DE102015001053A1 - Roof construction - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dachstuhlkonstruktion (1), insbesondere einen Aussteifungsverbund mit Windrispenelement (5) für eine Dachstuhlkonstruktion (1) aus Holz. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist ein Aussteifungsverbund mit Windrispenelement (5) für Dachstühle mit Kniestock in Holzskelettbauweise, welche nicht schon durch ihre Dachform allein und komplett selbstaussteifend sind. Eine Dachstuhlkonstruktion (1) gemäß der Erfindung umfasst • ein Holztragwerk (2), • zumindest ein Aussteifungselement (4) • sowie zumindest ein Windrispenelement (5) mit einem Anschluss an das Aussteifungselement (4) und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss des Windrispenelementes (5) auf der Seite des Aussteifungselementes (4) erfolgt, auf der die aus der horizontalen Kraftkomponente resultierenden Vertikalkräfte am Aussteifungselement (4) der vertikalen Kraftkomponente aus der Einwirkung des Windrispenelementes (5) entgegenwirken. Dadurch wirken die vorgenannten Vertikalkräfte und die Kräfte aus der Eigenlast der Konstruktion den von dem Windrispenelement (5) in das Aussteifungselement (4) eingeleiteten, abhebenden Kräften am Fußpunkt des Sparrens/Binders (3), an dem das Windrispenelement (5) angeschlagen ist, entgegen, so dass ein wenig aufwendiger Anschluss des Aussteifungselementes (4) an das Auflager erforderlich ist.The invention relates to a roof truss construction (1), in particular a stiffening composite with a wind ridge element (5) for a truss structure (1) made of wood. A preferred field of application of the invention is a stiffening composite with Windrispenelement (5) for roof trusses with knee stick in wood skeleton construction, which are not alone by their roof shape and completely self-stiffening. A roof structure (1) according to the invention comprises • a wooden structure (2), • at least one stiffening element (4) • and at least one windscreen element (5) with a connection to the stiffening element (4) and is characterized in that the connection of the Windrispenelementes (5) takes place on the side of the stiffening element (4) on which the vertical forces resulting from the horizontal force component on the stiffening element (4) counteract the vertical force component from the action of the windshield element (5). As a result, the aforesaid vertical forces and the forces of the dead load of the structure act on the lifting element / binder (3), initiated by the windshield element (5) in the stiffening element (4), at which the windshield element (5) is struck. counter, so that a little expensive connection of the stiffening element (4) is required to the support.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dachstuhlkonstruktion, insbesondere einen Aussteifungsverbund mit Windrispe für eine Dachstuhlkonstruktion aus Holz. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist ein Aussteifungsverbund mit Windrispe für Dachstühle mit Kniestock in Holzskelettbauweise, welche nicht schon durch ihre Dachform allein und komplett selbstaussteifend sind.The invention relates to a roof structure, in particular a stiffening composite with Windrispe for a roof structure made of wood. A preferred field of application of the invention is a stiffening composite with Windrispe for roof trusses with knee stick in wood skeleton construction, which are not alone by their roof shape and completely self-stiffening.
Einwirkungen aus Wind oder Erdbeben sowie zu einem kleineren Anteil Zusatzeinwirkungen aus der Stabilisierung des gedrückten Obergurtes und der Schiefstellung rufen in derartigen Dachstuhlkonstruktionen auszusteifende Kräfte in Firstrichtung hervor. Einwirkungen aus Wind oder Erdbeben in Binder- oder Sparrenrichtung spielen hierbei keine Rolle.Effects from wind or earthquake as well as to a lesser extent additional effects from the stabilization of the pressed upper flange and the misalignment cause auszusteifte forces in such roof structures in Firstrichtung. Effects from wind or earthquakes in the direction of truss or rafter play no role here.
Bei Dachstuhlkonstruktionen ist es üblich, diagonal über die Dachfläche verlaufende, die Sparren verbindende Windrispen vorzusehen, deren Aufgabe es ist, auf die Giebelfläche einwirkende Lasten, insbesondere Windlasten, zu den Traufwänden, also jenen Wänden, auf denen die Dachstuhlkonstruktion lastet, abzuleiten. Von den Traufwänden werden die Lasten dann in den Baugrund geführt.In roof truss constructions, it is customary to provide diagonally across the roof surface running, connecting the rafters Windrispen, whose task is on the gable surface acting loads, especially wind loads, to the eaves walls, ie those walls on which the roof structure relies derive. From the eaves walls, the loads are then led into the ground.
Je nach ihrer Ausführung können die Windrispen Zug- und Druckkräfte oder nur Zugkräfte übertragen. Hölzerne Windrispen können in der Lage sein, Zug- und Druckkräfte zu übertragen, während Rispenbänder aus Metall in der Regel nur Zugkräfte übertragen können. Wegen ihrer vergleichsweise einfachen Handhabung und Montage und wegen des geringen benötigten Bauraumes haben Rispenbänder aus Metall zunehmend an Bedeutung gewonnen und finden beim modernen Hausbau überwiegend Anwendung. Die Anordnung und Auslegung von Windrispen wird beispielsweise von
Bekannt sind Lösungen zur Aussteifung von Dachstuhlkonstruktionen mit vertikalen Bindern. So offenbart beispielsweise die
Einwirkende Windlasten werden von Windrispen auf die Giebelflächen beginnend vom First diagonal über die Dachfläche bis hin zum Traufpunkt eines oder mehrerer Sparren, d. h. dem Ort der Auflage des oder der Sparren auf der Traufwand, geleitet. Sind die Sparren direkt auf der Traufwand oder dem Deckenrand, d. h. auf einer Bohle, Fußpfette, Schwelle oder direkt auf Ringbalken/Stahlbetondecke/Balkenlage, befestigt, ist es üblich, zur Ableitung der von der/den Windrispe/n übertragenen Windlast auf jeweils einen Anschlusspunkt an ggf. mehreren Sparren zwischen diesen Sparren Bohlen, sogenannte Windbohlen anzuordnen, um die von der Windrispe auf die Oberkante des Sparrens übertragene Windlast nach unten zu leiten.Wind loads acting on wind gusts on the gable surfaces starting from the First diagonal over the roof surface to the eaves point of one or more rafters, d. H. the place where the rafter or rafters are laid on the eaves wall. Are the rafters directly on the eaves wall or the ceiling edge, d. H. mounted on a screed, Fußpfette, threshold or directly on ring beam / reinforced concrete ceiling / beam position, it is customary for the derivation of the / the Windrispe / n transmitted wind load on each connection point to possibly several rafters between these rafters planks, so-called wind planks to direct the wind load transferred from the windshield to the top of the rafter downwards.
Weist das Gebäude einen in Verlängerung der lastaufnehmenden Gebäudewand nach oben ausgebildeten lastaufnehmenden Kniestock/Drempel in Holzbauweise auf oder es ist ein anderweitiger Höhenversatz zwischen der Dachebene und dem ableitenden Bauteil, müssen die von der Windrispe auf den Sparren übertragenen Windlasten und Einwirkungen aus Ersatzlasten für Erdbeben sowie Schrägstellungen über die entsprechende Distanz zu den lastaufnehmenden Gebäudewänden oder ableitenden Decken weitergeleitet werden. In diesem Fall ist die Anordnung von Windböcken oder Bauteilen mit dementsprechender Wirkungsweise im Bereich des Höhenversatzes zwischen benachbarten Sparren üblich, um die von einer Windrispe auf einen Sparren übertragene Windlast abzuleiten.If the building has an elongated load-bearing building wall upwardly formed load-bearing knee-jamb / wood-footed drift, or if there is another difference in height between the roof level and the dissipative component, the wind loads transferred from the windshield to the rafters and effects from earthquake substitute loads must also Inclinations are forwarded over the appropriate distance to the load-bearing building walls or dissipative ceilings. In this case, the arrangement of wind blocks or components with corresponding effect in the area of the height offset between adjacent rafters is common to derive the transmitted from a Windrispe on a rafter wind load.
Problematisch ist außerdem die immer häufigere Anordnung von Dachflächenfenstern, welche eine effektive Aussteifung einer Dachstuhlkonstruktion mit Hilfe von bandartigen Windrispen erschwert. Weiterhin erfolgt häufig eine Aushöhlung der Dachstuhlkonstruktion zur Schaffung von flexiblem Wohnraum. Dabei kann es auch zum Wegfall wichtiger Aussteifungskonstruktionen im Bereich der Innen-/Außenwände kommen, womit die alleinige Aussteifung über die Dachstuhlkonstruktion erfolgen muss. Zudem ist es in hohem Maße wünschenswert, eine Dachstuhlkonstruktion bereitzustellen, welche eine Reduktion der abzuleitenden Reaktionskräfte an der Schnittstelle zum Untergrund bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten erlaubt.Another problem is the ever more frequent arrangement of roof windows, which makes effective stiffening of a roof structure with the help of ribbon-like Windrispen difficult. Furthermore, there is often a hollowing of the roof structure to create flexible living space. This can also lead to the elimination of important stiffening constructions in the area of the inner / outer walls, so that the sole stiffening must be done on the roof structure. In addition, it is highly desirable to provide a roof structure that reduces the reaction forces to be dissipated on the roof Interface to the underground while reducing costs allowed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dachstuhlkonstruktion bereitzustellen, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet.The object of the present invention is therefore to provide a roof structure which overcomes the aforementioned disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird durch eine Dachstuhlkonstruktion mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The problem is solved by a roof structure with the features of the main claim. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird eine Dachstuhlkonstruktion bereitgestellt, umfassend
- • ein Holztragwerk,
- • zumindest ein Aussteifungselement
- • sowie zumindest ein Windrispenelement mit einem Anschluss an das Aussteifungselement,
- • a wooden structure,
- • at least one stiffening element
- And at least one windshield element with a connection to the stiffening element,
Gegenüber der „alterhergebrachten” Anwendung ist das bei einer Windlast jeweils beanspruchte Windrispenband an der windabgewandten Seite (leeseitig) des Aussteifungselementes, beispielsweise einem Windbock, angebracht. Das Windrispenband ist ein 1 bis 3 mm starkes und 40 bis 60 mm breites, gelochtes Stahlband, das der diagonalen Versteifung von Dachkonstruktionen dient und somit einer parallelen Verschiebung der Sparren entgegenwirkt (Scheibenwirkung). Das Windrispenband wird meist an der Oberseite der Sparren eingebaut. Da das Windrispenband nur Zugkräfte aufnehmen kann, müssen mindestens zwei diagonal-gegenläufige Bänder pro Dachfläche eingesetzt werden.Compared to the "old-fashioned" application, the claimed in a wind load Windrispenband on the leeward side (leeward side) of the stiffening element, such as a Windbock attached. The Windrispenband is a 1 to 3 mm thick and 40 to 60 mm wide, perforated steel strip, which serves the diagonal stiffening of roof structures and thus counteracts a parallel shift of the rafters (disc effect). The Windrispenband is usually installed at the top of the rafters. Since the Windrispenband can absorb only tensile forces, at least two diagonally opposite bands per roof area must be used.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Windrispenelement als ein Windrispenband ausgebildet. Bei der Ausgestaltung des Windrispenelements als Windrispenband ist der Anschluss als Bandanschluss ausgebildet.In a first embodiment of the invention, the windshield element is designed as a windbreaker belt. In the embodiment of the Windrispenelements as Windrispenband the connection is designed as a band connection.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst das Holztragwerk Dachbinder. Unter einem Binder wird vorwiegend ein horizontales Konstruktionselement aus Holz verstanden.In a further embodiment of the invention, the timber frame comprises roof trusses. Under a binder is mainly understood a horizontal construction element made of wood.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Binder Sparrengebinde, Kehlbalkengebinde, Nagelbinder, Nagelplattenbinder oder Leimbinder.In a further embodiment of the invention, the binders are rafters, throat beam packs, nail binders, nail plate binders or laminated binders.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Aussteifungselement ein Windbock, eine Futterbohle, Futterbalken oder scheibenartiges Aussteifungselement.In a further embodiment of the invention, the stiffening element is a wind block, a feed beam, feed beam or disc-like stiffening element.
Unter einem Windbock im Sinn der vorliegenden Erfindung werden neben Windböcken auch Vollquerschnitte, reine Zugstreben oder Konstruktionen verstanden, die eine Scheibenfunktion erfüllen.Under a gustatory in the sense of the present invention are in addition to windrows also full cross-sections, pure tension struts or constructions understood that fulfill a disc function.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Dachkonstruktion eine Dachneigung x mit 30° > x > 85° auf.In a further embodiment of the invention, the roof structure has a roof pitch x with 30 °> x> 85 °.
Zur Lösung der Aufgabe ist es auch denkbar, die vorbeschriebenen Ausführungsformen zweckmäßig miteinander zu kombinieren.To solve the problem, it is also conceivable to suitably combine the above-described embodiments with each other.
Durch die erfindungsgemäße Dachstuhlkonstruktion kann das Aussteifungselement, wie etwa ein Windbock, unterhalb von Dachflächenfenstern angeordnet werden. Zugleich erfolgt eine erhebliche Verringerung der vertikalen, in den Untergrund der Dachkonstruktion weiterzuleitenden Kräfte. Das Aussteifungselement ist einfacher anzuschließen. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Dachstuhlkonstruktion eine Reduzierung der Aussteifungselemente und eine Reduzierung der Anschlussmittel an den Aussteifungselementen. Vorteilhafterweise hat die Veränderung des Abspannwinkels nur noch geringe Auswirkungen auf die Zugverankerung zum Untergrund. Dabei besteht eine besonders effektive Anwendbarkeit eines Aussteifungselementes für beide Kraftrichtungen – 2 Bänder, in jeweils verschiedene Abspannrichtungen an einem Windbock (Aussteifungselement) –, bei denen oberhalb des Aussteifungselementes zusätzlich noch ein Dachflächenfenster gesetzt werden kann. Schließlich wird auch eine Reduzierung der Kosten ermöglicht.By the roof structure according to the invention, the stiffening element, such as a Windbok, can be arranged below roof windows. At the same time, there is a considerable reduction in the vertical forces to be passed on to the subsurface of the roof construction. The stiffening element is easier to connect. In addition, the roof truss construction according to the invention makes it possible to reduce the stiffening elements and to reduce the connection means on the stiffening elements. Advantageously, the change in the guy angle has only a small effect on the Zugverankerung to the ground. In this case, there is a particularly effective applicability of a stiffening element for both directions of force - 2 bands, each in different bracing directions on a Windbok (stiffening) -, in which above the stiffening element additionally a roof window can be set. Finally, a reduction in costs is made possible.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Die zugehörige Zeichnung (Fig.) zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dachstuhlkonstruktion.The invention will be further explained with reference to an embodiment. The accompanying drawing (Fig.) Shows a schematic representation of a roof structure according to the invention.
In der Fig. ist eine erfindungsgemäße Dachstuhlkonstruktion
Eine in Firstrichtung angenommene Krafteinwirkung, beispielsweise in Folge einer Windlast, verursacht bei einer Ableitung über die Dachflächen im diagonal angeordneten Windrispenband
- • eine horizontale Ableitungskraft in Richtung der Kraft im First,
- • eine vertikale Ableitungskraft, welche auf der Seite der Kraftrichtung, also der Seite des
Aussteifungselementes 4 , ander das Windrispenband 5 angeordnet ist, als nach unten gerichtete Vertikalkraft-Druckkraft – wirkt und - • auf der Gegenseite, also der der Seite des Anschlusses des Windrispenbandes
5 gegenüberliegenden Seite desAussteifungselementes 4 , eine nach oben – abhebend – gerichtete vertikale Ableitungskraft.
- A horizontal deflection force in the direction of the force in the ridge,
- • a vertical deflection force, which on the side of the force direction, ie the side of the
stiffening element 4 at thewindbreaker tape 5 is arranged as a downward vertical force-compressive force - acts and - • on the opposite side, that is the side of the connection of the
Windrispenbandes 5 opposite side of thestiffening element 4 , an upward - lifting - directed vertical derivative force.
Weiterhin wird die Kraft in Richtung des Sparrens/Obergurtes des Binders
- • horizontal in Richtung der gegenüberliegenden Traufe und
- • vertikal nach oben gerichtet (abhebend).
- • horizontally towards the opposite eaves and
- • directed vertically upwards (lifting).
Um das System auszusteifen, werden vorhandene Kräfte an den Fußpunkten der Sparren/Binder
- • Zum einen dem statisch geschlossenen Binder/
Dachgebinde 3 , der ausgesteift keine Kräfte außer der äußeren Einwirkungen und seiner Eigenlast an seine Auflager weiterleitet (z. B. in Nagelplattenbauweise, klassischer Dreiecksbinder, klassischer Dreiecksbinder mit Anfangshöhe, Studiobinder mit durchlaufendem Untergurt, Trapezbinder, Pultdachbinder, Scherenbinder mit einseitigem Gleitlager, Mansardbinder mit durchlaufendem Untergurt) und - • zum anderen einem Binder/Dachgebinde
3 (z. B. auch in Nagelplattenkonstruktion), das darunterliegende Bauteile für seine eigene Tragfähigkeit benötigt und wie ein Sprengwerk wirkt. Das heißt zum Beispiel, die entgegengesetzt wirkenden Horizontalkräfte an den beidseitigen Auflagern, resultierend aus den Krafteinwirkungen, werden durch die darunterliegende Decke/Kragstütze/Kragwand wieder geschlossen und heben sich auf. Die Gesamtkonstruktion aus Binder/Dachgebinde 3 und darunterliegendem Bauteil leitet die äußeren Einwirkungen und ihre Eigenlasten an ihre Auflager weiter.
- • On the one hand the statically closed truss /
roof pack 3 which does not transmit any forces other than the external actions and its own load to its supports (eg in nail plate construction, classic triangular binder, classic triangle binder with initial height, studio binder with continuous lower flange, trapezoidal binder, pent roof binder, scissors binder with single-sided plain bearing, mansard binder with continuous lower flange ) and - • on the other hand, a binder / roof pack
3 (eg, also in nail plate construction), which requires underlying components for its own load-bearing capacity and acts like an explosive device. That is, for example, the opposing horizontal forces acting on the two-sided supports, resulting from the force effects, are closed by the underlying ceiling / Kragstütze / Kragwand again and stand out. The overall construction of trusses / roof packs3 and the underlying component forwards the external actions and their dead loads to their supports.
Aus den verschiedenen Konstruktionsarten ergeben sich geometrisch und nutzungsbedingt unterschiedlich hohe Lastannahmen für die Weiterleitung. So ergibt es sich üblicherweise, dass für Konstruktionen aus statisch geschlossenen Bindern/Dachgebinde
Nach dem Stand der Technik wird bei einem Großteil der Konstruktionen mit einem Binder/Dachgebinde
Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Befestigung der Windrispe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- DachstuhlkonstruktionRoof construction
- 22
- TragwerkStructure
- 33
- Binderbinder
- 44
- Windbockwinch support
- 55
- WindrispenbandWindrispenband
- 66
- Kniestockjamb
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006037224 A1 [0005] DE 102006037224 A1 [0005]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- K. Lißner, W. Rug und D. Steinmetz in DIN 1052:2008-12, Neue Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken, Teil 5 (2): Aussteifung von Holztragwerken, Ernst & Sohn Verlag, Berlin, Bautechnik 86 (2009), Heft 8, S. 490–509 [0004] K. Lißner, W. Rug and D. Steinmetz in DIN 1052: 2008-12, New Foundations for Design, Calculation and Design of Timber Structures, Part 5 (2): Stiffening of Timber Structures, Ernst & Sohn Verlag, Berlin, Bautechnik 86 ( 2009), No. 8, pp. 490-509 [0004]
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Legal Events
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R003 | Refusal decision now final |