Holz-Tusche | KonstruktionsHilfen 2023

B • 9 Funktionen: Tragwerk & Bauphysik • Tragwerksplanung
c
Festigkeitsklassen
PLANUNG B • 9
Die Standsicherheit ist für Gebäude elementar. Um dies
nachzuweisen, werden Lastannahmen getroffen. Zu den
»Einwirkungen« gehören Wind, Schnee, Nutzlasten und die
Eigenlasten des Gebäudes selbst (vgl. Abb. 28). Das Tragwerk
nimmt diese Lasten auf und leitet sie an den Baugrund
weiter. Die Aufgabe des Tragwerks kann von verschiedenen
Materialien übernommen werden. Dies können mineralische
Baustoffe sein wie Mauerwerk und Beton oder metallische
Tragelemente. In der weiteren Betrachtung soll es um
den Werkstoff Holz gehen. Als Naturprodukt ist die Varianz
in der Festigkeit am größten, denn Holz ist nicht gleich Holz.
Allein schon die Holzarten sind vielfältig. Man kann verallgemeinert
sagen, dass schwere Holzarten eine höhere Festigkeit
haben als leichtere Arten. Betrachtet man die heimischen
Arten, so sind die leichteren Nadelholzarten bei einer
Rohdichte ab 350 kg/m³ (Fichte, Tanne) und die schwereren
Laubhölzer in etwa bei der doppelten Rohdichte (Eiche, Buche).
In früheren Jahrhunderten ließen sich die Zimmerer noch
durch ihre Erfahrungswerte leiten, um standfeste Gebäude
zu bauen. Ein derartiges Vorgehen reichte mit der Industrialisierung
nicht mehr aus. Die ersten bekannten Regeln hatte
die Deutsche Reichsbahn für den Holzbau geschaffen. Die
Ingenieurskunst des Tragwerksplaners (Statikers) bekam
später mit der DIN 1052 eine valide Basis.
Sortierklasse
Um bei den verschiedensten Hölzern den Überblick zu behalten,
muss der Anwender kein detailliertes Wissen über
die Eigenschaften des Holzes haben. Wie bei anderen Materialien
werden auch im Holzbau verschiedene Festigkeitsklassen
angeboten. Allerdings basieren diese nicht auf den
Rezepturen, sondern auf den sogenannten Sortierklassen.
Denn schon der gewachsene Baum, ob rund oder kantig geschnitten,
könnte bereits ein tragendes Bauteil sein. Der
Baum selbst, oder auch das geschnittene Holz wird über seine
Merkmale klassifiziert. Ein Tragwerk aus Holz wäre bei
den heutigen Sicherheitsstandards ohne professionelle Sortierung
nicht möglich. Vom Forst zum Bauwerk waren es früher
sehr kurze Wege. Man wusste über die Eigenschaften
des Holzes in der Region. Heute sieht das anders aus. Die
Handelswege sind unübersichtlich geworden.
Im Abschnitt E • 3 • c wird das Prinzip der Sortierung an den
für den Holzbau wichtigen Nadelhölzern gezeigt.
Europäisch einheitliche Festigkeitsklassen
Im Zuge der Schaffung des europäischen Binnenmarktes
wurden die nationalen Regeln durch einheitliche europäische
Standards ersetzt. Zwar sortieren die Länder Europas
das dort jeweils geerntete Holz auch heute noch nach ihren
nationalen Vorschriften. Allerdings ist die Vermarktung nur
noch mit den europäisch einheitlichen Festigkeitsklassen
zulässig. Beispiel für eine Festigkeitsklasse C24 (mittlere Festigkeit):
Es kann sowohl die deutsche bzw. österreichische
»S10« verwendet werden, aber ebenfalls die skandinavische
»T2«, aus Frankreich gilt die »ST-II«. Wie gesagt, um die verschiedenen
Sortierklassen muss sich der Anwender nicht
kümmern. Beispiel: Am stärksten verbreitet ist das Konstruktionsvollholz.
Dieses wird in weiten Teilen Europas einheitlich
mit der Bezeichnung »C24« gehandelt. In welchem Land
das Holz geerntet und verarbeitet wurde ist bezüglich der
Verwendung unerheblich. Der europäische Binnenmarkt
funktioniert auch beim Holz.
Die Kennzeichnung »C« steht für Nadelholz, die »24« für die
charakteristische Biegefestigkeit (f m,k ) dieser Sortierung.
Holz für Tragwerke
Vermutlich sind mehr als 90 % des in Deutschland verbauten
Bauholzes mit der Festigkeitsklasse C24 gekennzeichnet
(vgl. Seite G • 1 • e). Tatsächlich wäre ein erheblicher Teil davon
auch der höheren Festigkeitsklasse C30 zuzuordnen.
Dies würde z. B. bei Balkenlagen kleinere Querschnitte bedeuten.
Offensichtlich ist ein Sortiment »C30« trotz der mehr
als 20 % höheren Biegefestigkeit bisher nicht lohnend. Es
bleibt abzuwarten, ob steigende Rohstoffpreise zu einer Differenzierung
führen werden.
Sollen Querschnitte optimiert werden, wie es z. B. im Hallenbau
üblich ist, werden verleimte Querschnitte wie Brettschichtholz
(BS-Holz) verwendet. Es stehen neben der im
Handel verfügbaren GL24 die höheren Festigkeitsklasse
GL28 oder GL30 zur Verfügung. Die Bezeichnung »GL« wird
aus dem Englischen übersetzt mit »Glulam«, verleimtes laminiertes
Holz.
Hoch belastete Tragelemente können mit der Verwendung
von BS-Holz optimiert werden. Zu den Vorteilen gehören:
• große Querschnitte in nahezu beliebigen Formaten
• Verwendung von standardisierter Rohware (sortierte
Brettware in Standardlängen)
• begrenzter Energieaufwand durch Trocknung der Brettquerschnitte,
geringe Holzfeuchte 12 % +-3 %
• maschinelle Sortierung auch nach höheren Festigkeiten
• verschnittarme Produktion durch Keilzinkung
• Verleimung zum Gesamtquerschnitt als lagerverfügbares
Standardprodukt
• Sonderbauteil (auch gebogen möglich), Breite bis
240 mm (z. T. 300 mm), Höhe bis 2000 mm (z. T.
2500 mm)
Eine Besonderheit bildet das kombinierte BS-Holz. Die höher
belasteten Decklamellen eines Biegeträgers (z. B. Balkenlage)
können aus Holz höherer Festigkeit hergestellt werden.
Dieses BS-Holz wird mit der Kennung »c« versehen, während
homogenes BS-Holz mit »h« gekennzeichnet wird (vgl. Seite
G•1•e).
Abb. 30: Decklamellenmit höherer Festigkeit optimieren die Holzausnutzung.
Die mittleren Lamellen können aus Holz geringerer
Festigkeit bestehen.
B
homogener
Aufbau
kombiniert
symmetrischer
Aufbau
Lamellen höherer Festigkeit
M
M
B
B
B
80