Durchbiegung von Balken durch Metall-Unterspannung verhindern

[raziausdud]

Hallo zusammen,

angeregt durch das aktuelle Thema "Terrassendach-Konstruktion" und die Planung einer selbigen bei uns möchte ich hier mal ein paar Gedanken und Fragen formulieren und zur Diskussion stellen:

Ein Balken zwischen zwei Auflagepunkten neigt ja zum Durchhängen, bei Überlastung zum Zerbrechen. Dabei gibt es meines Erachtens oben eine Druckbelastung - das Holz wird gestaucht - unten gibt es eine Zugspannung - der Balken wird gedehnt und möchte reißen (also könnte der Balken schon mal am Rand bei den Stützen/Auflagen dünner, müsste in der Mitte am dicksten sein).

Nun möchte man vielleicht einen möglichst geringen Querschnitt haben, aber "bei Holz bleiben" weil man sich mit dessen Verarbeitung ja auskennt und somit selber machen kann.

Kann man einen Balken/ein Kantholz dadurch stabiler machen, dass man auf der Unterseite ein Metallband spannt, z.B. ein Lochband? Direkt auf der unteren Fläche meine ich, kein dreieckiges Spann-Konstrukt mit einer Stütze in der Mitte. Also im Prinzip eine einseitige Sandwich-Konstruktion, so dass man damit im Endeffekt ein dünneres Holz für eine bestimmte Spannweite und Belastung verwenden kann. Oder funktioniert das wegen der unterschiedlichen Temperatur- und Feuchte-Änderungen nicht? Gibt es dazu Erfahrungen, Berichte, Beispiele?

Herzlichen Dank im voraus und beste Grüße
Rainer

 

[IngoS]

Hallo,

damit so etwas funktioniert, müsste das Stahlband richtig unter Zugspannung gesetzt werden. Beispiel dafür sind die Spannbetonbrücken, bei denen die Spanndrähte unter starke Spannung gesetzt werden. Nur das Unternageln eines Bandes bewirkt eher nichts. Anders, wenn man eine unterspannten Balken konstruiert, also ein Seil von einem Ende zum anderen Ende spannt, dieses aber in der Balkenmitte durch einen Stab abspreizt.
Nur in Holz werden Hängewerke oder Sprengwerke zur Verstärkung von Trägern ausgeführt.

Gruß

Ingo

 

[tomkaes]

Zu deiner Überschrift -> das ist ein unterspannter Träger:
https://de.wikipedia.org/wiki/Unterspannter_Träger

... (also könnte der Balken schon mal am Rand dünner, müsste in der Mitte am dicksten sein) ...
nicht ganz ...
https://de.wikipedia.org/wiki/Balkentheorie

Deine Idee ist bei der kleinen Spannweite eines Terrassendachs völlig unwirtschaftlich (allein vom Materialaufwand);
wenn z.B. die Querschnittshöhen begrenzt sind, weicht man auf Stahlprofile aus, damit geht es deutlich "zierlicher".

 

[roland44]

Ich hab letzten Herbst unser viel zu zierlich gebautes Terrassendach stabilisiert, indem ich an den 10x15cm Balken innen und außen ein 10x100mm Flachband angebracht habe. zuerst die Enden mit Gewindestange verschraubt, dann den Balken mit Wagenheber in der Mitte vorgespannt und verschraubt. Hält hervorragend, bei 5m Spannweite kaum Durchbiegung, wenn meine 100kg drauf stehen. Vorher musste jeden Winter einen Strebe untergestellt werden, wegen der Schneelast.
Den Stahl hab ich im Farbton des Holzes gestrichen, fällt kaum auf.
Gruß
Roland

 

[DasMoritz]

@roland44

Interessant, könntest du davon mal ein Foto einstellen?

Danke
Moritz

 

[roland44]

Gern Wird aber erst nächste Woche, ich bin gerade in M auf der Bau

 

[IngoS]

indem ich an den 10x15cm Balken innen und außen ein 10x100mm Flachband angebracht habe.

Hallo,

na ja, da hast du fast 80kg Stahl eingebaut. Keine Frage, dass die Maßnahme was bringt.
Ich wundere mich, wie man darauf kommt, bei 5m Stützweite ein 10 x 15 Streichholz einzubauen. Wer hat das berechnet?

Gruß

Ingo

 

[VolkerDK]

@raziasdud
So wie du dir das gedacht hast funktioniert es, und wird auch tagtäglich überalle so gemacht.
Im Parkhaus die Träger mit großen Spannweiten aus Beton sind ähnlich gemacht: Unten, im Bereich der Zugfaser, wird der "Baustahl" eingebracht, um die Zugbelastung aufzunehmen.
Würdest du nun ein einfaches Lochband nehmen, 20mm breit, und das sagen wir ausreichend mit Schrauben oder Nägeln fixieren, so würde der Träger entsprechend gegen Durchbiegung verstärkt.

"Warum schreibe ich würde?" Holz und Stahl haben komplett verschiedene "E-Moduln", also die Dehnung unter Belastung. Stahl ist extrem steif, Holz entsprechend weich / elastisch. Das würde heissen, das zunächst nur das "Lochband" die Zugbelastung tragen würde, und der Holzträger garnichts. Der Holzträger würde wie gummi gegenüber dem Stahl sein.

Aus diesem Grund ist die Idee theoretisch richtig, aber in der Praxis / Statik / Bauvorschrift schwierig umzusetzen. Dort wird der Sparrenabstand / Querschnitt / freie Länge zwischen den Auflagern etc. ja genau geregelt.
Für KVH gibt es genaue Regelungen, ich meine (Achtung, Halbwissen), es gibt auch höherfeste Bauholzsorten, Laminierte Träger, die biegesteifer bzw. fester sind.

 

[schrauber-at-work]

Moin,

es gibt auch höherfeste Bauholzsorten, Laminierte Träger, die biegesteifer bzw. fester sind.

Nennt sich dann BSH = Brettschichtholz.

Gruß SAW

 

[raziausdud]

na ja, da hast du fast 80kg Stahl eingebaut

Hallo zusammen,

ich bin auch über "10x100mm Flachstahl" gestolpert. Hab erst gedacht Schreib-/Einheiten-Fehler. So - dazu noch doppelt hochkant montiert - ist das ja schon ein eigener Stahlträger. Und hat nur wenig mit der Verstärkung eines Balkens durch Spannen (ich weiß jetzt, Unterspannen ist noch einmal etwas Anderes) eines Stahlbandes zu tun. Oder doch ein Schreib-/Einheiten-Fehler?

Rainer

 

[roland44]

Nein, kein Fehler. Das hab ich so übernommen und wollte auf Nummer sicher gehen.sind immerhin 5m Breite und 3.5 m Tiefe. Bei 200kg Schneelast komm was zusammen...
Gruß Roland

 

[Küstenharry]

Hallo zusammen,

ich bin auch über "10x100mm Flachstahl" gestolpert. Hab erst gedacht Schreib-/Einheiten-Fehler. So - dazu noch doppelt hochkant montiert - ist das ja schon ein eigener Stahlträger. Und hat nur wenig mit der Verstärkung eines Balkens durch Spannen (ich weiß jetzt, Unterspannen ist noch einmal etwas Anderes) eines Stahlbandes zu tun. Oder doch ein Schreib-/Einheiten-Fehler?

Rainer

genau so wird es in der Praxis aber gemacht.
Alternativ beidseitig eine 4x 20 Bohle anflanschen oder im Altbau bei wenig Platz mit 60 x 60 Winkelprofil oder 50 x 120 u Profil.
oder einen Fachwerkträger mit Ober und Untergurt konstruieren.
Ein bisschen WIndrispenband bringt da nichts.