Bauen mit - KRUG Holzbau mit System

Holzbautechnik 

Neues Aussteifungskonzept für Nagelplattenbinder 

Konstruktion: Nagelplattenbinder sind durch Optimierung hoch ausgenutzte Konstruktionen von großer Schlankheit. 

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Nur zusammen mit ausreichenden Stabilisierungskonstruktionen können sie ihr Tragvermögen und ihre Wirtschaft- 

lichkeit entfalten. Ein neues Stabilisierungskonzept will höhere Zuverlässigkeit erreichen. Wir stellen dieses vor. 

Klimawandel, Stürme und Schneekatastrophen 

haben die Sensibilität bezüglich 

der langwährenden Standsicherheit von 

hoch ausgenutzten Dachkonstruktionen er- 

höht. Bei Nagelplattenbinderkonstruktionen 

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Bild 1 Schematische Darstellung des neuen Verbandskonzeptes 

zur Aussteifung und Stabilisierung von 

Dachkonstruktionen mit Nagelplattenbindern. 

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Bild 2 Statische Systemvarianten des Längsverbandes: 

Die als Gelenke dargestellten Knoten verfügen zusätzlich 

über Drehsteifigkeit. 

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ist die Stabilisierung der auf Druck bean- 

spruchten Tragwerksteile von entscheidender 

Bedeutung. Um ein Höchstmaß an Zuverläs- 

sigkeit für die Kunden zu erreichen, wurden 

die klassischen Nagelplattenbinderkonstruk- 

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Zeichnungen: bauen mit holz 

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tionen auf mögliche Schwachstellen unter- 

sucht. Die klassische Domäne von Nagelplat- 

tenbinderkonstruktionen sind Supermarktdä- 

cher, hauptsächlich als Satteldächer, bisweilen 

mit Nebendächern oder als Pultdächer in ver- 

schiedenen Varianten. Die üblichen Stützwei- 

ten liegen zwischen 15 und 30 m, etwas mehr 

als 20 m sind der häufige Fall. Als Alterna- 

tive zu der üblichen Aussteifung der Dach- 

konstruktionen mittels Dachverbänden und 

Windrispenbändern entwickelte der Nagel- 

platten-Lieferant und Know-how-Geber 

Eleco Bauprodukte GmbH gemeinsam mit 

der Krug GmbH/Stadtlauringen, ein neues 

Aussteifungskonzept mit Nagelplatten-Kons- 

truktionen. Die Vorteile werden in der Ver- 

wendbarkeit bei beliebigen Binderformen, 

höherer Steifigkeit, Unempfindlichkeit ge- 

genüber Temperaturschwankungen, Eignung 

bei Erdbebenbeanspruchung und Verbesse- 

rung der Montagequalität durch Vorfertigung 

gesehen. 

Aus der Praxis in die Praxis 

Die Firma Krug-Holzbau mit System/ 

Stadtlauringen analysierte als Partner, ge- 

meinsam mit dem Know-how-Geber, die 

Schwachpunkte bei Konstruktionen mit Na- 

gelplattenbindern unter technischen und 

menschlichen Aspekten (Herstellungs-, Mon- 

tageungenauigkeiten), Sicherheitsaspekten 

und Interessenlagen der Kundschaft. In be- 

ständiger Reflexion zwischen Krug und Eleco 

entstand zunächst theoretisch ein verändertes 

Konzept. Dieses wurde von Krug dann auch 

in der Praxis erprobt. 

Grundkonzept 

aus vier Komponenten 

Das Konzept wird hier am Beispiel eines 

Satteldaches dargestellt, ausgeführt von der 

Krug GmbH Bild 1 zeigt die vier Grundkom-

Bild: Krug 

Bild 3 Die bei der Berechnung der gesamten 

Dachstruktur als räumliches Tragwerk berücksichtigten 

Vorverformungen (Imperfektionen); 

Es sind zusammen mit den äußeren Horizontalbelastungen 

alle möglichen Kombinationen 

zu bilden. Wichtig: Die Vorverformungen von 

Obergurten und des Querverbandes liegen in 

verschiedenen Ebenen. 

ponenten des Aussteifungssystems. Der Ver- 

band 1 in Dachflächenebene trägt die hälf- 

tigen Windlasten auf die Giebelflächen und 

die Stabilisierungskräfte aus der Dachbin- 

derkonstruktion als Biegeträger ab. Er ist am 

Fußpunkt mit der Unterkonstruktion, im All- 

gemeinen dem Ringanker, verbunden und 

hat somit dort ein horizontal in Traufrich- 

tung festes Lager. Am vom First aus ersten 

Obergurtknoten schließt in Diagonalenrich- 

Bild 4 Der Untergurtverband schwebt ein: Die Auflagerhölzer 

sind an den Trauf-Ringankern verankert (Hintergrund) und 

die Bretter zur provisorischen Abstützung stehen bereit. 

braun: Krümmung Obergurt mit 

1/400 des Abstandes zwi- 

schen Wellennullpunkten, 

rot: Schrägstellung durch 

Montageungenauigkeiten, 

blau: summierte Vorverfor- 

mungen. 

tung von unten eine leiterartige NP-Struktur 

(Leiter 2) an. Die oberste „Leitersprosse“ ist 

kraftschlüssig mit dem V-Stab des Dachver- 

bandes verbunden. Dies wird mittels Nage- 

lung von oben durch den V-Stab des Ober- 

gurtverbandes in die Leitersprosse bewerk- 

stelligt. Konstruktiv ist die Leiter mit Nägeln 

an die Füllstäbe der Binder angeschlossen. An 

die Leiter lehnt sich der in die Binder hin- 

eingefädelte Längsverband 3. Seine Gurte 

Bild: Krug 


werden durch Nagelung mit den Leiterhol- 

men verbunden. Dadurch werden die Leiter- 

holme zu Trägern auf zwei Stützen, bei denen 

die Last am Kragarmende angreift (Bild 2). 

Sie übertragen diese in die Gurte des Längs- 

verbandes 3. Dieser erhält somit aus der Lei- 

ter die Normalkraft in gleicher Größe wie die 

Last aus dem Dachverband und ein Biege- 

moment, das sich in entgegengesetzt gleiche 

Gurtkräfte zerlegt. Der Längsverband 3 gibt 

die Normalkraft über den Vertikalverband 

(Leiter 2) an den Querverband 4 in Untergur- 

tebene weiter. Das Moment in dem Längsver- 

band wird durch vertikale Kraftkomponenten 

in die Dachbinder übertragen (elastische Bet- 

tung Bild 2). Der Querverband 4 leitete die 

von dem Längsverband 3 eingetragene Kraft 

zu den Traufwänden. Durch Verbindung mit 

dem Ringanker als Auflager dieses Verbandes 

wird die Verbindung zu dem traufseitigen 

Auflager des Obergurtverbandes hergestellt. 

Damit ist das Stabilisierungssystem kine- 

matisch unverschieblich und in sich geschlos- 

sen. Es gibt keine Stabilisierungskräfte nach 

außen ab. 

Kräfteleitung und 

Verformungen anders! 

Die Bilder 1 und 2 zeigen, dass der Weg der 

Kräfte bis zur Erreichung eines räumlich ge- 

Bild 5 Die „Binderböcke“ sind mit den 

„Leitern“, im Vordergrund zwischen den 

Druckdiagonalen am Boden vormontiert. 

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Bild: Krug 


Bild 6 Die ersten Binderböcke 

werden aufgesetzt und fixiert. 

schlossenen, gesamtheitlichen Dachverbands- 

systems komplex ist. 

Zu berücksichtigen ist auch, dass Unter- 

gurtverbände und Obergurtverbände gekop- 

pelt sind. In Konstruktionen, bei denen der 

Untergurtverband zugleich die Windlasten 

auf die Giebelwand aufnimmt, setzen sich die 

durch den Wind verursachten Verformungen 

über die ganze Dachlänge und über die gan- 

ze Dachhöhe erzwungenermaßen fort. Das 

heißt, das gesamte Dach von der Untergurt- 

bekleidung bis zur Dachdeckung nimmt – ver- 

nachlässigt man geringe elastische Formände- 

rungen über die Dachlänge – rechtwinklig zu 

den Bindern eine im Grundriss einheitliche 

Verformungsfigur an. Die Untergurtverbände 

sind also auch unter diesem Gebrauchstaug- 

lichkeitsaspekt zu bemessen. Die Untergurt- 

verbände können aus diesem Grunde aller- 

dings auch als gemeinsam wirkend angenom- 

men werden. 

Zwecks Gewinnung eines theoretischen 

Eindrucks wurde ein typisches Supermarkt- 

Satteldach komplett als räumliches Stabwerk 

einschließlich der Verschieblichkeiten und 

Drehsteifigkeiten an den Verbindungsstel- 

len modelliert und und nach Theorie II. Ord- 

nung untersucht. Dabei wurden auch die drei 

Vorverformungsfiguren der Binderobergurte 

nach Bild 3 berücksichtigt. Durch die Haltung 

des Obergurtverbandes am vom First aus ers- 

ten Obergurtknoten ergab sich keine deutliche 


Dominanz einer der Vorverformungsfiguren, 

es sollten daher die plausiblen Varianten je- 

weils berechnet werden. Zur Verifizierung der 

theoretischen Ergebnisse wurde ein Modell 

gebaut und qualitativ die „Dreifachwelle“ als 

tatsächliche Erscheinung bestätigt. 

Um den Aufwand für die Berechnung und 

Bemessung wirtschaftlich zu halten, wurde ein 

vereinfachtes Verfahren entwickelt, das auch 

die rechnerische Handhabung als zweidimen- 

sionale „Einzelkomponenten“ ermöglicht. Bei 

dem Einsatz des Konzeptes bei anderen Bin- 

derformen bedarf es jeweils differenzierter, in- 

genieurtechnisch sinnvoller Festlegungen der 

Vorverformungsfiguren. 

Gesamtheitlich wesentlich ist, dass nur die 

Kombination der Verformungen des Unter- 

gurtverbandes mit denen der Obergurtver- 

bände zu einem zutreffenden Ergebnis füh- 

ren. Temperatureinflüsse können und dür- 

fen vernachlässigt werden. Die relativ gerin- 

gen Einflüsse der Verformungen innerhalb 

des Längsverbandes und der Koppelung des 

Untergurt(quer)verbandes mit dem Fußpunkt 

der Obergurtverbände über den Ringnaker 

können bei vereinfachter Berechnung auf der 

sicheren Seite liegend abgeschätzt werden. 

Das neue Konzept zeigt gegenüber der 

„Windrispenaussteifung“ ein sehr verschie- 

denes Verformungsverhalten, welches durch 

Bild 7 Nach Stellen der „Normalbinder“ werden die Längsverbände 

eingefädelt 

die Wahl der Faktoren, die die Steifigkeit be- 

stimmen, auf den Verwendungszweck gut ab- 

gestimmt werden kann. Da die Anschlüsse des 

Längsverbandes an die Binderdiagonalen als 

Drehfedern wirken ergibt sich gegenüber der 

Berechnung als gelenkige Anschlüsse tatsäch- 

lich eine höhere Tragsicherheit und Steifigkeit. 

Praxistauglichkeit stand 

im Fokus der Entwickler 

Die Bildung von Wind- und Stabilisie- 

rungsstrukturen mit Windrispenbändern bei 

Nagelplattenbinder-Dächern bedarf sehr ge- 

nauer Planung, um die Verbindungsmittel vor- 

schriftenkonform „unterbringen“ zu können. 

Entsprechend akkurat müssen bei der Ausfüh- 

rung diese Vorgaben eingehalten werden. Da- 

zu gehört auch das straff gespannte Verlegen 

der Rispenbänder, ohne dabei die Binder aus 

dem Lot zu ziehen. Aber es geht vorschriften- 

konform, wie viele NP-Binder-Dächer nach- 

weisen. 

Vornehmstes Ziel des neuen Konzeptes war 

es, höhere „Montage-Robustheit“ zu erreichen. 

Dies meint hier: 

• Größere „Spielräume“ für das Einbringen 

der Holzverbindungsmittel, insbesonde- 

re bei Baustellennagelungen, so dass auch 

nach „Augenmaß“ die Mindestabstände 

zuverlässig eingehalten werden können. 

• Frühzeitige Erreichung eines relativ sta- 

bilen Montagezustandes. 

• Zuverlässige Einhaltung der höchst zuläs- 

sigen Abweichungen von den Sollmaßen, 

Bild: Krug

insbesondere bezüglich Geradlinigkeit der Bin- 

derobergurte und der Lotrechtheit. 

Bei der Entwicklung des neuen Aussteifungs- 

konzeptes legten die Partner Eleco und Krug ne- 

ben der praxisgerechten Umsetzbarkeit, auch Wert 

auf die Wirtschaftlichkeit betrachtet. 

Der Entwurf ließ gegenüber dem herkömm- 

lichen Windrispenkonzept vor allem höhere Ro- 

bustheit erwarten. Die erste Betrachtung warf die 

ersten, vordergründigsten Fragen auf: 

• Wie wird der Untergurtverband vor den Bin- 

dern montiert? 

• Wie kommen die Längsverbände in die Bin- 

dergefache hinein? 

Bild: Krug 

Bild 8 Die letzte Wegstrecke 

wird der Längsverband mit 

Muskelkraft in seine Sollposition 

bugsiert. 

Es wurde im Maßstab 1:1 bei einem Pilotpro- 

jekt versucht und stellte sich nicht als sonderlich 

schwierig und aufwändig heraus. 

Zuerst werden die Auflagerhölzer an den beid- 

seitigen Ringankern verankert. Bild 4 zeigt den 

einschwebenden Untergurtverband und die be- 

reit gestellten Bretter, um ihn provisorisch abzu- 

stützen, bevor er von den darüber stehenden Bin- 

dern hoch gehalten werden kann. Es wird in be- 

kannter Weise der zunächst folgende, am Boden 

vormontierte „Binderbock“, also das Binderpaar 

mit Dachverbänden und hier auch mit den „Lei- 

tern“ eingehoben und fixiert (Bilder 5 und 6). Da- 

zwischen werden die „Normalbinder“ gesetzt und 

mittels „Montagelatten“ provisorisch gehalten. 

Entsprechend Bild 7 wird nun der Längsverband 

„eingefädelt“. Ein 8 bis 12 m langer Längsverband, 

circa 3 m hoch, wiegt etwa 60 bis 90 kg. Wird er je 

nach Länge etwa 1,5 bis 2,5 m außermittig ange- 

schlagen, kann das tiefer hängende Ende mit re- 

lativ wenig Muskelkraft angehoben und zwischen 

den Diagonalen so weit in die stehenden Binder 

hineingezogen werden, dass sein Schwerpunkt in- 

nerhalb der Gebinde liegt. So kann er abgesetzt 

werden. Von zwei Hubarbeitsbühnen aus ist der 

Rest der Einfädelstrecke dann mit Muskelkraft zu 

bewegen. Diese beiden Punkte stellten sich als gut 

beherrschbar heraus. Der Längsverband wurde 

dann an der Binderdiagonalen lehnend von Hand 

angehoben und auf vorbereiteten Hölzern abge- 

setzt, so dass er auf der planmäßigen Höhe lager- 

te. Dann wurde er auf das Sollmaß in Längsrich- 

tung bugsiert und zuerst an den Holmen der Lei- 

tern festgenagelt. 

Im Weiteren wurden dann die Binderdiagona- 

len mit den Gurten des Längsverbandes vernagelt. 

Als vorteilhaft erwies sich dabei, dass die Verti- 

kalen des Längsverbandes automatisch den Sen- 

kel darstellen und so auch das „Senkrechtstellen“ 

der Diagonalen erleichterte, z.B. nach Augenmaß 

oder mit dem Zollstock, und ein gutes Ergebnis 

erreicht wurde. Dazu ist es allerdings notwen- 

dig, die provisorischen „Abstandslatten“ in ausrei- 

chendem Abstand von dem Längsverband anzu- 

ordnen, damit man den Obergurt der Binder noch 

„bewegen“ kann. Nach Erledigung dieser Arbei- 

ten ist bereits ohne Dachlattung ein relativ stabiler 

Montagezustand für die erste, gerichtete Binder- 

partie erreicht. Im Weiteren wiederholt sich der 

Vorgang je nach Dachlänge. 

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Bild: Krug 

Bild: Krug 


Sicherheitstechnisch können die Konzept- 

komponenten vollkommen problemlos von 

Hubarbeitsbühnen aus montiert werden. Es 

braucht niemand am First auf den Dachver- 

bänden zu arbeiten, bis die Dachlattung oder 

Dachschalung aufgebracht wird. 

In vier Fällen lässt das Konzept hohe Wirt- 

schaftlichkeit erwarten: 

• Die Ringanker an den Giebeln in Trauf- 

höhe können alleine die Wind- und Sta- 

bilisierungskräfte aufnehmen: Es werden 

keine Querverbände in Untergurtebene 

benötigt, die Längsverbände werden di- 

rekt an die Ringanker angeschlossen. 

• Es werden an den Giebeln ohnehin Wind- 

verbände in Untergurtebene benötigt (ty- 

pischer Fall: Glasfassade). 

• Es werden ohnehin Längsverbände zur 

Stabilisierung der Binderdiagonalen benö- 

tigt (auf Druck beanspruchte Füllstäbe mit 

großer Systemlänge). 

• Bei Bindern mit Knicken in den Obergur- 

ten, z. B. bei gebogenen oder geschwun- 

genen Dachfalllinien. 

Bild 10 Fertiggestellte Dachkonstruktion 


Bei Kombinationen der angegebenen Fälle 

steigert sich die Wirtschaftlichkeit nochmals. 

In den verbleibenden anderen Fällen wird 

sich noch herausstellen müssen, ob der hö- 

here werkseitige Vorfertigungsgrad und die 

veränderte Arbeitsweise auf der Baustelle 

den Mehraufwand bei den Konstruktionsele- 

menten gegenüber Windrispenbändern wirt- 

schaftlich kompensieren können. Diesbezüg- 

lich fehlt es noch etwas an Erfahrung man- 

gels „Übung“. 

Schon jetzt erreicht 

Unmittelbar ist das Konzept auch für die 

Erdbebenzonen 3 und 4 geeignet, in denen 

Aussteifungen mit Windrispenbändern nicht 

in Frage kommen, auch in den Erdbebenzo- 

nen 1 und 2 scheint es vorteilhaft. 

Emotional, so kann vermutet werden, ist 

die Hemmschwelle höher, mal geschwind et- 

was herauszuschneiden, wenn späterhin ir- 

gendwelche Veränderungen, häufiger beob- 

achtet beim Einbau von haustechnischen Ge- 

räten, vorgenommen werden. 

Bild 9 Fertig eingebauter 

Längsverband, etwa in Bildmitte 

ein Stoß der Längsverbandsabschnitte 

mit aufgenagelten 

Blechen. 

Ausblick 

Des Weiteren stehen brandschutztech- 

nische Entwicklungen in Aussicht, die die 

Ausrüstung von Nagelplattenbindern mit 

Brandschutzbeschichtungen zu F-30B- 

Konstruktionen erwarten lassen. Marketing- 

mäßig konnte bereits feststellt werden, dass 

manchen Kunden das Aussteifungskon- 

zept auf Grund seiner im Wortsinn „hand- 

festen“ Solidität einen etwas höheren Preis- 

wert ist. Die höhere Robustheit, die Vorteile 

des höheren Vorfertigungsgrades, die Ein- 

sparung der Rispenbänder und höhere Kun- 

denakzeptanz können den Mehraufwand an 

Holz und statischen Berechnungen wieder 

aufwiegen. Dem Kunden wird Zuverlässig- 

keit durch werkseitig definierte Verbandsele- 

mente und montagefreundliche Umsetzbar- 

keit geboten. 

Für die Holzbetriebe stellt das Konzept 

eine weitere Alternative für ihr Angebots- 

spektrum dar. Auf die weitere Entwicklung 

darf man gespannt sein. 

Schlagworte: Nagelplattenbinder, 

Nagelplattenkonstruktion 

Klaus Fritzen 

Das Aussteifungskonzept ist als Gebrauchsmuster 

rechtlich geschützt, ein 

Patent ist beantragt. Eleco Bauprodukte 

GmbH lizenziert die Nutzung unabhängig 

vom Nagelplattenprodukt gegen eine 

Gebühr projektbezogen.

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