BASICS - Quadriga

BASICS
Tragwerksplanung
– 28 – 4/2012
Dachkonstruktionen mit aussteifender
Beplankung
Dachkonstruktionen müssen sowohl in Gebäudequerrichtung
(Wind auf Traufe) als auch in Gebäudelängsrichtung
(Wind auf Giebel) ausgesteift sein.
Während bei Pfettendächern die Horizontallast
infolge „Wind auf Traufe“ von der Deckenscheibe
aufgenommen wird, sind die Möglichkeiten der
Aussteifung bei „Wind auf Giebel“ vielfältiger. Bei
eher einfachen Dachstühlen und -formen werden
häufig aussteifende Holzwerkstoffplatten als Beplankung
der Sparren ausgeführt.
Aussteifungsvarianten
Zur Aufnahme der auf die
Giebelfläche einwirkenden
Windlasten kommen drei
typische Systeme zur Ausführung.
Alle verhindern ein
Umkippen der Sparrensysteme:
● Windrispen (Windrispenbänder
aus Stahl)
● Aussteifende Beplankungen
/ Holztafelelemente
● Aussteifende Wände in
Längsrichtung
Die zuletzt genannte Variante
hat den Vorteil, dass
die über die Giebelfläche
eingetragenen Windlasten
von den in Firstrichtung
vorhandenen, aussteifenden
Wänden im Dachgeschoss
aufgenommen werden können.
Dazu sind die entsprechenden
Pfetten kraftschlüssig
mit den Rähmhölzern
dieser Längswände zu verbinden.
Windrispen oder
aussteifende Beplankungen
sind dann entbehrlich.
Ähnlich verhält es sich bei
Walmdächern, bei denen die
Firstpfette durch die strebenartigen
Gratsparren gehalten
wird. Die dem Wind abgewandten
Gratsparren werden
auf Druck beansprucht
und leiten die Horizontallasten
an ihrem Fußpunkt in
die Deckenscheibe bzw. den
Drempel ein.
Windrispenbänder
Windrispenbänder aus feuerverzinktem
Lochblech waren
über Jahrzehnte die am weitesten
verbreitete Variante
zur Aussteifung von Dachflächen.
Nachteilige Aspekte
dieser Art der Aussteifung
in Verbindung mit bekanntgewordenen
Schäden haben
die schnelle und kostengünstige
Montage in den Hintergrund
gedrängt.
Windrispenbänder funktionieren
ausschließlich auf Zug
und sind daher je Dachfläche
stets paarweise anzuordnen.
Mit Dicken von meist 1,5 bis
3 mm stören sie den Dachaufbau
nur geringfügig, können
bei Vordeckungen etc.
jedoch zu Beschädigungen
führen. Bei der Montage sind
sie stets stramm zu spannen
und in der kalten Jahreszeit
nur temperiert (aus
dem beheizten Baustellenfahrzeug)
einzubauen. Die
aufwändige Verankerung an
den jeweiligen Endpunkten
sind ingenieurmäßig zu planen
und vom Holzbaubetrieb
umzusetzen (Abb. 1).
Auf einen expliziten Nachweis
sollte weder der Bauherr
noch der Betrieb verzichten.
Die Befestigung an
allen Kreuzungspunkten mit
den Sparren ist obligatorisch.
Detaillierte Informationen
siehe [4].
Da thermische Verformungen
nicht auszuschließen sind,
kann es in Verbindung
mit dem unvermeidlichen
Schlupf bei den Verbindungsmitteln
zu einem Durchhang
der Windrispenbänder
kommen. Dabei besteht
die Möglichkeit nicht unerheblicher
Verschiebungen,
bevor die Windlasten aufgenommen
werden können.
Eine Anordnung der Rispenbänder
unter einer Aufdachdämmung
(oder zusätzlichen
Überdämmung der Sparren)
kann die Verformung deutlich
verringern.
Aussteifende
Beplankungen
Flächige Schalungen aus
sägerauen Brettern (auch
gespundet) stellen lediglich
eine Kippsicherung für die
Sparren dar; zur Aussteifung
der Dachfläche sind sie nicht
geeignet! Soll die Aussteifung
der Dachflächen durch
Holzwerkstoffe gewährleistet
Autoren:
Gerhard Wagner,
Helmut Zeitter
werden, ist die Beplankung
der Sparren mit geeigneten
MDF-Platten auf den Sparren
eine inzwischen weit verbreitete
„zimmermannsmäßige“
Lösung (Abb. 2). Diese
Variante hat den Vorteil, dass
die Beplankungsfläche eben
ist und als wasserableitende
Schicht dienen kann. Gleichzeitig
können Anforderungen
an die Winddichtheit
und meist auch einen temporären
Witterungsschutz
erfüllt werden.
Abb. 1: Beispielhafte (End-)
Verankerung der Windrispen
am First mit Verblockung
Abb. 2: Versetzte MDF-
Platten (≥ 1 Sparrenabstand)
zur Ausbildung der
Dachscheiben (beidseits der
Gaube)

4/2012
Anordnung und
Lasteinleitung
Schwebende Stöße der MDF-
Platten quer zu den Sparren
sind zulässig, wenn diese
um mindestens einen Sparrenabstand
versetzt werden
(vgl. [4], und Abb. 2).
Die Lasteinleitung in die
Beplankung erfolgt unmittelbar
über den Randsparren
(Abb. 3) oder das Giebelwandrähm
(Abb. 4).
Ohne die Beteiligung von
Verteilerrippen (Sparren)
gelten die Randabstände
für den beanspruchten
Rand a 2,t (7 x d). Die versetzt
angeordneten Platten
werden mit Nägeln oder
Klammern kontinuierlich
befestigt und bilden dann
die Dachscheibe. Für den
First- und Traufbereich sind
zwischen allen Sparren Verblockungen
anzuordnen
und mit der First- bzw.
Fußpfette kraftschlüssig zu
verbinden (Abb. 5 und 6).
Durchlaufende Gurthölzer
sind dort aufgrund der Geometrie
(Dachneigung) nur
aufwändig herzustellen.
Nur wenn alle Plattenränder
schubsteif miteinander verbunden
sind, es also keine
freien Plattenränder gibt, gelten
grundsätzlich die Verbindungsmittelabstände
für den
unbeanspruchten Rand. Der
Abstand vom Hirnholz muss
mindestens 12 d betragen.
Regeln für Verbindungsmittel
siehe Infokasten.
Einzelne Öffnungen in der Beplankung
bis 200 x 200 mm
dürfen vernachlässigt werden.
Bei mehreren Öffnungen
muss die Summe der
Längen bzw. Breiten kleiner
als 10% der Tafellänge bzw.
-breite bleiben. Größere Öffnungen
(z.B. Kamin) sind
stets nachzuweisen.
Materialeigenschaften
Die MDF-Platten für tragende
Zwecke müssen für den
Feuchtbereich (NKL 2) nach
DIN EN 622-5 (Bezeichnung
MDF-HLS) geeignet
sein. Die aussteifende Wirkung
und der temporäre
Witterungsschutz sind in der
Zulassung geregelt und dort
nachzulesen. Die Tragfähigkeit
des Verbindungsmittels
errechnet sich u.a. aus der
Lochleibungsfestigkeit von
MDF-Platte und Holzbauteil
(idR aus KVH).
Für Nagel- oder Klammerverbindungen
von MDF-
Platten mit Vollholz sind in
der Bemessungsnorm (DIN
EN 1995-1-1 bzw. DIN
1052:2008) keine Formeln
zur Ermittlung der Lochleibungsfestigkeit
angegeben.
Die meisten Hersteller haben
dazu in ihren Zulassungen
ebenfalls keine Angaben
gemacht, so dass eine Bemessung
daher formal zunächst
nicht möglich ist.
Als (sehr) konservative
Abschätzung kann für die
Lochleibungsfestigkeit der
MDF-Platte die Druckfestigkeit
von Vollholz (NH C24
/ KVH) unter einem Winkel
von 90° angesetzt werden.
Der Wert f c,90,k für NH C24
beträgt 2,5 N/mm 2 und ist
deutlich geringer als die in
der Zulassung angegebenen
Druckfestigkeiten f c,90,k bei
Scheibenbeanspruchung der
MDF-Platte.
Infokasten
Randabstände
Für Nägel d < 5 mm oder
Klammern zur Verbindung
von Holzwerkstoffplatten
mit Rippen aus Vollholz oder
Brettschichtholz gelten folgende
Randabstände:
vom Hirnholzende ≥ 12 d
untereinander ≥ 20 d
an allen
Plattenrändern ≤ 150 mm
an Innenrippen ≤ 300 mm
Die Abstände an allen Rändern
sind stets identisch!
Die Abstände bei Innenrippen
sind konstant!
Literaturhinweis:
[4] Technik im Holzbau,
herausgegeben von Holzbau
Deutschland – Bund Deutscher
Zimmermeister, Berlin,
Ausgabe August 2011
[5] bauen mit holz; Fritzen,
K.; 2/2008; Seite 42-46; Köln
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Abb. 3: Randsparren als Randgurt der
Dachscheibe
Abb. 4: Giebelwandrähm als Randgurt
der Dachscheibe
Abb. 5: Verblockung am First zur Herstellung
des Scheibengurts
Abb. 6: Verblockung an der Traufe zur
Herstellung des Scheibengurts
BASICS
Tragwerksplanung
Artikel-Ticker: Dachkonstruktionen in HOLZBAU – die neue quadriga: [1] Zugkräfte in Holzrahmenbauwänden:
4-2010 +++ [2] Deckenscheiben aus Holzbalkendecken: 4-2011 +++ [3] Dach- und Deckentafeln nach der
neuen DIN 1052: 1-2006