DE1929677A1

DE1929677A1 - Metallbewehrung fuer auf Zug und Druck beanspruchte Holzbauteile

Info

Publication number: DE1929677A1
Application number: DE19691929677
Authority: DE
Inventors: Sanford Arthur Carol
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-06-17
Filing date: 1969-06-11
Publication date: 1970-01-02
Also published as: FR2011055B1; BE734576A; FI48625C; SE344219B; FR2011055A1; NO126038B; US3531904A; FI48625B; GB1238104A

Description

Patentanwalt¹ α r\ ο η η τ-ι

Dipl -Irrj.

D-SQ23 München - Pullach
Vi iönei sir. 2, T.Kdm. 7 93 3S 70,7 9317 >i>

Dou/ München-Pullach, den ^<n '^r.-¹ 1^Π6°

ARTHUR CAROL SAWFORD, 2308 Bay Drive, Hillsboro Shores, Pompano Beach, Broward County, Florida, USA

Metallbewehrung für auf Zug und Druck beanspruchte

Holzbauteile

Beim Bau billiger Häuser werden für verschiedene einer Beanspruchung ausgesetzte Bauteile — wie z.B. Fachwerkoder Rahmenwerkträger — Holzkomponenten aus Bauholz der Normalgröße 2x4, 2x6 und dgl. verwendet. Bei Holzgerüsten, deren Bestandteile sämtlich in einer Ebene liegen, sind gewöhnlich die Holzkomponenten an ihren Verbindungsstellen mittels verzahnter Metallplatten verbunden, deren Zähne im Holz der anstoßenden Komponenten eingebettet sind. Derartige Gebindeplatten sind z.B. in der älteren Patentschrift Nr. 3 104 429 des Anmelders sowie in der Patentschrift 3 377 905 McAlpine dargestellt.

In der Parallelanmeldung Nr. 588 167 des Anmelders ist eine Verbindungsplattenkombination zum Verbinden von Holzbauteilen offenbart, bei welcher eine verzahnte Platte an ihrem Mittelabschnitt eine einen kleineren Flächenbereich aufweisende Augenplatte überlappt, die mit Löchern versehen ist, wobei die Zähne der Überlappungsplatte durch die Löcher in die Holzbauteile eindringen. Der Zweck der Augenplatte ist, die Querschnittszugfästigkeit und die

diagonale Quer- oder Scherkraft der verzahnten Platte im kritischen Verbindungsstellenbereich zwischen den anstoßenden Holzteilen zu erhöhen.

Angesichts der heutigen großen Bauvorhaben ist nicht nur die Anschaffung von Bauholz besserer Güte — wie z.B. .Fichtenholz und Kiefern- oder Gelbholz guter Qualität —· schwierig, sondern auch sein Preis ist ein wesentliches Hindernis für seine Verwendung beim billigen Hausbau. Infolgedessen werden weichere Hölzer wie Hemlock- und Schierlingstannen bzw. Gemeine Fichten verwendet. Die Faserfestigkeit des Gelbholzes und der Douglastanne durchschnittlicher Güte liegt — auf Zug beansprucht —

ο in der Größenordnung von 1500 Pf./Zoll und — auf Druck beansprucht — in der Größenordnung von 1200 Pf./Zoll , während jene der Hemlocktanne durchschnittlicher Güte hinsichtlich der Zug- und Druckbeanspruchung etwas kleiner ist.

Um die erforderliche Festigkeit der Komponenten der dieses weiche Bauholz verwendenden Holzfachträger zu erzielen, war es daher notwendig, Bauholz größerer Querschnitt sdimensi on — wie z.B. Bauholz einer Stärkehdimension von 2x6 anstatt 2x4 — zu verwenden. Dadurch werden offensichtlich die Kosten des Fachwerkträgers erhöht und zwar bis zu einem Kostenpunkt, der jenem bei der Verwendung härteren, teuereren Bauholzes bei gleichbleibender Baugröße der Holzkomponenten annähernd gleich ist. Darüber hinaus ist in vielen Fällen das größere Gewicht und der größere Raumbedarf, welche durch die größeren Komponenten bedingt sind, unerwünscht.

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Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß durch Anbringung eines oder mehrerer flacher metallischer, mit Zähnen versehener Bewehrungsstreifen — deren Dickenabmessung in der Größenordnung 20 (gauge) und vorzugsweise 18 (gauge) liegt — längs der Holzkomponenten und zwar, zumindest entlang der der größten Beanspruchung ausgesetzten Komponenten, die Festigkeit der Komponente hinsichtlich der Zug- und Druckbeanspruchung ohne wesentliche Vergrößerung der Querschnittsdimension beträchtlich erhöht wird und zwar mit viel weniger zusätzlichen Kosten, als sie bei Verwendung von Komponenten härteren Holzes oder von Komponenten weicheren Holzes größerer Querschnittsdimension notwendig werden.

Es handelt sich also erfindungsgemäß um ein verstärktes Holzbauteil eines Holzfachwerks oder dgl., das Beanspruchungen ausgesetzt ist, wobei es nun aus einem länglichen Stück besteht und an seiner oberen oder unteren Oberfläche ein oder mehrere flache, sich in der Längsrichtung erstreckende dünne Stahl3treifen oder -bänder vorgesehen sind, die Zähne aufweisen, welche ganz im Holz eingebettet sind.

Sind nun die Zähne des Bewehrungsstreifens ganz im Holz eingebettet, so daß der Streifenkörper mit dem Holz in Anlage steht, so wird die auf das Holz ausgeübte Zug- und Druckspannung durch die Zähne bzw. den Streifen übertragen, wobei infolge der Tatsache, daß der Streifen und seine Zähne mit dem Holz in Eingriff stehen, der Streifen daran gehindert wird, sich unter der Druckbeanspruchung zu verziehen oder zu knicken, so daß die Druckfestigkeit des Stahlstreifens voll ausgenutzt wird.

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Infolgedessen können die billigen, weichen Holzkomponenten der ursprünglichen Querabmessung verwendet werden, da die Festigkeit des Holzes gegen Zug- und Druckbeanspruchung effektiv erhöht ist und zwar so weit, daß sie mehr als gleich Jener der härteren Holzkomponenten gleicher Querabmessung ist. Darüber hinaus können die Holzkomponenten in den eine größere Festigkeit erfordernden Bereichen proportional stärker gemacht werden und zwar durch Verwendung zusätzlicher Streifen in diesen Bereichen, wobei diese streifen entweder neben dem ersten Streifen oder unterhalb desselben liegen-. So kann z.B. bei einem Fachwerk großer Spannweite der Untergurt einen langen metallischen Bewehrungszahnstreifen, der entlang des größten Teils seiner Länge gerade bis kurz vor den Enden anliegt, sowie zumindest einen kürzeren Streifen aufweisen, der unterhalb oder entlang des Mittelabschnittes des Gurtes liegt. Es kann möglich sein, daß die zusätzlichen oder unten liegenden Streifen keine Zähne aufweisen müssen, sie sind jedoch mit Löchern versehen, um das Eindringen der Zähne des oben liegenden Streifens in das Holz zu ermöglichen.

Ein dünner verzahnter Stahlstreifen der Stärkendimension 18 (gauge), der aus Flußeisen durch Warmwalzen hergestellt ist, hat annähernd dieselbe Zugfestigkeit wie das durchschnittliche Holzteil mit einem sechzehnmal größeren Querschnittsbereich, so daß zwei an einem Holzteil einer Dimension 2x4 hinsichtlich einer Erhöhung der Zugfestigkeit angebrachte Stahlstreifen der Dicke 18 (gauge) mit einer Breite von 1-1/2 Zoll äquivalent der Anbringung eines Holzstreifens einer Breite von 1-5/8 Zoll (praktisch mit einer Breitendimension 2x4) wäre, der etwas mehr als 1 Zoll dick ist.

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Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung billiger Mittel zur Verstärkung eines länglichen, Beanspruchungen unterworfenen Holsbauteils, wobei durch diese Mittel die Zug- und Druckfestigkeit des Holzbauteils wesentlich erhöht wird, ohne seine Querdimensionen wesentlich zu vergrößern.

Ein anderes Ziel ist die Schaffung einer verbesserten Bewehrungskonstruktion für einen länglichen, Spannungen ausgesetzten Holzteil, wobei die Bewehrungskonstruktion einen verzahnten- Metallstreifen aufweist, der zur Erhöhung der Zug- und Druckfestigkeit des Holzteils entlang desselben angebracht ist.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung einer verbesserten Bewehrungskonstruktion zur fortschreitenden Erhöhung der Zug- und Druckfestigkeit eines beanspruchten Holzteils durch Anbringung zumindest eines zusätzlichen Metallstreifens am Holzbauteil im Bereich seiner größten Beanspruchung.

Diese und weitere Ziele werden durch die erfindungsgemäßen Verbesserungen erreicht, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt und nachfolgend näher beschrieben sind. Verschiedene Abwandlungen und Änderungen von Baueinzelheiten sind innerhalb des Schutzumfanges der Patentansprüche möglich. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines flachen Holz-Metallfachwerks mit den neuartigen Bewehrungsmetallstreifen, die am Ober- und Untergurt angebracht sind;

Pig. 2 eine untere Draufsicht, die teilweise weggebrochen ist, um die unter den verzahnten Streifen liegen-

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den zusätzlichen, durchlöcherten Streifen zu zeigen;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines dreieckigen Holsfachwerkträgers mit den neuartigen Bewehrungsmetallstreifen, die am Untergurt angebracht sind;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines dreieckigen Fachwerkträgers, dessen Ober— und Untergurt aus mehreren verhältnismäßig kurzen Holzstücken zusammengesetzt ist, wobei die neuartigen Bewehrungsmetallstreifen am Ober- und am Untergurt angebracht sind;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie 5-5 der Fig· 3. bzw. eines durchlöcherten Streifens und eines darüber' liegenden verzahnten Streifens, der am Unterabschnitt eines Holzgurtteiles angebracht ist; und

Fig. 6 eine vergrößerte isometrische Teilansicht des verzahnten Streifens und des gelochten Streifens der Fig. 5 und zwar vom Holzgurtteil getrennt.

Bezugnehmend zunächst auf die Fig_e 1 und 2 zur Beschreibung bevorzugter Ausführungsfonnen weist das im allgemeinen mit 10 bezeichnete flache Fachwerk oder Rahmenwerk aus Balken einen Holsobergurt 11 und einen zu ihm parallelen Holsuntergurt 12 auf· Die Grurtstäbe 11 und 12 können aus Bauholz der Dimension 2x4 bestehen, wobei sich ihre längste Querdimension waagerecht erstreckt« Der Ober- und der Untergurt sind durch Metallrippen 13 ver- ■-■ bunden, die d©n 2ug~ und Druckkräften zwischen den Gurt-

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stäben widerstehen und auch dem Fachwerk eine gewisse Einheitlichkeit verleihen.

Die diagonalen Rippen 13a, 13b, 13c und 13d weisen je einen Strebenteil 14, der sich zwischen den Gurtstäben erstreckt, sowie einen flachen lastübertragenden Plansch 15 an jedem Ende auf. Die Strebenteile 14 können zur Erhöhung ihrer Festigkeit in der Längsrichtung gewellt sein, während die Strebenteile 14a, 14b, 14c und 14d fortschreitend schmäler werden, da die Belastung an den diagonalen Rippen an den Tragwänden am größten ist und in Richtung auf die Mitte der Spannweite des Fachwerks immer kleiner wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, können auch · die Diagonalteile der einen Hälfte des Fachwerks in einer Richtung geneigt sein, die jener der Diagonalteile der anderen Hälfte entgegengesetzt ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können die Diagonalteile auf der anderen Seite des Fachwerks nochmals vorgesehen sein.

Die lastübertragenden Flansche 15 sind mit einer Anzahl Löcher versehen, die mit den Zähnen der verzahnten Verbindungsplatten 16 fluchten, wobei sich diese Zähne durch die Löcher erstrecken und in die Seiten der Holzgurtglieder eingebettet werden, um die lastübertragenden Flansche mit den Gurtgliedern zu verbinden. Die Einzelheiten der Konstruktion der Löcher und der sich durch sie erstreckenden Zähne stellen keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar, wobei ein Beispiel dieser Konstruktion in der am 3· November 1966 eingereichten Parallelanmeldung Nr. 591 788 des Anmelders dargestellt ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, können senkrechte Holzdruckpfeiler 17 zwischen dem Ober- und Untergurt 11 und 12 neben den

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Verbindungsplatten 16 vorgesehen sein, wobei diese Abstandspfeiler aus Bauholz einer Normaldimension, wie z.B. der Dimension 2x4, bestehen können.

Die erfindungsgemäßen Bewehrungsstreifen 20 können an der oberen Oberfläche des Obergurts 11 angebracht sein, um ihn gegen Druckspannungen zu verstärken, sowie am Unterteil des Untergurts, um ihn gegen Zugspannungen zu verstärken. Wie aus Fig. 2 und 6 ersichtlich, sind die Streifen 20 schmale, längliche Bänder, die sich über einer wesentlichen und vorzugsweise über den größten Teil der Gurtstäbe erstrecken. Die Streifen bestehen vorzugsweise aus warmgewalztem Stahl der Dickendimension 18 (gauge).

Die Streifen 20 weisen Längsreihen von Zähnen auf, die sich entlang ihrer ganzen Länge erstrecken. Zwei Reihen von Zähnen 21 sind hier gezeigt, es können aber zusätzlich eine oder mehrere Reihen vorgesehen sein. Die Zähne 21 können in ihrer Form unterschiedlich sein, wobei eine bevorzugte Konstruktion gezeigt ist, bei welcher die Zähne aus dem flachen Körperteil des Streifens in entgegengesetzten Paaren ausgestanzt sind, wobei die Öffnungen 22 gebildet sind. Jeder Zahn hat einen verhältnismäßig breiten Fußabschnitt 23 und einen schmalen Spitzenabschnitt 24. Eine Zahnkante weist einen schrägen Abschnitt 25 auf, der den Fußabschnitt mit dem Spitzenabschnitt verbindet. Diese Zähne weisen vorzugsweise dieselbe Form wie die Zähne der verzahnten Verbindungeplat.-ten auf, wobei weitere Einzelheiten ihrer Konstruktion in der Parallelanraeldung Nr. 591 788 des Anmelders dargelegt sind»

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Wie in Pig. 2 gezeigt, sind zwei Streifen 20 an der unteren Oberfläche des Gurtstabes 12 nebeneinander angeordnet» Diese Streifen können eine Breite von etwa 1-1/2 Zoll haben, während der Gurt 12 eine Normaldimension von 2x4 haben kann, wobei sich seine breiteste Querdimension (3-5/8 Zoll) horizontal oder quer zum Fachwerk erstrecken kann. Die Außenkanten der beiden Streifen 20 können also mit den Gurtseiten fluchtrecht sein, wobei ein Zwischenraum von etwa 5/8 Zoll zwischen den Streifen verbleibt. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, erstreckt sich ein an der schmäleren Seite eines Gliedes 26 der Dimension 2x4 angeordneter einzelner Streifen 20 im wesentlichen über die Gesamtbreite der Oberfläche.

Um die Gurtstäbe oder die beanspruchten Holzteile fortschreitend stärker zu machen und zwar so, daß die größte Festigkeit in den Bereichen der größten Beanspruchung liegt, können ein oder mehrere Streifen 27, die vorzugsweise genau so breit wie die Streifen 20, jedoch kurzer als diese sind, unterhalb der Streifen 20 vorgesehen werden. Die Streifen 27 weisen zwei Reihen von Löchern 28 auf, die paarweise in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sie mit den Paaren von Zähnen 21 fluchten. Die Löcher oder Öffnungen 28 sind hier kreisförmig gezeigt, obwohl die Form der Löcher variieren kann, so lang ihre Maximaldimension dem Fußabschnitt 23 eines Zahnes 21 ermöglicht, ganz durch das Loch zu dringen und den Körper des Streifens 20 flach in Anlage mit dem Körper des Streifens 27 zu bringen, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Zähne 21 müssen in satter Anlage in den Löchern 28 sitzen, um die Lochplatten gegen seitliche Verschiebung zu sichern. Durch diese satte Anlage werden die Zähne ge-

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gen Biegung verstärkt, wenn das Holzbauteil beansprucht wird, wodurch die Haltekraft der Zähne erhöht wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weisen die Mittelabschnitte der Gurtstäbe 11 und 12, die sich im Mittelabschnitt der Spannweite des Fachwerks befinden und folglich den größten Beanspruchungen ausgesetzt sind, zwei gelochte Streifen 27a und 27b auf, die unterhalb der Zahnstreifen 20 liegen. Die Streifen 27a liegen eine kurze Strecke in Anlage mit dem Mittelabschnitt der Gurtglieder, während die Streifen 27b über den Enden der Streifen 27a liegen und sich über diese Enden hinaus erstrecken, wobei die sich so erstreckenden Abschnitte mit den Gurtgliedern in Anlage stehen» Die verzahnten Streifen 20 liegen über den Enden der Lochstreifen 27b und erstrecken sich über diese Enden hinaus, wobei sich der Hauptteil ihrer sich so erstreckenden Abschnitte mit den Gurtgliedern in Anlage befindet.

Bei Verwendung der Zähne 21, die 3/8 Zoll lang sind, wobei sowohl der Zahnstreifen 20 als auch die Lochstreifen 27 aus Stahl der Dicke 18 (gauge) bestehen, sollen nicht mehr als zwei Lochstreifen 27 verwendet werden, um das erforderliche Eindringen der Zähne in das Holz zum Erhalt einer wirksamen Haltekraft zu ermöglichen. Bei Verwendung längerer Zähne können selbstverständlich zusätzliche gelochte Streifen 27 verwendet werden. Andererseits kann zusätzliche Haltekraft erhalten werden, indem zu-* mindest einer der gelochten Streifen mit Zähnen versehen wird.

Sind also die Holzgurtglieder beansprucht, so werden si© durch die Bewehrungsstahlstreifen 20 und 27 verstärkt, um

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ihre Festigkeit zu erhöhen, und zwar ohne wesentliche Vergrößerung des Querschnittsbereiches, wobei die Verstärkung fortschreitend über die Gurtlänge entsprechend der fortschreitenden Beanspruchung des Gurtgliedes gelegt wird; mit anderen V/orten wird die größte Verstärkung im Bereich der größten Beanspruchung vorgesehen. Es versteht sich, daß die Anzahl, die Länge und die Lage der verwendeten Verstärkungsstreifen von der Länge und Festigkeit des beanspruchten Holzteils und von der Größe und Art der Belastungen abhängt, denen es ausgesetzt ist. Die verbesserten Verstärkungsstreifen weisen also eine große Anpassungsfähigkeit an die große Mannigfaltigkeit der Gegebenheiten auf.

Es wurde festgestellt, daß die Zugfestigkeit eines 1-1/2 Zoll breiten StahlStreifens der Dioken-dimension 18 (gauge) jener eines Bauteils aus Fichten- oder Kieferholz normaler Güte und eines Querschnittbereichs, der annähernd sechzehnmal größer als der Querschnittsbereich des Stahlstreifens ist, gleichwertig ist· Zwei Reihen von drei Stahlstreifen nach den Fig. 1 und 2 sind also hinsichtlich ihrer Zugfestigkeit einem Holzstück von 6,6 Quadratzoll gleichwertig, was mehr ist als die Anbringung eines anderen Stückes der Dimension 2x4 mit einem fertigen Querschnittsbereich von 5,89 Quadratzoll.

Wie aus dem nachfolgenden Beispiel ersichtlich, kann die Verwendung dieser neuen Verstärkung die wirksame Spannweite von Holz'oauteilen wesentlich erhöhen· Bas verstärkte Fachwerk 10 mit der in Fig. 1 gezeigten Tiefe kann demEufolge über eine größere Spannweite verwendet werden, als dies sonst bei einem Fachwerk dieser Tiefe ohne Ver-

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Stärkungsstreifen möglich ist, oder — falls die Tiefe des Fachwerks als solche der Kernpunkt, der Konstruktion bildet — gestatten diese Verstärkungsstreifen ein seichteres Fachwerk als bisher verwendet werden konnte.

Die bisher beschriebenen Streifen typischer Dimensionen — einerlei ob es sich um Zahn- oder Augenstreifen handelt — haben einzeln je Streifen eine Baufestigkeit von 1250 Pf./Zoll in Bezug auf die Zugfestigkeit. Demzufolge ist bei Verwendung zweier Reihen aus drei Streifen — wovon jede Reihe zwei Augenstreifen und einen Zahnstreifen aufweist —, die. an jenem Abschnitt des Untergurtes 12 befestigt sind, der den mittleren Zwischenraum A überspannt, die Festigkeit dieses Abschnittes um 7500 Pf. hinsichtlich der bemessenen Zugfestigkeit erhöht. Die Höhe der Druckpfeiler 17 kann also in Vergleich zu gleichen Pfeilern eines Fachwerks ohne Verstärkungsstreifen herabgesetzt werden. Die Höhe der Pfeiler 17 kann in der Tat zumindest bis zu einem Punkt reduziert werden, bei welchem die Beanspruchung des den mittleren Zwischenraum A überspannenden Abschnittes des Gurtgliedes 12 die verfügbare Festigkeit des Gurtgliedes in Kombination mit den Verstärkungsstreifen nicht überschreitet.

Durch gründliche Analysemethoden wird die Beanspruchung im Untergurt, der nacheinanderfolgenden Zwischenräume in Richtung auf die Stütze oder des Ständers S (wobei diese Beanspruchung eine fortschreitend kleinere Größe als die Beanspruchung im den mittleren Zwischenraum A überspannenden Gurtglied 12 aufweist) überspannt, berechnet, bis festgestellt wird, daß die Augenstreifen 27a weggelassen werden können. Wie in Fig. 1 gezeigt, können die Berech-

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nungen zeigen, daß die Augenstreifen 27a im Zwischenraum von Pfeiler zu Pfeiler nicht mehr erforderlich sind, so daß die Streifen 27a innerhalb des Zwischenraums C direkt links der Platte 15c — wie gezeigt — enden wurden.

Ähnliche Berechnungen werden bestimmen, an welchem Punkt der Augenstreifen 27b aufhören kann, was — wie gezeigt — innerhalb des Zwischenraums D geschehen kann.

Zusätzliche Überlegungen müssen für die Bestimmung des Endpunktes der Zahnstreifen 20 angestellt werden. Zunächst muß die Notwendigkeit der Zahnstreifen 20 zur Unterstützung der Zugfestigkeit des Untergurtes über den Endpunkt des Augenstreifens 27b hinaus berechnet werden. Dann muß die Anzahl der Zähne bestimmt werden, die zur Durchführung der Lastübertragung zwischen dem Holzgurt 12 und den Bewehrungsstreifen erforderlich ist.

Umfangreiche Versuche haben gezeigt, daß ein zweckmäßiger Konstruktionswert zur Herbeiführung dieser Lastübertragung durch Zähne der bisher beschriebenen Art annähernd 10 Pf. pro Zahn ist. Demgemäß wird zunächst die G-esamtzahl der zur Herbeiführung der Lastübertragung erforderlichen Zähne berechnet und zwar für die von den beiden Augenstreifen und dem einzigen Zahnstreifen in jeder Reihe zu tragende maximale Belastung, worauf zumindest eine genügende Länge von Zahnstreifen vorgesehen wird, um die zur Übertragung dieser Belastung erforderliche Anzahl von Zähnen zu sichern. Die Zahnstreifen 20 der bisher beschriebenen Art weisen vorzugsweise vier Zähne je Linearzoll auf. Zusätzlich wird die Anzahl der zur Übertragung der vom Zahnstreifen im letzten Zwischenraum von Pfeiler

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zu Pfeiler zu tragenden Belastung erforderlichen Zähne errechnet, für welche diese Streifen zum Erhalt der Zugfestigkeit erforderlich sind, um zu gewährleisten, daß die erforderliche Anzahl von Zähnen zur Übertragung dieser Belastung über den letzten Zwischenraum hinaus eingebettet ist.

Zur Veranschaulichung dieser Situation für den Fall, daß die Belastung, die von den Streifen 27a, 27b und 20 getragen ist, die am den mittleren Zwischenraum A von Pfeiler zu Pfeiler überspannenden Abschnitt des Untergurtes 12 befestigt sind, eine solche Anzahl von Zähnen erfordert, daß sich die Streifen 20 bis zum Punkt 30 im Zwischenraum D erstrecken, sowie für den Fall, daß der den Zwischenraum D überspannende Abschnitt des Untergurtes 12 selbst eine Verstärkung braucht, müssen sich die Zahnstreifen -20 um eine ausreichende Strecke über den Zwischenraum D hinaus erstrecken, um die Belastung vom Zwischenraum D auf das G-urtglied 12 zu übertragen. Wie gezeigt, würden sich die Zahnstreifen 20 bis zum Punkt 31 im Zwischenraum E erstrecken.

Umgekehrt, falls sich die Länge der zur Übertragung der von den Streifen 27a, 27b und 20 über den Zwischenraum A getragenen Belastung erforderlichen Zahnstreifen 20 über den Punkt 31 hinaus erstreckt, müssen sich die Zahnstreifen 20 über den Punkt 31 hinaus erstrecken, wenn auch der den Zwischenraum D überspannende Abschnitt des Grurtgliedes 12 keine Verstärkung braucht.

Eine ähnliche Anordnung eines über einem kürzeren Augenstreifen 27a* liegenden Zahnstreifens 20» ist in Fig. 3

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am Untergurt 26 eines Dreispitzenfachwerks oder Y/-Spitzenfachwerks gezeigt, um die Zugfestigkeit des Gurtgliedes zu erhöhen. Die Obergurte 34 sind an den Pußverbindungsstellen mit dem Untergurt durch Zahnplatten 35 verbunden, die den Platten 16 in Fig. 1 ähnlich sind, während die Streben 36 und 37 durch ähnliche Zahnplatten 38, 39 und 40 auch mit den Gurtgliedern verbunden sind.

Es versteht sich, daß bei schwacher Beanspruchung ein oder mehrere Bewehrungsstreifen 20 ausreichen, um ein beanspruchtes Holzteil ohne Verwendung von untenliegenden gelochten Streifen zu verstärken. Darüber hinaus können ein oder mehrere Verstärkungsstreifen an einem vorge- . spannten Holzteil vorgesehen sein, um es im vorgespannten Zustand zu lassen, bis es belastet wird, um dadurch seine Festigkeit weiter zu erhöhen.

Wie in Figo 4 gezeigt, kann durch die Verwendung der Bewehrungs-stahlstreifen ein Fachwerk gebaut werden, bei welchem die Gurtglieder aus kurzen Holzstücken bestehen, die an ihren anstoßenden Enden miteinander verbunden sind. Das Dreispitzenfachwerk in Fig» 4 kann einen Obergurt mit den Komponenten 42 und 43 und einen Untergurt mit den Komponenten 44 und 45 aufweisen. Die Holzstrebe 46 1st mit der Komponente 43 des Obergurtes und mit der Komponente 44 des Untergurtes durch verzahnte Verbindungsplatten 47 und 48 verbunden, während eine in Längsrichtung gewellte Metallstrebe 49 (die in ihrer Konstruktion, den Metallstreben 13 in Fig. 1 ähnlich ist) die Gurtkoraponente 44 mit der Komponente 43 am Gipfel des Fachwerks durch darüberliegende Zahnplatten 50 bzw. 51 verbindet. Eine Metallstrebe 49* von der anderen Seite

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des Fachwerks ist mit der Rückseite der Gipfelverbindungsstelle verbunden.

In diesem Fall wird ein Verstärkungs-Metallzahnstreifen 52 in die Untergurtkomponenten 44 und 45 eingebettet und erstreckt sich entlang der ganzen Länge des Untergurtes, um die Komponenten zu verbinden und das Gurtglied hinsichtlich der Zugfestigkeit zu verstärken. Auf ähnliche Weise wird ein Verstärkungs-Metallzahnstreifen 53 in die Obergurtkomponenten 42 und 43 eingebettet und erstreckt sich entlang der ganzen Länge des Obergurtes, um die Komponenten zu verbinden und das Gurtglied hinsichtlich der Druckfestigkeit zu verstärken. Um den Zusammenbau des Fachwerks in einer Konstruktion zu erleichtern, kann der Streifen 52 an der oberen Oberfläche des Untergurtes und der Streifen 53 an der unteren Oberfläche des Obergurtes vorgesehen sein. Kurze Zahnplatten 54 und 55 sind vorzugsweise an den Verbindungsstellen zwischen den Komponenten 42 und 43 bzw. zwischen den Komponenten 44 und 45 vorgesehen, um die anstoßenden Komponenten ausgerichtet zu halten,

Erforderlicherv/eise können ein oder mehrere gelochte Streifen unter einem oder unter den beiden Verstärkungsstreifen 52 und 53 in den Gurtbereichen vorgesehen sein, die der größten Belastung ausgesetzt sind.

Es ist ersichtlich, daß die verbesserten Verstärkungs-Metallstreifen schnell und leicht verwendbare Mittel zur weitgehenden Erhöhung der Zug- und Druckfestigkeit von beanspruchten Holzteilen ohne eine wesentliche Vergrößerung der Querdimensionen der Holzteile sowie zur propor-

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tionellen Erhöhung der Festigkeit der beanspruchten Holzteile in den Bereichen der größten Belastung darstellen. Demgemäß gewähren die Verstärkungs-Metallstreifen den beanspruchten Holzteilen, an welchen sie angebracht sind, einen Sicherheitsfaktor und tragen dazu bei, daß die Holz— teile unter Belastung weniger gebogen werden. Die "Verstärkungs-Metallstreifen können offensichtlich an Belastungsteilen angebracht werden, die aus anderen Materialien bestehen, deren Eigenschaften jenen des Holzes ähnlich sind.

Mit anderen Worten stellen die Verstärkungs-Metallstreifen mechanische Mittel dar zum Ergreifen des Holzteils in seinem unbelasteten Zustand, um dadurch zu bewirken, daß sich das Holz mit dem Metall streckt, wenn das Holzteil — wie z.B. ein Tragbalken. — beansprucht wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

ι 1 .,!Holzkonstruktion, die zumindest eine längliche HoIzkomponente aufweist, die e^ner Faserbeanspruchung ausgesetzt ist, gekennzeichnet durch zumindest einen Bewehrungs-Metallstreifen (20,20»,52 oder 53), der sich in Längsrichtung über eine wesentliche Länge der Holzkomponente (11,12,26,42,43,44 oder 45) erstreckt, wobei der Streifen (20) einen flachen Körperabschnitt mit Zähnen (21) aufweist, die sich im wesentlichen rechtwinkelig von ihm über die ganze Länge des Streifens erstrecken und in der Holzkomponente (11 oder 12) vollständig eingebettet sind, während der Körperabschnitt mit einer Oberfläche der Holzkomponente wesentlich in Anlage steht.
2. Holzkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (20,20',52 oder 53) ein© Dicke der Größenordnung 20 (gauge) hat.
3. Holzkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (20) mit der oberen Oberfläche der Holzkomponente (11) in Anlage steht.
4. Holzkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (20) mit der unteren Oberfläche der Holzkomponente (12) in Anlage steht.
5· Holzkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bewehrungs-Metallstreifen (20) nebeneinander in Längsrichtung auf der einen Oberfläche der Holzkomponente (12) angebracht sind.

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6. Holzkonstruktiou nach Anspruch 1· oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein gelochter Streifen (27), der kürzer ist als der verzahnte Streifen (20), unter dem in Längsrichtung verlaufenden mittleren Abschnitt des verzahnten Streifens (20) liegt, wobei seine Zähne (21) durch die Löcher (28) des gelochten Streifens gehen.
7. Holzkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Holzkomponente (11,12,26,42, 43,44- oder 45) im vorgespannten Zustand befindet, wenn der Bewehrungs-Metallstreifen (20,20·,52 oder 53) angebracht wird.

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