und Teamfähigkeit immanent bleiben, was ich<br />
insbeson<strong>de</strong>re durch die Durchführung von Gruppenarbeit in dieser Klasse zu<br />
erreichen versuche.<br />
Nicht nur bei <strong>de</strong>n vier ausländischen Schülern dieser Klasse zeigen sich häufig<br />
sprachliche Defizite und Verständnisprobleme, weshalb bei Schülervorträgen, z.B.<br />
Präsentationen, sowohl vom Lehrer, als auch von <strong>de</strong>n Mitschülern Geduld bewiesen<br />
wer<strong>de</strong>n muss. Auch nach Lehrervorträgen sollte immer wie<strong>de</strong>r kontrolliert wer<strong>de</strong>n, ob<br />
alle Inhalte klar wur<strong>de</strong>n. Aufgrund dieser Defizite darf auf eine För<strong>de</strong>rung <strong>de</strong>r<br />
Kommunikationsfähigkeiten in dieser Klasse meiner Meinung nach nicht verzichtet<br />
wer<strong>de</strong>n (vgl. 3.2.3).<br />
2. Thematischer Zusammenhang<br />
2.1. Curriculare Einbindung <strong>de</strong>s Unterrichtsthemas<br />
Innerhalb <strong>de</strong>s Lernfel<strong>de</strong>s 5 („Herstellen einer Holzkonstruktion“) <strong>de</strong>s Rahmenlehrplanes<br />
für die Berufsausbildung <strong>de</strong>r Bauwirtschaft schlägt die didaktische Jahresplanung<br />
<strong>de</strong>r Trockenbaumonteur-Unterstufe ein Holz-Carport als Lerngegenstand<br />
vor. Aus diesem Grund habe ich die Lernsituation „Planung eines Holz-Carports für<br />
Herrn Achterfeld“ entworfen, die in Kooperation mit einem weiteren Fachlehrer<br />
durchgeführt wird und anhand <strong>de</strong>rer die Schüler u.a. <strong>de</strong>n fachgerechten Umgang mit<br />
<strong>de</strong>m Baustoff Holz kennen lernen sollen.<br />
Die heutige Stun<strong>de</strong> behan<strong>de</strong>lt dabei das im Lehrplan vorgegebene Thema<br />
„Zimmermanns- und ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>“ und ist somit <strong>de</strong>m Bereich<br />
Baustoff- und Baukonstruktionstechnik zuzuordnen.<br />
2.2. Darstellung <strong>de</strong>r Lernsituation<br />
Die heutige Unterrichtseinheit mit <strong>de</strong>m Thema „Begrün<strong>de</strong>te Auswahl geeigneter<br />
<strong>Holzverbindungen</strong> für die Knotenpunkte <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld unter<br />
Berücksichtigung von Arbeitsaufwand, Kosten und Optik“ glie<strong>de</strong>rt sich wie folgt in die<br />
geplante Unterrichtsreihe ein:
UE<br />
1<br />
- 4 -<br />
Thema/Inhalte<br />
Vorstellen <strong>de</strong>r Lernsituation „Planung eines Holz-Carports für Herrn Fröhlich“; Klärung<br />
<strong>de</strong>r Rahmenbedingungen (Abmessungen, Lage, Nutzung, Kosten etc.);<br />
2 Erstellen einer Mind-Map zur nähren Planung <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
Anfertigen von Ausführungszeichnungen <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld;<br />
Benennen <strong>de</strong>r verschie<strong>de</strong>nen Holzbauteile <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld unter<br />
Berücksichtigung <strong>de</strong>r Fachtermini<br />
Prüfung und Beurteilung <strong>de</strong>r Bearbeitbarkeit verschie<strong>de</strong>ner Holzarten als<br />
Auswahlkriterium einer geeigneten Holzart für das Carport von Herrn Achterfeld<br />
Untersuchung <strong>de</strong>r Holzfestigkeit unter Berücksichtigung <strong>de</strong>s inneren und äußeren<br />
Holzaufbaus sowie <strong>de</strong>r im Carport von Herrn Achterfeld auftreten<strong>de</strong>n<br />
Beanspruchungsarten<br />
Erarbeitung <strong>de</strong>r hygroskopischen Holzeigenschaften und Erstellen von Arbeitsregeln<br />
bei <strong>de</strong>r Dachflächenverschalung <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld als Maßnahmen<br />
gegen das Schwind- und Quellverhalten von Holz<br />
Begrün<strong>de</strong>te Auswahl von Maßnahmen <strong>de</strong>s konstruktiven und chemischen Holzschutzes<br />
für das Carport von Herrn Achterfeld<br />
Begrün<strong>de</strong>te Auswahl geeigneter <strong>Holzverbindungen</strong> für die Knotenpunkte <strong>de</strong>s<br />
Carports von Herrn Achterfeld unter Berücksichtigung von Arbeitsaufwand,<br />
Kosten und Optik<br />
Anfertigen von Detailzeichnungen zu <strong>de</strong>n verschie<strong>de</strong>nen Knotenpunkten <strong>de</strong>s Carports<br />
von Herrn Achterfeld<br />
10 Unterscheidung von Bauschnitthölzern am Beispiel <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld<br />
11<br />
Erstellen einer Holzliste zur Holzmengenermittlung für das Carport von Herrn<br />
Achterfeld<br />
3. Intentionen und Ziele<br />
3.1. Schwerpunktziel<br />
Die Schüler können geeignete Verbindungen für die Knotenpunkte einer<br />
Holzkonstruktion unter Berücksichtigung von Arbeitsaufwand, Kosten und Optik<br />
begrün<strong>de</strong>t auswählen.<br />
3.2. Kompetenzen<br />
3.2.1. Fachkompetenz in Teilzielen<br />
Die Schüler können ...<br />
... die Aufgaben von <strong>Holzverbindungen</strong> erläutern.<br />
... die Unterschie<strong>de</strong> zwischen zimmermanns- und ingenieurmäßigen Verbindungen<br />
darstellen.<br />
... verschie<strong>de</strong>ne zimmermanns- und ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong> mit Hilfe<br />
von Informationsmaterial zusammensetzen<br />
... Ausführungsregeln und Anwendungsgebiete verschie<strong>de</strong>ner <strong>Holzverbindungen</strong><br />
erklären.
- 5 -<br />
... die Vor- und Nachteile verschie<strong>de</strong>ner Verbindungen bzgl. Arbeitsaufwand,<br />
Kosten und Optik benennen und somit eine begrün<strong>de</strong>te Auswahl für eine<br />
Holzkonstruktion treffen.<br />
3.2.2. Metho<strong>de</strong>nkompetenzen<br />
Um das dargestellte Problem (Welche <strong>Holzverbindungen</strong> gewährleisten die Standsicherheit<br />
<strong>de</strong>s Carports?) erfolgreich lösen zu können, müssen die Schüler die<br />
Informationsblätter zunächst aufmerksam lesen, wodurch das Konzentrationsvermögen<br />
und die Lesekompetenz <strong>de</strong>r Schüler (insbeson<strong>de</strong>re <strong>de</strong>r ausländischen)<br />
geför<strong>de</strong>rt wer<strong>de</strong>n soll. Das Textverständnis zeigt sich dann während <strong>de</strong>r<br />
Präsentationsphase.<br />
Da <strong>de</strong>r Umfang <strong>de</strong>s Arbeitsauftrages mehrere Teilaufgaben beinhaltet, lernen die<br />
Schüler ihre Arbeit zu organisieren, in<strong>de</strong>m sie diese Aufgaben angemessen<br />
innerhalb <strong>de</strong>r Gruppen verteilen.<br />
Ein Schwerpunkt dieser Stun<strong>de</strong> liegt jedoch in <strong>de</strong>r För<strong>de</strong>rung <strong>de</strong>r Präsentationstechniken,<br />
in<strong>de</strong>m die Schüler durch <strong>de</strong>n Arbeitsauftrag dazu angeleitet wer<strong>de</strong>n, ihre<br />
Präsentationen ausreichend vorzubereiten und zu strukturieren sowie die Inhalte<br />
durch die Nutzung von Mo<strong>de</strong>llen zu veranschaulichen.<br />
3.2.3. Sozial- und Humankompetenzen<br />
Obwohl sich das Sozialverhalten in dieser Lerngruppe seit Beginn <strong>de</strong>r Ausbildung<br />
bereits verbessert hat, sollen nach wie vor die Kooperations- und beson<strong>de</strong>rs die<br />
Kommunikationsfähigkeiten <strong>de</strong>r Schüler erweitert wer<strong>de</strong>n. Dies geschieht in <strong>de</strong>r<br />
heutigen Stun<strong>de</strong> insbeson<strong>de</strong>re durch die Arbeit in Gruppen und die anschließen<strong>de</strong><br />
Präsentation <strong>de</strong>r Arbeitsergebnisse:<br />
Die Schüler erhalten durch <strong>de</strong>n Arbeitsauftrag mehrere Teilaufgaben. Da die Anzahl<br />
<strong>de</strong>r Informationsblätter jedoch bewusst unter <strong>de</strong>r <strong>de</strong>r Gruppenmitglie<strong>de</strong>r liegt, wer<strong>de</strong>n<br />
die Schüler dazu angehalten, in ihrer Gruppe abzustimmen, welches Mitglied welche<br />
Aufgabe übernimmt. Dadurch sollen die Schüler lernen, ihre eigenen Interessen zu<br />
artikulieren und ggf. Rücksicht auf die Interessen an<strong>de</strong>rer zu nehmen.<br />
Durch die anschließen<strong>de</strong> Präsentation <strong>de</strong>r unterschiedlichen <strong>Holzverbindungen</strong> im<br />
Einzelvortrag soll zum Einen das Selbstvertrauen und das Selbstbewusstsein<br />
gestärkt, zum An<strong>de</strong>ren aber auch das Ausdrucksvermögen <strong>de</strong>s jeweiligen Schülers<br />
geför<strong>de</strong>rt wer<strong>de</strong>n.
- 6 -<br />
4. Stun<strong>de</strong>nverlaufsplan<br />
Unterrichtsartikulation<br />
Problemstellung<br />
Problemwahrnehmung<br />
Problemanalyse<br />
Wert <strong>de</strong>s<br />
Themas<br />
Unterrichtsgespräch<br />
Problemlösung<br />
1<br />
Lernplanung<br />
Problemlösung<br />
2<br />
Präsentation<br />
1<br />
Transfer<br />
Präsentation<br />
2<br />
Didaktische<br />
Reserve<br />
Handlungsschritte/Sachaspekte<br />
Der L. zeigt <strong>de</strong>n Schülern das unkommentierte<br />
Foto eines Rohbaus, neben welchen<br />
viele, verstreute Holzbauteile liegen.<br />
Die S. beschreiben das Foto und erkennen,<br />
dass es sich bei <strong>de</strong>n Holzteilen um <strong>de</strong>n<br />
eingestürzten Dachstuhl <strong>de</strong>s MFH han<strong>de</strong>lt.<br />
Die S. sammeln mögliche Einsturzursachen<br />
und erkennen, dass evtl. ungeeignete<br />
Verbindungen bzw. Verbindungsmittel<br />
gewählt wur<strong>de</strong>n.<br />
Die S. beziehen die Problematik auf die<br />
Lernsituation, in<strong>de</strong>m sie die Verbindungspunkte<br />
<strong>de</strong>s Carports am Mo<strong>de</strong>ll zeigen.<br />
Anschließend formulieren sie das Ziel <strong>de</strong>r<br />
Stun<strong>de</strong> als Leitfrage (z.B.: „Wie können die<br />
Hölzer <strong>de</strong>s Carports miteinan<strong>de</strong>r verbun<strong>de</strong>n<br />
wer<strong>de</strong>n, so dass keine Einsturzgefahr<br />
besteht?“)<br />
Die S. überlegen, welche Aufgaben <strong>Holzverbindungen</strong><br />
übernehmen müssen, erläutern<br />
ihre Vorkenntnisse bzgl. möglicher<br />
Verbindungen und erkennen, dass sie zur<br />
genaueren Ausführungsplanung <strong>de</strong>s<br />
Carports weitere Informationen benötigen.<br />
Der L. erläutert die Metho<strong>de</strong> <strong>de</strong>s Gruppenpuzzle.<br />
Aus <strong>de</strong>n Stammgruppen wer<strong>de</strong>n per<br />
Zufallsprinzip Expertengruppen gebil<strong>de</strong>t.<br />
Die S. informieren sich über zimmermannsund<br />
ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>,<br />
bauen diese zusammen und bereiten eine<br />
Präsentation vor.<br />
Die S. stellen anhand <strong>de</strong>r Präsentationsfolien<br />
und <strong>de</strong>r Mo<strong>de</strong>lle die jeweiligen Verbindungen<br />
vor und beschreiben die Anwendungsmöglichkeiten<br />
im Carport.<br />
Die S. kehren in ihre Stammgruppen zurück,<br />
diskutieren dort die Vor- und Nachteile<br />
<strong>de</strong>r vorgestellten Verbindungen und wählen<br />
geeignete Verbindungen für die Knotenpunkte<br />
<strong>de</strong>s Carports aus.<br />
Eine Gruppe stellt kurz ihre Wahl bzgl.<br />
geeigneter Verbindungen vor und begrün<strong>de</strong>t<br />
ihre Entscheidungen.<br />
Die ausgefüllten Präsentationsfolien wer<strong>de</strong>n<br />
kopiert, die übrigen Info-Blätter verteilt und<br />
das Tafelbild wird übernommen.<br />
In <strong>de</strong>n Stammgruppen wer<strong>de</strong>n weitere<br />
<strong>Holzverbindungen</strong> untersucht.<br />
Sozial-/<br />
Aktionsformen<br />
Medien/<br />
Materialien<br />
Lehrervortrag OHP, Folie 1<br />
Schülervorträge OHP, Folie 1<br />
Brainstorming<br />
Unterrichtsgespräch<br />
Unterrichtsgespräch<br />
Lehrervortrag<br />
Schüleraktivität<br />
arbeitsteilige<br />
Gruppenarbeit<br />
(4 Expertengruppen)<br />
Schülervorträge<br />
arbeitsgleiche<br />
Gruppenarbeit<br />
Schülervorträge<br />
Ergebnissicherung<br />
Schüler-/Lehreraktivität<br />
arbeitsgleiche<br />
Gruppenarbeit<br />
OHP, Folie 1<br />
Tafel<br />
Carport-Mo<strong>de</strong>ll<br />
Abb.”Carport”<br />
Plakate<br />
Mind-Map<br />
Tafel<br />
Carport-Mo<strong>de</strong>ll<br />
Tafel<br />
Abb.”Carport”<br />
Kartenspiel<br />
Gruppenkarten<br />
Info-Blätter<br />
Arbeitsblätter<br />
Verbindungen<br />
P.-Folien, Stifte<br />
Carport-Mo<strong>de</strong>ll<br />
Verbindungen<br />
P.-Folien, OHP<br />
Abb. „Carport“<br />
OHP, Folie 2<br />
Carport-Mo<strong>de</strong>ll<br />
Abb. „Carport“<br />
P.-Folien, Tafel<br />
Info-Blätter<br />
Mo<strong>de</strong>lle<br />
Info-Blätter
- 7 -<br />
5. Literaturverzeichnis<br />
• BATRAN, BLÄSI, FREY: Lernfeld Bautechnik. Grundstufe; 5. überarbeitete und<br />
verbesserte Auflage; Hamburg, 2003, Handwerk und Technik<br />
• FREY, KRAUSEWITZ, NESTLE: Bautechnik. Fachkun<strong>de</strong> Bau; 10. überarbeitete<br />
Auflage; Haan-Gruiten, 2003, Europa Lehrmittel<br />
• HEITBREDER, HOFFMAN, REINHART: Grundstufe Bautechnik. Arbeitsbuch Bauberufe<br />
– fächerübergreifend, projektorientiert; 4. Auflage; Neusäß, 2001, Kieser Verlag<br />
6. Anhang<br />
Geplantes Tafelbild<br />
MÖGLICHE<br />
URS<br />
RSACHEN FÜR DEN EINSTURZ DES DACHSTUHLS<br />
• zu hohe Belastungen (Windkräfte)<br />
• Fehlen<strong>de</strong> Verankerungen<br />
• Zu wenig Nägel<br />
• Mangelhafte Verbindungen<br />
• Unfähigkeit <strong>de</strong>s Zimmermanns<br />
•<br />
WIE KÖNNEN DIE HÖL<br />
ÖLZER DES CARPORTS MITEINANDER VERBUNDEN<br />
WERDEN<br />
DEN, SO DASS KEINE EINSTURZGEFA<br />
INSTURZGEFAHR BESTEHT?<br />
HOLZVERBINDUNGEN<br />
- können Belastungen aufnehmen bzw. übertragen<br />
- sind unverschieblich<br />
ZIMMERMANNSMÄßIG<br />
INGENIEURMÄßIG<br />
- per Hand o<strong>de</strong>r maschinell erstellt - Verwendung von Verbindungsmitteln<br />
- erfor<strong>de</strong>rn Sorgfalt und Präzision - erfor<strong>de</strong>rn zeichnungsgerechtes Arbeiten<br />
• VERBLATTUNGEN<br />
• NAGELVERBINDUNGEN<br />
• VERZAPFUNGEN<br />
• SCHRAUBENVERBINDUNGEN<br />
• VERSATZUNGEN<br />
• BOLZEN-/STABDÜBELVERBINDUNGEN<br />
• KERVEN<br />
• DÜBELVERBINDUNGEN<br />
• BLECHFORMTEILVERBINDUNGEN<br />
(Z.B.: WINKEL
- 8 -<br />
Folie 1<br />
Dachstuhl eines Mehrfamilienhauses
BSKT: Clösges<br />
Arbeitsauftrag<br />
Arbeitsblatt:<br />
Ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong> (1)<br />
(Zeit: 15 Minuten)<br />
TB – U1<br />
1. Informieren Sie sich anhand von Info-Blatt 1 über ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>!<br />
2. Informieren Sie sich mit Hilfe <strong>de</strong>r Info-Blätter 2 und 3 über die zu beachten<strong>de</strong>n<br />
Regeln von Bolzenverbindungen, Sparren-Pfetten-Anker und Lochplatten!<br />
3. Suchen Sie aus <strong>de</strong>n ausliegen<strong>de</strong>n Stapeln gemeinsam die passen<strong>de</strong>n Hölzer und<br />
benötigten Verbindungsmittel dieser Verbindungen und setzen Sie sie zusammen!<br />
4. Präsentieren Sie Ihren Mitschülern anschließend diese drei Verbindungen, in<strong>de</strong>m<br />
Sie....<br />
a) ... die Mo<strong>de</strong>lle zur Veranschaulichung nutzen!<br />
b) ... die Bezeichnung <strong>de</strong>r jeweiligen Verbindung benennen!<br />
c) ... kurz die zu beachten<strong>de</strong>n Regeln erklären!<br />
d) ... mögliche Anwendungsgebiete aufzählen (z.B. Zur Verbindung von<br />
Pfosten und Pfette im Dachstuhl)!<br />
e) ... kurz beschreiben, an welcher Stelle <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld<br />
diese Verbindung genutzt wer<strong>de</strong>n könnte!<br />
Nutzen Sie bei <strong>de</strong>r Vorstellung <strong>de</strong>r Verbindungen die Präsentationshilfe auf Folie!<br />
BSKT: Clösges<br />
Arbeitsauftrag<br />
Arbeitsblatt:<br />
Ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong> (2)<br />
(Zeit: 15 Minuten)<br />
TB – U1<br />
1. Informieren Sie sich anhand von Info-Blatt 1 über ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>!<br />
2. Informieren Sie sich mit Hilfe <strong>de</strong>r Info-Blätter 2 und 3 über die zu beachten<strong>de</strong>n<br />
Regeln von Nagelverbindungen, Balkenschuh und Winkelverbin<strong>de</strong>r!<br />
3. Suchen Sie aus <strong>de</strong>n ausliegen<strong>de</strong>n Stapeln gemeinsam die passen<strong>de</strong>n Hölzer und<br />
benötigten Verbindungsmittel dieser Verbindungen und setzen Sie sie zusammen!<br />
4. Präsentieren Sie Ihren Mitschülern anschließend diese drei Verbindungen, in<strong>de</strong>m<br />
Sie....<br />
a) ... die Mo<strong>de</strong>lle zur Veranschaulichung nutzen!<br />
b) ... die Bezeichnung <strong>de</strong>r jeweiligen Verbindung benennen!<br />
c) ... kurz die zu beachten<strong>de</strong>n Regeln erklären!<br />
d) ... mögliche Anwendungsgebiete aufzählen (z.B. Zur Verbindung von<br />
Sparren und Pfette im Dachstuhl)!<br />
e) ... kurz beschreiben, an welcher Stelle <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld<br />
diese Verbindung genutzt wer<strong>de</strong>n könnte!<br />
Nutzen Sie bei <strong>de</strong>r Vorstellung <strong>de</strong>r Verbindungen die Präsentationshilfe auf Folie!
BSKT: Clösges<br />
Arbeitsauftrag<br />
Arbeitsblatt:<br />
Zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong> (1)<br />
(Zeit: 15 Minuten)<br />
TB – U1<br />
5. Informieren Sie sich anhand von Info-Blatt 1 über zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>!<br />
6. Informieren Sie sich mit Hilfe <strong>de</strong>r Info-Blätter 2 und 3 über die zu beachten<strong>de</strong>n<br />
Regeln von Zapfen und Glattem Eckblatt!<br />
7. Suchen Sie aus <strong>de</strong>m ausliegen<strong>de</strong>n Stapel gemeinsam die passen<strong>de</strong>n Hölzer<br />
dieser bei<strong>de</strong>n Verbindungen und setzen Sie sie zusammen!<br />
8. Präsentieren Sie Ihren Mitschülern anschließend diese bei<strong>de</strong>n Verbindungen,<br />
in<strong>de</strong>m Sie....<br />
a) ... die Mo<strong>de</strong>lle zur Veranschaulichung nutzen!<br />
b) ... die Bezeichnung <strong>de</strong>r jeweiligen Verbindung benennen!<br />
c) ... kurz die zu beachten<strong>de</strong>n Regeln erklären!<br />
d) ... mögliche Anwendungsgebiete aufzählen (z.B. Zur Verbindung von<br />
Sparren und Pfette im Dachstuhl)!<br />
e) ... kurz beschreiben, an welcher Stelle <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld<br />
diese Verbindung genutzt wer<strong>de</strong>n könnte!<br />
Nutzen Sie bei <strong>de</strong>r Vorstellung <strong>de</strong>r Verbindungen die Präsentationshilfe auf Folie!<br />
BSKT: Clösges<br />
Arbeitsauftrag<br />
Arbeitsblatt:<br />
Zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong> (2)<br />
(Zeit: 15 Minuten)<br />
TB – U1<br />
1. Informieren Sie sich anhand von Info-Blatt 1 über zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>!<br />
2. Informieren Sie sich mit Hilfe <strong>de</strong>r Info-Blätter 2 und 3 über die zu beachten<strong>de</strong>n<br />
Regeln von Stirnversatz und Kerven!<br />
3. Suchen Sie aus <strong>de</strong>m ausliegen<strong>de</strong>n Stapel gemeinsam die passen<strong>de</strong>n Hölzer<br />
dieser bei<strong>de</strong>n Verbindungen und setzen Sie sie zusammen!<br />
4. Präsentieren Sie Ihren Mitschülern anschließend diese bei<strong>de</strong>n Verbindungen,<br />
in<strong>de</strong>m Sie....<br />
f) ... die Mo<strong>de</strong>lle zur Veranschaulichung nutzen!<br />
g) ... die Bezeichnung <strong>de</strong>r jeweiligen Verbindung benennen!<br />
h) ... kurz die zu beachten<strong>de</strong>n Regeln erklären!<br />
i) ... mögliche Anwendungsgebiete aufzählen (z.B. Zur Verbindung von<br />
Pfosten und Pfette im Dachstuhl)!<br />
j) ... kurz beschreiben, an welcher Stelle <strong>de</strong>s Carports von Herrn Achterfeld<br />
diese Verbindung genutzt wer<strong>de</strong>n könnte!<br />
Nutzen Sie bei <strong>de</strong>r Vorstellung <strong>de</strong>r Verbindungen die Präsentationshilfe auf Folie!
BSKT: Clösges<br />
Info-Blatt 1:<br />
Ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong><br />
TB – U1<br />
<strong>Holzverbindungen</strong> müssen zusammentreffen<strong>de</strong> Bauschnitthölzer (z.B. Kanthölzer<br />
o<strong>de</strong>r Balken) unverschieblich miteinan<strong>de</strong>r verbin<strong>de</strong>n, wobei die auftreten<strong>de</strong>n<br />
Belastungen (z.B. Druck- o<strong>de</strong>r Zugkräfte) aufgenommen bzw. übertragen wer<strong>de</strong>n.<br />
Im Zuge <strong>de</strong>r Industrialisierung haben sich ab<br />
ca. 1920 so genannte ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong><br />
entwickelt. Diese wer<strong>de</strong>n mit<br />
Hilfe von Verbindungsmitteln (Nägel, Schrauben,<br />
Dübel usw.) hergestellt, wodurch die<br />
Querschnitte <strong>de</strong>r Hölzer nicht geschwächt<br />
wer<strong>de</strong>n. Daher kann ein Statiker die Tragfähigkeit<br />
solcher Verbindungen exakt berechnen.<br />
Um die errechnete Tragfähigkeit jedoch zu gewährleisten,<br />
erfor<strong>de</strong>rt die Ausführung ingenieurmäßiger Verbindungen<br />
zeichnungsgerechtes, d.h. sehr präzises Arbeiten und das Verwen<strong>de</strong>n <strong>de</strong>r<br />
angegebenen Holzgüteklassen und Verbindungsmittel.<br />
Je nach Art <strong>de</strong>r Verbindungsmittel unterschei<strong>de</strong>t man u.a.<br />
• Nagelverbindungen<br />
• Holzschraubenverbindungen<br />
• Bolzen- und Stabdübelverbindungen<br />
• Dübelverbindungen und<br />
• Blechformteilverbindungen.
BSKT: Clösges<br />
Info-Blatt 2:<br />
Ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong><br />
Nagelverbindungen<br />
TB – U1<br />
Regeln:<br />
• Eine Nagelverbindung besteht aus min<strong>de</strong>stens 4 Nägeln<br />
• Die Nägel müssen bestimmte Abstän<strong>de</strong> zueinan<strong>de</strong>r und<br />
zum Rand <strong>de</strong>r verschie<strong>de</strong>nen Hölzer einhalten.<br />
• Die Abstän<strong>de</strong> richten sich nach <strong>de</strong>r Art <strong>de</strong>r Belastung,<br />
<strong>de</strong>m Nageldurchmesser d n und <strong>de</strong>r Faserrichtung.<br />
• Je nach Anzahl <strong>de</strong>r zu verbin<strong>de</strong>n<strong>de</strong>n Hölzer spricht man<br />
von ein- und zweischnittigen Nagelverbindungen<br />
Blechformteilverbindungen<br />
Regeln:<br />
• Bleichformteile<br />
wer<strong>de</strong>n in <strong>de</strong>r Regel<br />
mit Kamm- o<strong>de</strong>r<br />
Rillennägeln<br />
befestigt.<br />
• Die Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>r Nägel sind<br />
durch die Lochungen<br />
bereits vorgegeben
BSKT: Clösges<br />
Info-Blatt 3:<br />
Ingenieurmäßige <strong>Holzverbindungen</strong><br />
Bolzen- und Stabdübelverbindungen<br />
TB – U1<br />
Regeln:<br />
• Diese Verbindungen bestehen aus min. 2 Bolzen bzw. 4 Stabdübeln.<br />
• Bolzenverbindungen benötigen Unterlegscheiben.<br />
• Bohrlöcher sind im Durchmesser <strong>de</strong>r Stabdübel zu bohren.<br />
• Wie bei Nagel- und Schraubenverbindungen sind Min<strong>de</strong>stabstän<strong>de</strong> einzuhalten.<br />
Dübelverbindungen<br />
Regeln:<br />
Einlassdübel<br />
Einpressdübel<br />
• Dübelverbindungen bestehen aus einem eingelassenen o<strong>de</strong>r eingepressten Dübel aus<br />
Hartholz o<strong>de</strong>r Metall und einem Schraubenbolzen.<br />
Holzschraubenverbindungen<br />
• Regeln:<br />
• Holzschraubenverbindungen bestehen aus min. 4 gleichen Schrauben (d S < 10mm)<br />
• Holzschraubenverbindungen bestehen aus min. 2 gleichen Schrauben (d S > 10mm)<br />
• Schraubenlöcher müssen vorgebohrt wer<strong>de</strong>n.<br />
• Schraubenverbindungen im Hirnholz dürfen nicht erstellt wer<strong>de</strong>n.<br />
• Ähnlich <strong>de</strong>r Nagelverbindungen richten die sich die Schrauben- und Randabstän<strong>de</strong> nach<br />
<strong>de</strong>r Art <strong>de</strong>r Belastung, <strong>de</strong>m Nageldurchmesser d S und <strong>de</strong>r Faserrichtung
BSKT: Clösges<br />
Info-Blatt 1:<br />
Zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong><br />
TB – U1<br />
<strong>Holzverbindungen</strong> müssen zusammentreffen<strong>de</strong> Bauschnitthölzer (z.B. Kanthölzer<br />
o<strong>de</strong>r Balken) unverschieblich miteinan<strong>de</strong>r verbin<strong>de</strong>n, wobei die auftreten<strong>de</strong>n<br />
Belastungen (z.B. Druck- o<strong>de</strong>r Zugkräfte) aufgenommen bzw. übertragen wer<strong>de</strong>n.<br />
<strong>Holzverbindungen</strong>, bei <strong>de</strong>nen die verschie<strong>de</strong>nen<br />
Hölzer per Hand o<strong>de</strong>r maschinell ausgearbeitet<br />
wer<strong>de</strong>n, nennt man zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong>.<br />
Sie haben sich über Jahrhun<strong>de</strong>rte<br />
hinweg durch Erfahrungen weiterentwickelt und<br />
wer<strong>de</strong>n auch heute noch – nicht nur aufgrund<br />
<strong>de</strong>r optischen Wirkung – z.B. bei Dachkonstruktionen,<br />
Fachwerken o<strong>de</strong>r Holzbalken<strong>de</strong>cken<br />
verwen<strong>de</strong>t.<br />
Nach wie vor ist bei <strong>de</strong>r Herstellung jedoch große Sorgfalt und Präzision erfor<strong>de</strong>rlich,<br />
um eine optimale Kraftübertragung zu gewährleisten.<br />
Zur weiteren Sicherung wer<strong>de</strong>n geeignete Verbindungsmittel, benötigt. Dazu gehören<br />
z.B. Nägel, Schrauben o<strong>de</strong>r Dübel (Bei Fachwerken fin<strong>de</strong>t nach altem Vorbild sogar<br />
<strong>de</strong>r Holznagel als Verbindungsmittel noch Verwendung.).<br />
Je nach Ausführungsart unterschei<strong>de</strong>t man u.a.<br />
• Verzapfungen<br />
• Versatzungen<br />
• Verblattungen und<br />
• Kerven (auch Kerben o<strong>de</strong>r Klauen genannt).
BSKT: Clösges<br />
Info-Blatt 2:<br />
Zimmermannsmäßige Verbindungen<br />
Verzapfungen<br />
Regeln:<br />
TB – U1<br />
• Die Dicke <strong>de</strong>s Zapfens beträgt ca. 1/3 <strong>de</strong>r<br />
Holzdicke.<br />
• Die Länge <strong>de</strong>s Zapfens beträgt ca. 4-5 cm.<br />
• Das Zapfenloch wird ca. 1 cm tiefer ausgestemmt.<br />
• An Holzen<strong>de</strong>n wird <strong>de</strong>r Zapfen ca. 2-3 cm<br />
abgesteckt.<br />
• Bei schrägen Verbindungen wird <strong>de</strong>r Zapfen<br />
rechtwinklig abgestirnt.<br />
Versatzungen<br />
Stirnversatz<br />
bei ausreichen<strong>de</strong>r Vorholzlänge<br />
Regeln:<br />
Fersenversatz<br />
bei knapper Vorholzlänge<br />
Doppelter Versatz<br />
bei sehr hoher Strebenkraft<br />
• Stirnflächen liegen in <strong>de</strong>r Winkelhalbieren<strong>de</strong>n <strong>de</strong>s stumpfen Außenwinkels.<br />
• Bolzen wer<strong>de</strong>n parallel zur Stirnfläche angeordnet.<br />
• Die Vorholzlänge sollte min. 20 cm betragen.<br />
• Die Versatztiefe beträgt etwa 1/6 bis 1/4 <strong>de</strong>r Höhe <strong>de</strong>s Anschlussholzes.<br />
• Die freie Passfläche <strong>de</strong>s Fersenversatzes muss wegen Spaltgefahr eine Fuge (ca.<br />
5 mm) aufweisen.
BSKT: Clösges<br />
Info-Blatt 3:<br />
Zimmermannsmäßige Verbindungen<br />
Verblattungen<br />
TB – U1<br />
Regeln:<br />
• Die Blattlänge entspricht <strong>de</strong>r Holzbreite<br />
(Ausnahme: Hakenblatt).<br />
• Die Blatthöhe beträgt in <strong>de</strong>r Regel 1/2 <strong>de</strong>r<br />
Holzhöhe.<br />
Kerven (auch Kerben o<strong>de</strong>r Klauen)<br />
Regeln:<br />
• Die Kerventiefe richtet sich nach <strong>de</strong>r<br />
Dachneigung:<br />
bei DN ≥ 30° etwa 1/3 <strong>de</strong>r Sparrenhöhe,<br />
bei DN < 30° etwa 1/4 <strong>de</strong>r Sparrenhöhe.<br />
• Die Verbindungen wird durch einen Sparrennagel<br />
gesichert.
Bezeichnung:<br />
Verbindungsart:<br />
Regeln:<br />
Zimmermannsmäßige <strong>Holzverbindungen</strong><br />
Mögliche Anwendungsgebiete:<br />
Anwendung im Carport:<br />
Bezeichnung:<br />
Verbindungsart:<br />
Regeln:<br />
Mögliche Anwendungsgebiete:<br />
Anwendung im Carport:<br />
Bezeichnung:<br />
Verbindungsart:<br />
Regeln:<br />
Mögliche Anwendungsgebiete:<br />
Anwendung im Carport:<br />
Bezeichnung:<br />
Verbindungsart:<br />
Regeln:<br />
Mögliche Anwendungsgebiete:<br />
Anwendung im Carport:
Folie 2<br />
Arbeitsauftrag:<br />
1. Diskutieren Sie in Ihrer Gruppe die Vor- und Nachteile<br />
<strong>de</strong>r vorgestellten Verbindungen!<br />
2. Wählen Sie für die verschie<strong>de</strong>nen Knotenpunkte <strong>de</strong>s<br />
Carports von Herrn Achterfeld geeignete <strong>Holzverbindungen</strong><br />
aus!<br />
3. Stellen Sie Ihre Wahl anschließend <strong>de</strong>r Klasse vor!<br />
Abbildung „Carport“