EP3287570A1 - Holz-beton-verbundelement zur verwendung als decke, boden oder wand in einem gebäude - Google Patents

Holz-beton-verbundelement zur verwendung als decke, boden oder wand in einem gebäude Download PDF

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EP3287570A1
EP3287570A1 EP16185906.1A EP16185906A EP3287570A1 EP 3287570 A1 EP3287570 A1 EP 3287570A1 EP 16185906 A EP16185906 A EP 16185906A EP 3287570 A1 EP3287570 A1 EP 3287570A1
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EP
European Patent Office
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wood
wooden
concrete
groove
composite element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16185906.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Wagner
Jürgen Isenmann
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • E04B2005/232—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated with special provisions for connecting wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations to the concrete slab
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    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/12—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with wooden beams

Definitions

  • the present invention relates to a wood-concrete composite element having a wood portion and a concrete portion for use as a ceiling or floor or wall in a building.
  • the object of the present invention is to propose a ceiling construction which overcomes the disadvantages of the prior art, in particular to show a wood-concrete composite ceiling, which has improved properties.
  • the present object is achieved by a wood-concrete composite element having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 15.
  • the wood-concrete composite element according to the invention can be used for use as a ceiling, floor or wall in a building, in particular in a wooden house or in solid houses.
  • the wood-concrete composite ceiling comprises a bottom plate and an opposite cover plate and a core arranged between the bottom plate and the cover plate of a concrete filling or possibly cement-bonded grit filling.
  • Base plate and cover plate are preferably each formed from a plurality of juxtaposed wooden beams.
  • the bottom plate and cover plate thus form a wooden layer, which is mainly called (upper and lower) belt layer, board layer or core layer.
  • the wooden beams used are referred to by experts as Gurthölzer or only as wood.
  • Base plate and / or cover plate each have on their inner side preferably at least one elongated groove (also called Kerve), which extends transversely to the longitudinal direction of the wooden beams.
  • the long groove preferably has a rectangular cross section, but may also have a round or other cross section.
  • the inside of the cover plate or bottom plate is the side which is aligned with the respective opposite plate and thus to its corresponding inner side. The two insides are thus directly opposite.
  • the long groove of the bottom plate or the cover plate form a not necessarily open channel, which is filled with the concrete filling.
  • the long groove is closed at its open side, so that a closed channel is formed, which has the concrete core.
  • the long groove is preferred by the opposite plate is covered and closed.
  • the channel then preferably has the same depth as the long groove.
  • the bottom plate and the cover plate each have a long groove.
  • Base plate and cover plate are preferably designed and arranged such that the elongated groove of the bottom plate and the elongated groove of the cover plate are preferably congruent and aligned with each other so that they form the channel which is filled with the concrete filling.
  • a channel is created whose depth is greater than the depth of the long groove, preferably twice as large.
  • the channel is a not necessarily rectangular channel.
  • the channel has a rectangular cross section and is closed at the top, since it is formed from the two opposite long grooves.
  • the individual channels may have different dimensions and may not all be the same. The same applies to the grooves and long grooves.
  • the wooden beams preferably used for the formation of the bottom plate and top plate are preferably elongated, substantially parallelepipedic pieces of wood with two opposite major sides, two opposite longitudinal sides, which are formed by one of the long narrow sides of the wooden beam, and two opposite front sides, that of the short narrow sides of the wooden beam be formed.
  • the length of the wooden beam results from the length of the main side or the length of the long narrow side. It defines the longitudinal direction of the wooden beam.
  • the width is the width of the main page or the longitudinal orientation of the front, so the short narrow side, while the height is formed by the smaller longitudinal extent of the long side.
  • One of the main sides of the wooden beam is an inside facing the inside of the opposite wooden beam.
  • a groove is arranged, which extends transversely to the longitudinal extent of the wooden beam between the two opposite longitudinal sides.
  • the groove thus runs over the entire width of the wooden beam.
  • Several mutually aligned grooves of the longitudinal sides contacting each other wooden beams then form the long groove of the bottom plate and the long groove of the cover plate.
  • This long groove is also called Kerve in the technical term. It is a recess, which is preferably formed by machining, for example by milling.
  • the wooden beams of the base plate and the wooden beams of the cover plate are arranged offset transversely to their longitudinal direction.
  • a wooden beam of a plate thus overlaps with two opposite wooden beams of the opposite plate.
  • a wooden beam of the bottom plate overlaps two wooden beams of the cover plate, while at the same time a wooden beam of the cover plate overlaps two beams of the bottom plate.
  • the wooden beams overlap such that a wooden beam can be connected to two opposite wooden beams.
  • the connection is made via at least one connecting element.
  • Fasteners may be nails, screws, wood dowels, bolts or other wood fasteners, such as those known in the art.
  • other connecting elements such as narrow plates, would be conceivable.
  • the groove in the wooden beam has a depth which corresponds to at least 20% of the height of the wooden beam.
  • the height of the wooden beam is equal to the height of the long side of the beam.
  • a depth of the groove of at least 25%, more preferably at least 30%, and most preferably at least 35% of the height of the longitudinal side of the wooden beam. In this way, enough volume is made available for the concrete core.
  • the dimension of the groove depth can also be considered in absolute terms.
  • a groove depth of at least 1.5 cm shown as the lower limit in practical use.
  • the depth of the groove is at least 2 cm, more preferably at least 2.5 cm, particularly preferably at least 3.5 cm.
  • groove depths of at least 4 cm may be provided.
  • the depth of the groove must not exceed a maximum limit. It has proven in practice to be useful if the groove depth is a maximum of 50% of the height of the wooden beam, ie 50% of the height of the long side of the wooden beam. Particularly preferably, the groove depth is at most 45%, very preferably at most 40% and more preferably at most 35% of the height of the longitudinal side of the wooden beam. In absolute terms, the groove depth can be limited to a maximum of 6 cm, which limit must be seen on a wooden beam with a height of 12 cm or at least 10 cm. Preferably, the groove depth is at most 5.5 cm, more preferably at most 5 cm, 4.5 cm or 4 cm, the value of 4 cm is considered as the maximum value for wooden beams of at least 7 cm or 8 cm in height.
  • the groove of the wooden beam is at least 5 cm wide, more preferably at least 10 cm.
  • grooves with a width of 15 cm, 20 cm or 25 cm have been found to be very suitable.
  • Grooves of at least 30 cm width, preferably at least 35 cm width are preferably used when the wooden beam has a length of more than 2 m, preferably more than 3 m.
  • a ratio of depth of the groove to width of the groove is preferably from 1 to 2 to 1 to 5, more preferably to 1 to 7 or 1 to 10.
  • a groove is arranged in the end region in the wooden beam.
  • the end area is the area of the wooden beam, which extends from the end to a maximum of 100 cm distance. For wooden beams of less than 3 m in length, the end area is defined to be about 50 cm.
  • the groove in the wooden beam is arranged in this end area, so that the long groove of the bottom plate and the cover plate is also formed in an end region.
  • the distance of the groove from the adjacent end of the wooden beam, so from the end closest to the groove is at least equal to the width of the wooden beam, preferably at least 15 cm with a beam length up to 3 m, very preferably at least 20 cm. Particularly preferred is a distance of 20 to 30 cm, which has proven in practice even with a beam length of over 3 m is particularly suitable.
  • the groove distance from the nearby end of the wooden beam is preferably at most 70 cm, more preferably at most 50 cm.
  • a groove spacing from the nearby end of the beam or from the edge of the composite element of preferably at most 30 cm or 25 cm has proven to be advantageous.
  • the wood-concrete composite element has at least one channel between the bottom plate and the cover plate.
  • a channel is provided at both ends of the wood-concrete composite element.
  • the individual Holzbal-ken at both ends depending on a groove, which is preferably arranged in the end region of the wood beam.
  • the respective distance of the groove to the adjacent end of the wooden beam, ie to Nahanne end of the wooden beam the same or substantially the same.
  • the above distances of the grooves apply to both sides.
  • an embodiment of the wood-concrete composite element has proved to be particularly advantageous in which two grooves in the wooden beams are arranged side by side.
  • the bottom plate and the cover plate thus have two longitudinal grooves. Particularly preferred are two longitudinal grooves in the respective edge region of the bottom plate and the cover plate.
  • the wood beams preferably each have two grooves in the end region of the respective ends.
  • the wood-concrete composite ceiling thus has a total of four channels with concrete filling, wherein of course more than four channels can be arranged in the composite element, for example 6, 7, 8 or more.
  • the distance of two adjacent grooves in the wooden beams at least 40% of the width of the groove, more preferably at least 50% of the width of the groove and very preferably at least 60% of the groove width.
  • the film-like layer may be made of plastic, for example.
  • a paper layer or a thin release paper can be used, which is inserted into the long grooves. In this way, the concrete is prevented from coming into contact with the wooden beam, since the film or layer is arranged between concrete and wooden beams. Moisture from the still moist concrete can thus not penetrate into the wood.
  • the layers or the release paper may be secured in the elongated grooves or be self-retaining by suitable shaping.
  • the wood-concrete composite element according to the invention which is used for example as a ceiling, floor or wall in houses or buildings, connects two opposing layers of wood (base plate and cover plate) with a concrete filling in a channel, a so-called concrete knob in a new way.
  • the CO2 balance of the two building materials and wood remains neutral or even positive by the increased use of wood.
  • the thus formed composite element with the channel-like concrete core has a stiffness that is twice as large as the previous, glue-free composite ceilings, in which Wood and concrete, for example, be connected by wooden dowels, screws or nails.
  • the wood-concrete composite element according to the invention has the advantage that both the bottom and the top are made of wood. Thus, all common wood fasteners can be used in the installation.
  • the two wood layers so the bottom plate and the cover plate, arranged offset from one another.
  • a side rabbet connection between two wood-concrete composite element is made possible.
  • the last wooden beam is formed in a narrower version on one side of one of the plates. This narrow wooden beam is removed after solidification and curing of the concrete core, so that a step-shaped edge connection is formed.
  • the protruding wood part (wooden beams) of the adjacent wood-concrete composite element is arranged. By simply screwing It is possible to realize a fast and cost-effective and, as it were, very effective connection.
  • such a blanket can be left untreated (for example on a wooden soffit).
  • the top can be used as the floor of the floor above.
  • Bottom of the bottom plate can be used as a visible wooden ceiling to offer a high-quality aesthetic impression, especially in buildings with wood vision requirements.
  • the bottom plate and the cover plate or the wooden beams of the corresponding plate further recesses on its inner side.
  • a soundproofing layer is introduced, which may for example consist of concrete or lean concrete or a cement-bound chippings.
  • Such an intermediate layer serves for sound insulation.
  • the recess on the inner sides of the bottom plate and cover plate has a smaller depth than the grooves that form the channel for the concrete core. In this way, the weight is only slightly increased. Due to the integrated intermediate layer for sound insulation, the wood-concrete composite elements no longer have to be additionally weighted on the upper side, for example by an additional soundproofing layer.
  • the room height is not reduced by an additional soundproofing layer and the construction time during the construction of the building is not extended because the soundproofing element is already integrated.
  • the soundproofing layer inside the wood-concrete composite element does not contribute to the rigidity
  • the preferred wood-concrete composite element with intermediate layer can be completely factory-made and only needs to be laid on the construction site. Another advantage of this formed as a deposit intermediate layer is the fact that the element is smoke-tight, since the joints are sealed.
  • an insulating layer can be inserted into the cavity formed by the recess when the heat-insulating requirements are higher than the sound insulation requirements.
  • solid intermediate layer e.g., concrete, lean concrete, grit, etc.
  • solid intermediate layer e.g., concrete, lean concrete, grit, etc.
  • elongate, substantially parallelepiped-shaped wooden beams with two opposite, long main sides whose longitudinal extent is significantly greater than their transverse extent, two opposite longitudinal sides, the longitudinal extent of the longitudinal extent of the main side and two opposite front sides are provided.
  • On one of the main sides of the wooden beam at least one groove is generated in the transverse direction of the wooden beam from one longitudinal side to the opposite longitudinal side.
  • the main side with the groove becomes the later inside of the wood-concrete composite element.
  • the groove is produced by means of a milling cutter.
  • bores may already be provided at this stage or later, in which later fasteners, e.g. Screws for screwing the bottom and top plate or the individual wooden beams used or screwed.
  • a plurality of wooden beams are placed side by side in such a way that two wooden beams with their longitudinal sides abut each other, wherein the grooves of two adjacent wooden beams are aligned.
  • a bottom plate is formed having a long groove extending from the first to the last wooden beam.
  • the Langnut with a film-like layer, such as a paper layer or release paper designed to prevent the ingress of moisture from the fresh concrete into the wood.
  • the wooden beams, which form the bottom plate can be clamped together.
  • the cover plate is formed by arranging a plurality of wooden beams side by side so that adjacent longitudinal sides touch and the grooves of the wooden beams are aligned such that a long groove is formed.
  • the wooden beams are arranged opposite the bottom plate such that the grooves of the wooden beams of the bottom plate oppose the grooves of the wooden plates of the top plate, whereby the two long grooves of the bottom plate and the top plate face each other and form a closed channel extending transversely to the longitudinal direction of the wooden beams.
  • the arrangement of the wooden beams of the cover plate is offset by a half beam width offset from the wooden beams of the bottom plate.
  • the wooden beams are connected to opposite wooden beams, creating a wooden composite element with an unfilled channel.
  • a steel reinforcement may be introduced in the channel to form a reinforced concrete core.
  • the channel can be closed on at least one side, preferably on both sides.
  • the channel is filled with concrete through a filling opening, is a complete filling is done.
  • One or more filling openings can be provided in the cover plate (or base plate), for example, before the base plate and cover plate are screwed together.
  • the filling can be assisted by a vibration of the composite element, so that a complete filling is ensured.
  • the composite element may be level.
  • the filling openings which are preferably arranged in the cover plate, are closed after the preferably complete filling of the channel with concrete, preferably after hardening of the concrete, for example by a wooden pin.
  • the fasteners can be removed at the channel ends.
  • the wood-concrete composite element can be delivered.
  • recesses can be produced in the individual wooden beams into which an insulating layer or a soundproofing layer, for example of concrete, can be filled.
  • an insulating layer or a soundproofing layer for example of concrete
  • the recess of the bottom plate can be filled with the lean concrete. This is preferably done when no cover plate is mounted.
  • the concrete used is usually so stiff that it does not flow away. The same applies to a cement-bonded loose fill or an optional insulating material.
  • the recess may be provided only in the wooden beams of the bottom plate. Alternatively or additionally and also preferably, the recess is provided in the wooden beams of the cover plate.
  • filling wood is therefore preferably inserted into the recess in order to produce a height leveling.
  • the upper and lower belt layer ie the wood layers base plate and cover plate
  • filling wood can be positioned on the sides of the channel, so that the concrete filling for the concrete core does not run, especially not the material of the intermediate layer shifts and displaces.
  • several fillers are placed between the bottom plate and the top plate. Their distance is variable. Among other things, they can also serve stability if necessary. In practice, it has proven to be advantageous to arrange a maximum of four filling wood between the two channels in wood-concrete composite elements.
  • the recesses for receiving the soundproofing material or thermal insulation material preferably also extend from the channel to the outer edge of the composite material and, with two adjacent channels on each side of the composite element, between the channels.
  • FIG. 1 shows an inventive wood-concrete composite element 1 with a bottom plate 2 and a cover plate 3, which lie with their respective inner sides 4 to each other.
  • the bottom plate 2 and the cover plate 3 are each formed of a plurality of wooden beams 5, which are placed with their longitudinal sides 6 together are and contact.
  • two concrete cores 7 are arranged in the example shown here preferred.
  • the bottom plate 2 and the cover plate 3 each have on their inner sides 4 a long groove 8, which are congruent.
  • the long groove 8 of the bottom plate 2 is the long groove 8 of the cover plate 3 opposite, so that a channel 9 is formed, since the two long grooves 8 are aligned.
  • the cover plate 3 at least one filling opening 11 for concrete is provided above the channel 9, which can be closed with a pin 12.
  • the cover plate 3 has three spaced filling openings 11 per channel 9 through which concrete can be filled.
  • the bottom plate 2 comprises ten juxtaposed wooden beams 5a, which touch with their longitudinal sides 6.
  • the wooden beams 5b of the cover plate 3 are arranged offset to the wooden beams 5a of the bottom plate 2.
  • wooden beams 5c are provided, whose width corresponds to half the width of the wooden beams 5a, 5b.
  • the cover plate 3 thus has nine wooden beams 5a and two narrow wooden beams 5c, so that their longitudinal extent corresponds transversely to the wooden beam direction of the longitudinal extent of the bottom plate 2.
  • the width of the wooden beams 5a, 5b is preferably 16 to 24 cm; here 20 cm.
  • FIG. 1 is clearly seen that the two channels 9 of the wood-concrete composite element 1 in an edge region 14 of the bottom plate 2 and the cover plate 3 are arranged.
  • the edge region 14 corresponds to an end region 15 of the wooden beams 5.
  • the wood-concrete composite element 1 shown here has a length (longitudinal extent in wooden beam direction) of about 5 m.
  • the width in the example shown here is 2 m since each of the wooden beams 5, 5a, 5b has a width b of 20 cm.
  • the height of the wood-concrete composite element h corresponds to twice the height of the bottom plate 2 or cover plate 3. It is 22 cm in the example shown here.
  • the wooden beams 5 are connected to the concrete core 7 with each other, whereby a flexible connection of two wooden belt layers, which are superimposed, namely the bottom plate 2 and the cover plate 3, is created.
  • the connection with the material concrete takes place by the channel construction formed by the channels 9, which produces such a stiff connection for the wood-concrete composite element 1 that the rigidity of the composite element 1 of a wooden construction with glue connection.
  • the inventive wood-concrete composite element 1 a ceiling system with a wooden base and a wooden top. As a result, all the usual wood joints that are available on the market can be used when mounting on the site.
  • the compressive forces and tensile forces are taken from the wood layers, so from the bottom plate 2 and the cover plate 3. If the disk carrying capacity of the elements are to be increased, so in the channel 9 a steel reinforcement can be inserted before the concrete is filled. The reinforced concrete pegs then ensure a high disk carrying capacity. Overall, the wood-concrete composite element 1 of the invention is optimized from an ecological point of view, since it requires only the use of a fairly small amount of concrete.
  • the wood-concrete composite element according to FIG. 1 is particularly suitable for an element with a length (in wood beam direction) of max. 3 m. If longer elements are required, for example up to a maximum length of about 5 m, so two channels 9 are arranged side by side in the edge regions 14 each.
  • FIG. 2 shows the side view of a correspondingly executed wooden beam 5.
  • two grooves 16 are provided, whose cross-section are each half of the cross section of the later formed channel 9.
  • the grooves 16 are preferably milled out of the wooden beam 5.
  • they may have a non-rectangular cross section, for example, be round, in particular hemispherical in cross section. If necessary, the number of round grooves must be increased.
  • wood-concrete composite element 1 according to the invention has good soundproofing properties
  • further recesses 17 are provided in the wooden beams 5 in addition to the grooves 16 in order to form a space for an intermediate layer for a soundproofing material.
  • the intermediate layer is preferably also formed of concrete or of a cement-bound chip fill.
  • FIG. 3 shows a section through a wood-concrete composite element 1 with a soundproofing intermediate layer 18 in section.
  • the wood-concrete composite element 1 is designed as a ceiling and mounted on its sides on two bearings 19, which may be arranged for example on the walls of a building.
  • the embodiment shown here has a total of four channels 9 with four concrete cores, which contribute to the stability and load capacity.
  • the recesses 17 in the wooden beams are arranged as a recess 17 a between two adjacent channels 9.
  • a further recess 17b extends from the channel 9 lying outside on the edge to the edge of the wood-concrete composite element 1.
  • a further large recess 17c extends between the two inner channels 9.
  • the recesses 17b on the edge are each filled by a marginal wood 20, so that the two wood layers bottom plate 2 and cover plate 3 are connected to each other via the edge woods 20.
  • Two connecting screws 21 per wooden beam 5 are preferably screwed from above through the cover plate 3 and the edge wood 20 in the bottom plate 2.
  • filling woods 22 are arranged in the example shown here, which ensure a desired distance of the two wood layers to each other and serve to receive connecting elements or connecting screws 21 to connect the bottom plate 2 and the cover plate 3 with each other, preferably to be screwed.
  • the filling wood 22, which connect directly to the channel 9, are preferably formed wider than the inner filling wood 22.
  • These outer filling wood 22 and the edge timber 20 also serve to limit the channels 9. They prevent introduced into the channels 9 concrete from the Channels 9 runs out and spread in the recesses and displaced there arranged material.
  • the soundproofing intermediate layer 18 only has the task of insulating the sound. It has no supporting function. Accordingly, the material used here may have different properties than the flow concrete used for the concrete cores 7. In particular, it can be thinner.
  • FIG. 4 shows a perspective arrangement of a bottom plate 2 and a cover plate 3 of a wood-concrete composite element 1, which is to receive a soundproofing intermediate layer 18. It can be seen here that the recesses 17 are provided only in the wooden beams 5a of the bottom plate 2 and that the edge woods 20 and filling wood 22 rest on the bottom plate 2.
  • the recesses 17 on the inside 4 have a height which is preferably less than the height of the groove 16 and the elongated groove 8 formed.
  • the cover plate 3 placed the bottom plate 2 and screwed by the edge timber 20 and filling wood 22 with the bottom plate 2.
  • Another production step involves the filling of flow concrete through the filling openings 11 at the top of the cover plate 3.
  • filling the flow concrete can also propagate into the recess 17a, so that the two concrete cores 7 of the adjacent channels 9 are connected together.
  • the filling openings 11 are closed by pins 12.
  • FIGS. 4 and 5 It can be seen that the cover plate 3 is formed at its long edges 13 each of narrow wooden beams 5c. In this way, an overlapping of the wooden beams 5 of the cover plate 3 with the wooden beams 5 of the bottom plate 2 can be ensured. Depending on a wooden beam 5 of a plate 2, 3 overlaps two wooden beams 5 of the opposite plate 2, 3, so that a secure and reliable connection of the bottom plate 2 is ensured with the cover plate 3.
  • FIG. 5 shows therefore the pre-assembled wood-concrete composite element, which can be delivered in this way, so pre-assembled with its concrete filling and the soundproofing to the site for final assembly. The time for mounting on site is thereby significantly reduced.
  • separating films or release papers are preferably inserted into the grooves 16 and the long grooves 8 and into the recesses, which prevent moisture from entering the wood.
  • the soundproofing intermediate layer 18 can be replaced by a thermal insulation layer. If necessary, then the number of filling wood 22 must be increased.
  • the wood-concrete composite element 1 has the advantage that no further layer on the element 1 must be applied, since these layers each integrated between the bottom plate 2 and the cover plate 3 are arranged. This also leads to a reduction of assembly times on the construction site. In addition, space height is saved because no additional layer has to be applied to the elements.
  • FIG. 6 shows a further preferred embodiment, in which two wood-concrete composite elements are shown, which is produced via a step-like rabbet joint between two adjacent wood-concrete composite elements 1.
  • the seam connection is produced by the fact that in the first wood-concrete composite element 1a on a long side a flush edge is produced by a shortened in width wooden beam element.
  • This element 1 is the connection piece to a building wall.
  • On the opposite long side of the first used for the production of narrow wooden beam 5c is removed, so that the bottom plate 2 projects beyond the cover plate 3 and a step is formed.
  • the next wood-concrete composite element 1, here referred to as 1b, has at its one long side a wooden beam 5b, through which an originally provided during assembly narrow wooden beams 5c has been replaced.
  • the cover plate 3 projects beyond the bottom plate. 2
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment of a wood-concrete composite element 1 according to the invention with a bottom plate 2 and a cover plate 3.
  • This embodiment has a length in wooden beam direction of significantly more than 2.50 m, preferably up to 5 m.
  • this embodiment of the wood-concrete composite element 1 in its edge regions 14 each have two concrete cores 7, which are filled in adjacent channels 9.
  • two further, not necessarily the same concrete cores 7 are preferably provided in the form shown here. These can be arranged, for example, in the region of individual loads acting on the ceiling, in order to improve and optimize the load distribution.
  • the concrete cores 7 are designed with a steel reinforcement.
  • such an embodiment can be used with reinforced concrete slabs in the central region of the wood-concrete composite elements 1 in factory buildings or office buildings, although in the middle of the ceiling large loads by arrangement of machinery or heavy cabinets.
  • the wood-concrete composite element 1 according to the invention thus has the advantage that at times large loads can be absorbed and distributed well. This is a further advantage over the usual on the market cross laminated timber ceilings or board pile ceilings, which offer only a very limited possibility of receiving individual loads and their transverse distribution.
  • FIG. 7 Although an arrangement of concrete cores 7 in almost equidistant distance between the two outer concrete cores arranged in each case. However, this need not necessarily be the case in practice. Rather, the position of the channels 9 and the long grooves 8 in the bottom plate 2 and the cover plate 3 individually adapted. Not only the two other concrete cores 7 in the middle of the wood-concrete composite element 1 are possible. Only one or more concrete cores 7 may be provided, the spacing of which may be different from each other. Of course, these inner concrete cores may have other dimensions than the outer concrete cores.
  • FIGS. 1 to 7 each show a wood-concrete composite element 1, which is used as a ceiling or floor.
  • the wood-concrete composite elements 1 according to the invention can also be installed as walls in houses.
  • the wood-concrete composite elements 1 can not only be partitions. It is also possible to use them as outer walls, wherein then preferably an outer protective layer (eg a plaster) can be applied to prevent weathering.
  • an outer protective layer eg a plaster
  • the walls can also take load-bearing properties.
  • the walls are then executed with a heat-insulating intermediate layer when they are used as outer walls.
  • soundproofing fillings may be provided from cement-bound bulk fillings, as well as when using the element as a floor or ceiling.

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Abstract

Holz-Beton-Verbundelement (1) zur Verwendung als Decke oder Boden oder Wand in einem Gebäude, umfassend eine Bodenplatte (2), eine gegenüberliegende Deckplatte (3) und einen zwischen Bodenplatte (2) und Deckplatte (3) angeordneten Kern (7) aus einer Betonfüllung. Die Bodenplatte (2) und die Deckplatte (3) werden jeweils aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Holzbalken (5) gebildet. Die Bodenplatte (2) und die Deckplatte (3) weisen jeweils an ihrer Innenseite wenigstens eine Langnut (8) auf, die sich quer zur Längsrichtung der Holzbalken (5) erstreckt. Die Langnut (8) der Bodenplatte (2) und die Langnut (8) der Deckplatte (3) sind deckungsgleich und derart zueinander angeordnet, dass sie fluchten und einen Kanal (9) bilden, der mit der Betonfüllung gefüllt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Holz-Beton-Verbundelement mit einem Holzanteil und einem Betonanteil zur Verwendung als Decke oder Boden oder Wand in einem Gebäude.
  • In der Baubranche geht der Trend eindeutig zu ressourcenschonenden Bauweisen, bei denen Holz als ständig nachwachsender Rohstoff bevorzugt wird. Viele Häuser werden deshalb aus Holz gebaut, da dieser Werkstoff viele positive Eigenschaften hat, beispielsweise eine gute Wärmedämmung bietet, einfach zu montieren und in kurzer Zeit herzustellen ist. Die Decken und Böden und Wände werden häufig ebenfalls aus Holz gefertigt. Hierbei werden Brett-sperrholzdecken oder Brettstapeldecken eingesetzt, die mittels Leim verbunden sein können. Vorteilhaft sind eine hohe Scheibenwirkung und eine besonders große Festigkeit und Tragfähigkeit. Allerdings ist durch die Verwendung von Leim ein ökologisches Bauen nur bedingt möglich. Für einen Schallschutz muss eine zusätzliche Beschwerung (Zusatzschicht) örtlich aufgebracht werden.
  • Wird bei Brettsperrholzdecken oder Brettstapeldecken auf eine Leimverbindung verzichtet, so kann zwar ein ökologisches Bauen realisiert werden, die Tragfähigkeit und das Durchbiegeverhalten verschlechtern sich jedoch. Eine Scheibenwirkung kann nicht nur bedingt erzielt werden, wenn statt der Leimverbindung Holzdübel oder eine Schraubverbindung verwendet werden. Bei Brettstapeldecken kommt hinzu, dass die Optik von vielen Bauherren bemängelt wird.
  • Anstelle der reinen Holzdecke sind auch Holz-Beton-Verbunddecken bekannt, die in Holzbauten kombiniert eingesetzt werden. Der Einsatz dieser Holzbetonverbunddecken findet derzeit hauptsächlich im Sanierungsbereich statt. Die Kombination aus Holz als nachwachsendem Rohstoff und Beton ermöglicht eine energiesparende, kosteneffiziente, stabile und langlebige Bauweise. Insbesondere bei Geschossdecken werden solche Holz-Beton-Verbunddecken eingesetzt, wobei eine Lage aus Holz mit einer darüber angeordneten Betonlage kombiniert wird. Die beiden Lagen werden mittels Spezialschrauben oder eingeleimten Blechen miteinander verbunden. Eine derartige Decke wird direkt vor Ort gebaut hergestellt, wobei zunächst eine Brettstapeldecke, Holzbalkendecke oder Brettsperrholzdecke in das Haus eingebaut wird und dann eine Betonschicht darüber betoniert wird. Durch diese Kombination lassen sich Decken mit einem guten Schallschutz und gutem Brandschutzverhalten erzeugen. Allerdings ist die Herstellung aufwändig und muss vor Ort stattfinden. Belohnt wird dies jedoch damit, dass gegenüber der konventionellen Holzbauweise mit statisch nichtwirksamer Beschwerung die aufgebrachte Betonschicht statisch mitwirkt und somit die Auflast durch eine höhere Tragfähigkeit kompensiert wird. mit einer deutlich höheren Tragfähigkeit gegenüber reinen Holzdecken. Im Ergebnis wird auch eine deutliche Verringerung des Eigengewichts bei ähnlicher Tragfähigkeit im Vergleich zu reinen Beton- oder Stahlbetondecken erzielt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Deckenkonstruktion vorzuschlagen, die die Nachteile im Stand der Technik überwindet, insbesondere eine Holz-Beton-Verbunddecke aufzuzeigen, die verbesserte Eigenschaften aufweist.
  • Die vorliegende Aufgabe wird durch ein Holz-Beton-Verbundelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement kann zur Verwendung als Decke, Boden oder Wand in einem Gebäude, insbesondere in einem Holzhaus oder in Massivhäusern verwendet werden. Die Holz-Beton-Verbunddecke umfasst eine Bodenplatte und eine gegenüberliegende Deckplatte sowie einen zwischen der Bodenplatte und der Deckplatte angeordneten Kern aus einer Betonfüllung oder ggf. zementgebundener Splittfüllung. Bodenplatte und Deckplatte sind bevorzugt jeweils aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Holzbalken gebildet. Die Bodenplatte und Deckplatte bilden somit eine Holzlage, die hauptsächlich (obere und untere) Gurtlage, Brettlage oder Kernlage genannt wird. Die verwendeten Holzbalken werden von Fachleuten als Gurthölzer oder lediglich als Hölzer bezeichnet.
  • Bodenplatte und/oder Deckplatte haben jeweils an ihrer Innenseite bevorzugt wenigstens eine Langnut (auch Kerve genannt), die sich quer zur Längsrichtung der Holzbalken erstreckt. Die Langnut hat bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt, kann jedoch auch einen runden oder anderen Querschnitt aufweisen. Die Innenseite der Deckplatte bzw. Bodenplatte ist die Seite, die zu der jeweils gegenüberliegenden Platte und somit zu dessen entsprechender Innenseite ausgerichtet ist. Die beiden Innenseiten liegen somit direkt gegenüber.
  • Die Langnut der Bodenplatte oder die der Deckplatte bilden einen nicht notwendigerweise offenen Kanal, der mit der Betonfüllung gefüllt ist. Die Langnut wird an ihrer offenen Seite geschlossen, so dass ein geschlossener Kanal gebildet wird, der den Betonkern aufweist. Die Langnut wird bevorzugt durch die gegenüberliegende Platte abgedeckt und geschlossen. Der Kanal weist dann bevorzugt die gleiche Tiefe auf wie die Langnut.
  • Alternativ und bevorzugt weisen die Bodenplatte und die Deckplatte jeweils eine Langnut auf. Bodenplatte und Deckplatte sind bevorzugt derart ausgebildet und angeordnet, dass die Langnut der Bodenplatte und die Langnut der Deckplatte bevorzugt deckungsgleich sind und derart miteinander fluchten, dass sie den Kanal bilden, der mit der Betonfüllung gefüllt ist. In diesem Fall entsteht ein Kanal, dessen Tiefe größer ist als die Tiefe der Langnut, bevorzugt doppelt so groß.
  • Der Kanal ist ein nicht notwendigerweise rechteckiger Kanal. Bevorzugt hat der Kanal jedoch einen rechteckigen Querschnitt und ist nach oben hin geschlossen, da er aus den beiden gegenüberliegenden Langnuten gebildet wird. Selbstverständlich können die einzelnen Kanäle unterschiedliche Dimensionen aufweisen und müssen nicht alle gleich sein. Gleiches gilt für die Nuten und Langnuten.
  • Die bevorzugt zur Bildung der Bodenplatte und Deckplatte verwendeten Holzbalken sind bevorzugt langgestreckte, im Wesentlichen quaderförmige Holzstücke mit zwei gegenüberliegenden Hauptseiten, zwei gegenüberliegenden Längsseiten, die von einer der langen Schmalseiten des Holzbalkens gebildet werden, und zwei gegenüberliegenden Frontseiten, die von den kurzen Schmalseiten des Holzbalkens gebildet werden. Die Länge des Holzbalkens ergibt sich durch die Länge der Hauptseite bzw. der Länge der langen Schmalseite. Sie definiert die Längsrichtung des Holzbalken. Die Breite ist die Breite der Hauptseite bzw. die Längsausrichtung der Frontseite, also der kurzen Schmalseite, während die Höhe durch die kleinere Längsausdehnung der Längsseite gebildet wird. Eine der Hauptseiten des Holzbalkens ist eine Innenseite, die zu der Innenseite des gegenüberliegenden Holzbalkens gerichtet ist. An der Innenseite des Holzbalkens ist eine Nut angeordnet, die sich quer zur Längsausdehnung des Holzbalkens zwischen den beiden gegenüberliegenden Längsseiten erstreckt. Die Nut verläuft also über die gesamte Breite des Holzbalkens. Mehrere miteinander fluchtende Nuten von an den Längsseiten einander kontaktierenden Holzbalken bilden dann die Langnut der Bodenplatte bzw. die Langnut der Deckplatte. Diese Langnut wird in der Fachbezeichnung auch Kerve genannt. Sie ist eine Ausnehmung, die bevorzugt durch spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, gebildet wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Holz-Beton-Verbundelements sind die Holzbalken der Bodenplatte und die Holzbalken der Deckplatte quer zu ihrer Längsrichtung versetzt angeordnet. Ein Holzbalken einer Platte überlappt somit mit zwei gegenüberliegenden Holzbalken der gegenüberliegenden Platte. Mit anderen Worten überlappt ein Holzbalken der Bodenplatte zwei Holzbalken der Deckplatte, während gleichzeitig ein Holzbalken der Deckplatte zwei Balken der Bodenplatte überlappt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform überlappen die Holzbalken derart, dass ein Holzbalken mit zwei gegenüberliegenden Holzbalken verbunden werden kann. Die Verbindung erfolgt über wenigstens ein Verbindungselement. Verbindungselemente können Nägel, Schrauben, Holzdübel, Bolzen oder andere Holzverbindungselemente sein, beispielsweise solche, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Auch weitere Verbindungselemente, wie beispielswiese schmale Platten, wären denkbar.
  • Vorzugsweise weist die Nut in dem Holzbalken eine Tiefe auf, die wenigstens 20 % der Höhe des Holzbalkens entspricht. Die Höhe des Holzbalkens ist gleich der Höhe der Längsseite des Balkens. Weiter bevorzugt ist eine Tiefe der Nut von wenigstens 25 %, besonders bevorzugt wenigstens 30 % und sehr bevorzugt von wenigstens 35 % der Höhe der Längsseite des Holzbalkens. Auf diese Weise wird genügend Volumen für den Betonkern zur Verfügung gestellt.
  • Alternativ kann die Dimension der Nuttiefe auch in absoluten Zahlen betrachtet werden. Bei einer Höhe des Holzbalkens von wenigstens 6 cm, bevorzugt 8 cm und sehr bevorzugt 10 bis 12 cm hat sich eine Nuttiefe von wenigstens 1,5 cm als untere Grenze im praktischen Einsatz gezeigt. Vorzugsweise ist die Tiefe der Nut wenigstens 2 cm, sehr bevorzugt wenigstens 2,5 cm, besonders bevorzugt wenigstens 3,5 cm. Bei Holzbalken mit 12 cm Höhe und darüber können auch Nuttiefen von wenigstens 4 cm vorgesehen sein.
  • Damit die Stabilität der Bodenplatte und Deckplatte gewährleistet ist, darf die Tiefe der Nut eine Höchstgrenze nicht überschreiten. Es hat sich in der Praxis als sinnvoll erwiesen, wenn die Nuttiefe maximal 50 % der Höhe des Holzbalkens, also 50 % der Höhe der Längsseite des Holzbalkens beträgt. Besonders bevorzugt ist die Nuttiefe höchstens 45 %, sehr bevorzugt höchstens 40 % und weiter bevorzugt höchstens 35 % der Höhe der Längsseite des Holzbalkens. In absoluten Zahlen kann die Nuttiefe auf höchstens 6 cm begrenzt sein, wobei diese Grenze auf einen Holzbalken mit einer Höhe von 12 cm oder von wenigstens 10 cm gesehen werden muss. Bevorzugt ist die Nuttiefe höchstens 5,5 cm, besonders bevorzugt höchstens 5 cm, 4,5 cm oder 4 cm, wobei der Wert von 4 cm als Maximalwert für Holzbalken von wenigstens 7 cm oder 8 cm Höhe angesehen wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nut des Holzbalkens wenigstens 5 cm breit, besonders bevorzugt wenigstens 10 cm. In der Praxis haben sich Nuten mit einer Breite von 15 cm, 20 cm oder 25 cm als sehr geeignet gezeigt. Nuten von wenigstens 30 cm Breite, bevorzugt wenigstens 35 cm Breite werden bevorzugt verwendet, wenn der Holzbalken eine Länge von mehr als 2 m, bevorzugt von mehr als 3 m aufweist. Bevorzugt ist ein Verhältnis von Tiefe der Nut zu Breite der Nut von 1 zu 2 bis 1 zu 5, besonders bevorzugt bis 1 zu 7 oder 1 zu 10.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Holz-Beton-Verbund-elements ist in dem Holzbalken eine Nut im Endbereich angeordnet. Der Endbereich ist dabei der Bereich des Holzbalkens, der sich vom Ende bis maximal 100 cm Entfernung erstreckt. Bei Holzbalken von weniger als 3 m Länge ist der Endbereich auf ca. 50 cm definiert. Die Nut im Holzbalken ist in diesem Endbereich angeordnet, sodass die Langnut der Bodenplatte und der Deckplatte ebenfalls in einem Endbereich gebildet wird. Der Abstand der Nut vom benachbarten Ende des Holzbalkens, also von dem Ende, das der Nut am nächsten liegt, ist dabei wenigstens gleich der Breite des Holzbalkens, bevorzugt wenigstens 15 cm bei einer Balkenlänge bis zu 3 m, sehr bevorzugt wenigstens 20 cm. Besonders bevorzugt ist ein Abstand von 20 bis 30 cm, der sich in der Praxis auch bei einer Balkenlänge von über 3 m als besonders geeignet erwiesen hat.
  • Der Nutabstand vom nahe gelegenen Ende des Holzbalkens beträgt bevorzugt höchstens 70 cm, besonders bevorzugt höchstens 50 cm. Bei Balkenlängen und damit bei Längen des Holz-Beton-Verbundelements von kleiner 3 m hat sich ein Nutabstand vom nahe gelegenen Ende des Balkens bzw. vom Rand des Verbundelements von bevorzugt höchstens 30 cm oder 25 cm als vorteilhaft erwiesen.
  • Gemäß der Erfindung weist das Holz-Beton-Verbundelement wenigstens einen Kanal zwischen der Bodenplatte und der Deckplatte auf. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Kanal an beiden Enden des Holz-Beton-Verbundelements vorgesehen ist. Dazu weisen die einzelnen Holzbal-ken an beiden Enden je eine Nut auf, die bevorzugt im Endbereich der Holz-balken angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der jeweilige Abstand der Nut zum benachbarten Ende des Holzbalkens, also zum nahliegenden Ende des Holzbalkens, gleich oder im Wesentlichen gleich. In einer besonderen Ausführungsform gelten die oben genannten Abstände der Nuten für beide Seiten.
  • In der Praxis hat sich eine Ausführungsform des Holz-Beton-Verbundelements als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der zwei Nuten in den Holzbalken nebeneinander angeordnet sind. Die Bodenplatte und die Deckplatte haben somit zwei Längsnuten. Besonders bevorzugt sind zwei Längsnuten im jeweiligen Randbereich der Bodenplatte und der Deckplatte. Somit weisen die Holz-balken bevorzugt jeweils zwei Nuten in dem Endbereich der jeweiligen Enden auf. Die Holz-Beton-Verbunddecke hat also insgesamt bevorzugt vier Kanäle mit Betonfüllung, wobei selbstverständlich mehr als vier Kanäle in dem Verbundelement angeordnet sein können, beispielsweise 6, 7, 8 oder mehr.
  • Besonders bevorzugt ist der Abstand von zwei benachbarten Nuten in den Holzbalken wenigstens 40 % der Breite der Nut, besonders bevorzugt wenigstens 50 % der Breite der Nut und sehr bevorzugt wenigstens 60 % der Nutbreite. In der Praxis ergeben sich damit Abstände der benachbarten Nuten von bevorzugt wenigstens 5 cm, sehr bevorzugt wenigstens 10 cm, 15 cm oder 20 cm, wobei die Abstände bevorzugt von der Länge der Holzbalken abhängen. Für Holzbalken mit 3 m Länge und mehr haben sich Abstände von zwei benachbarten Nuten von wenigstens 20 cm als vorteilhaft erwiesen.
  • Bevorzugt ist ein Holz-Beton-Verbundelement, bei dem die durch die Nuten gebildeten Langnuten mit einer Folie oder folienartigen Schicht ausgekleidet sind. Die folienartige Schicht kann beispielsweise aus Kunststoff sein. Auch kann eine Papierschicht oder ein dünnes Trennpapier verwendet werden, das in die Langnuten eingelegt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Beton mit dem Holzbalken in Kontakt kommt, da die Folie oder Schicht zwischen Beton und Holzbalken angeordnet ist. Feuchtigkeit aus dem noch feuchten Beton kann somit nicht in das Holz eindringen. Die Schichten oder das Trennpapier können in den Langnuten befestigt sein oder durch eine geeignete Formgebung selbsthaltend sein.
  • Das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement, das beispielsweise als Decke, Boden oder Wand in Häusern oder Gebäuden verwendet wird, verbindet zwei sich gegenüberliegende Holzlagen (Bodenplatte und Deckplatte) mit einer Betonfüllung in einem Kanal, einer so genannten Betonknagge in neuer Weise. Dadurch wird ein ökologisch hochwertiges Produkt gebildet, das ohne Leim und ohne Leimverbindung auskommt. Es werden nur Naturbaustoffe verbaut. Die CO2-Bilanz der beiden Baustoffe und Holz bleibt neutral oder ist sogar positiv durch den erhöhten Einsatz von Holz. Das derart gebildete Verbundelement mit dem kanalartigen Betonkern weist eine Steifigkeit auf, die doppelt so groß ist wie die bisherigen, leimfreien Verbunddecken, bei denen Holz und Beton beispielsweise durch Holzdübel, Schrauben oder Nägel verbunden werden. Durch Einfassen des Betonkerns zwischen den beiden Holzlagen wird eine sehr gute Verbindung der beiden Elemente gewährleistet. Wird eine Stahlarmierung in den Kanal eingelegt, so dass eine bewehrte Betonknagge entsteht, wird auch eine Scheibenwirkung ohne gekreuzte Holzlagen sichergestellt, die sonst nur bei gekreuzten Holzlagen und Leimverbindung erzielt werden kann.
  • Die beiden Holzlagen (Deckplatte und Bodenplatte) werden durch senkrechte Schrauben miteinander verschraubt. Dabei werden zusätzlich Schrauben durch die Betonknaggen geführt. Insbesondere bei stahlarmiertem Betonkern werden Schrauben senkrecht durch den Kern mit dem Holz verschraubt. Hierdurch wird ein seitliches Quellen der Holzlagen quer zur Faser bei Feuchtigkeitseinwirkung, z. B. während der Montage, verhindert. Dies bietet einen großen Vorteil gegenüber den bisherigen Lösungen, bei denen Holzkreuzlagen in Brettsperrholzdecken verwendet wurden, um das Quellen zu verhindern. Insbesondere bei Brettstapeldecken ohne Kreuzlagen ist der Quelleffekt enorm und muss bei der Herstellung immer berücksichtigt werden
  • Das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement hat den Vorteil, dass sowohl die Unterseite als auch die Oberseite aus Holz sind. Somit können beim Verbau alle gebräuchlichen Holzverbindungsmittel verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Holzlagen, also die Bodenplatte und die Deckplatte, gegeneinander versetzt angeordnet. So wird eine seitliche Falzverbindung zwischen zwei Holz-Beton-Verbundelement ermöglicht. Während der Herstellung wird dazu an einem seitlichen Ende bei einer der Platten der letzte Holzbalken in einer schmäleren Version ausgebildet. Dieser schmale Holzbalken wird nach Erstarren und Aushärten des Betonkerns entfernt, sodass eine stufenförmige Randverbindung entsteht. Auf diese Stufe wird das überstehende Holzteil (Holzbalken) des benachbarten Holz-Beton-Verbundelements angeordnet. Durch einfaches Verschrauben kann eine schnelle und kostengünstige und gleichsam sehr wirksame Verbindung realisiert werden.
  • Neben dem Vorteil der Verarbeitung durch die beiden Holzseiten des Verbundelements, also durch die Holzdecke und den Holzboden, entsteht auch ein optisch sehr schönes Bild. Zum einen kann man eine derartige Decke (z.B. bei einer Holzsichtdecke) unbearbeitet lassen. Zum anderen kann die Oberseite als Boden des darüber liegenden Stockwerks verwendet werden. Unterseite der Bodenplatte als sichtbare Holzdecke eingesetzt werden um einen hochwertigen ästhetischen Eindruck gerade in Gebäuden mit Holzsichtanforderungen anbieten zu können.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weisen die Bodenplatte und die Deckplatte bzw. die Holzbalken der entsprechenden Platte weitere Ausnehmungen an ihrer Innenseite auf. In diesen Ausnehmungen wird eine Schallschutzschicht eingebracht, die beispielsweise aus Beton oder Magerbeton oder aus einer zementgebundenen Splittschüttung bestehen kann. Eine derartige Zwischenschicht dient zum Schallschutz. Die Ausnehmung an den Innenseiten der Bodenplatte und Deckplatte hat eine geringere Tiefe als die Nuten, die den Kanal für den Betonkern bilden. Auf diese Weise wird das Gewicht nur wenig erhöht. Durch die integrierte Zwischenschicht zur Schallschutzbildung müssen die Holz-Beton-Verbundelemente nicht mehr oberseitig zusätzlich beschwert werden, beispielsweise durch eine zusätzliche Schallschutzschicht. Die Raumhöhe wird nicht durch eine zusätzliche Schallschutzschicht verringert und die Bauzeit beim Bau des Gebäudes nicht verlängert wird, da das Schallschutzelement bereits integriert ist. Die Schallschutzschicht innerhalb des Holz-Beton-Verbundelements leistet keinen Beitrag zur Steifigkeit Auch das bevorzugte Holz-Beton-Verbundelement mit Zwischenschicht kann komplett werkseitig hergestellt werden und muss auf der Baustelle nur noch verlegt werden. Ein weiterer Vorteil dieser als Einlage ausgebildeten Zwischenschicht ist darin zu sehen, dass das Element rauchdicht wird, da die Fugen geschottet sind.
  • Alternativ kann in den durch die Ausnehmung gebildeten Hohlraum auch eine Dämmschicht eingelegt werden, wenn die wärmedämmenden Anforderungen höher sind als die Schallschutzanforderungen.
  • Ein weiterer Vorteil der massiven Zwischenschicht (z.B. aus Beton, Magerbeton, Splitt, etc.) ist auch die Erhöhung der Speicherfähigkeit von Raumwärme des Bauteils. Sie hat somit eine sehr positive Auswirkung auf das Raumklima.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements mit einer Bodenplatte, einer Deckplatte und einem zwischen Bodenplatte und Deckplatte angeordneten Kern aus einer Betonfüllung mehrere Schritte, die im Folgenden angegeben sind. Die Schritte können teilweise auch in veränderter Reihenfolge verwendet werden.
  • Zunächst werden langgestreckte, im Wesentlichen quaderförmige Holzbalken mit zwei gegenüberliegenden langen Hauptseiten, deren Längsausdehnung deutlich größer ist als deren Querausdehnung, zwei gegenüberliegenden Längsseiten, der Längsausdehnung der Längsausdehnung der Hauptseite entspricht und zwei gegenüberliegenden Frontseiten bereitgestellt. Auf einer der Hauptseiten des Holzbalkens wird wenigstens eine Nut in Querrichtung des Holzbalkens von einer Längsseite zur gegenüberliegenden Längsseite erzeugt. Die Hauptseite mit der Nut wird die spätere Innenseite des Holz-Beton-Verbundelements. Bevorzugt erfolgt das Erzeugen der Nut mittels einer Fräse. Optional können in diesem Stadium oder später auch bereits Bohrungen vorgesehen werden, in denen später Verbindungselemente, z.B. Schrauben zur Verschraubung der Boden- und Deckplatte bzw. der einzelnen Holzbalken verwendet oder eingeschraubt werden.
  • In einem weiteren Schritt werden mehrere Holzbalken derart nebeneinander gelegt, dass je zwei Holzbalken mit ihren Längsseiten aneinander liegen, wobei die Nuten zweier benachbarter Holzbalken miteinander fluchten. Durch diese Anordnung wird eine Bodenplatte gebildet, die eine Langnut aufweist, die sich vom ersten bis zum letzten Holzbalken erstreckt. Optional wird die Langnut mit einer folienartigen Schicht, beispielsweise einer Papierschicht oder Trennpapier ausgelegt, um das Eindringen von Feuchtigkeit aus dem Frischbeton in das Holz zu verhindern. Optional können die Holzbalken, die die Bodenplatte bilden, miteinander verspannt werden.
  • In einem nächsten Schritt wird die Deckplatte durch Anordnen mehrerer Holz-balken derart nebeneinander gebildet, dass sich benachbarte Längsseiten berühren und die Nuten der Holzbalken derart miteinander fluchten, dass eine Langnut gebildet wird. Die Holzbalken werden gegenüber der Bodenplatte derart angeordnet, dass die Nuten der Holzbalken der Bodenplatte den Nuten der Holzplatten der Deckplatte gegenüberliegen, wodurch die beiden Langnuten der Bodenplatte und der Deckplatte gegenüberliegen und einen geschlossenen Kanal bilden, der sich quer zur Längsrichtung der Holzbalken erstreckt.
  • Vorzugsweise erfolgt das Anordnen der Holzbalken der Deckplatte um eine halbe Balkenbreite versetzt gegenüber den Holzbalken der Bodenplatte.
  • Die Holzbalken werden mit gegenüberliegenden Holzbalken verbunden, sodass ein Holzverbundelement mit einem ungefüllten Kanal entsteht. Optional kann in dem Kanal eine Stahlbewehrung eingebracht werden, um einen Stahlbetonkern zu bilden. Ebenfalls optional kann der Kanal an wenigstens einer Seite, bevorzugt an beiden Seiten verschlossen werden.
  • In einem weiteren Schritt wird der Kanal mit Beton durch eine Einfüllöffnung gefüllt, bist ein vollständiges Befüllen erfolgt ist. Eine oder mehrere Einfüllöffnungen können in der Deckplatte (oder Bodenplatte) vorgesehen werden, beispielsweise auch bevor Bodenplatte und Deckplatte miteinander verschraubt werden. Optional kann das Befüllen durch ein Rütteln des Verbundelements unterstützt werden, damit eine vollständige Befüllung gewährleistet wird. Beispielsweise kann das Verbundelement waagerecht ausgerichtet sein. Alternativ ist es auch möglich, das Verbundelement derart vertikal zu lagern, dass der Kanal durch eines der Kanalenden gefüllt werden kann.
  • Die Einfüllöffnungen, die vorzugsweise in der Deckplatte angeordnet sind, werden nach dem bevorzugt vollständigen Befüllen des Kanals mit Beton verschlossen, bevorzugt nach Aushärten des Betons, beispielsweise durch einen Holzzapfen. Sobald der Beton ausgehärtet ist, können die Verschlussstücke an den Kanalenden entfernt werden. Das Holz-Beton-Verbundelement kann ausgeliefert werden.
  • Optional können weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein. Beispielsweise können in den einzelnen Holzbalken Ausnehmungen erzeugt werden, in die eine Dämmschicht oder eine Schallschutzschicht, beispielsweise aus Beton, eingefüllt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Nuten in den Holzbalken oder die Ausnehmung in den Holzbalken erst dann zu erzeugen, wenn mehrere Holzbalken aneinander gelegt und miteinander verspannt sind. Sobald eine Ausnehmung für das Füllmaterial der Zwischenschicht gebildet ist, kann die Ausnehmung der Bodenplatte mit dem Magerbeton gefüllt werden. Dies erfolgt bevorzugt, wenn noch keine Deckplatte montiert ist. Der verwendete Beton ist in der Regel derart steif, dass er nicht davonfließt. Gleiches gilt für eine zementgebundene Splittschüttung oder ein optionales Dämmmaterial.
  • Selbstverständlich kann die Ausnehmung nur in den Holzbalken der Bodenplatte vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich und ebenfalls bevorzugt ist die Ausnehmung in den Holzbalken der Deckplatte vorgesehen.
  • Bei Verwendung einer Zwischenschicht zum Schallschutz oder zur Wärmedämmung berühren sich die Bodenplatte und die Deckplatte nicht direkt sondern lediglich über den Betonkern oder die Zwischenschicht. Aus Stabilitätsgründen werden deshalb bevorzugt Füllhölzer in die Ausnehmung eingelegt um eine Höhennivellierung zu erzeugen. Darüber hinaus können im Bereich der Füllhölzer die obere und untere Gurtlage (also die Holzlagen Bodenplatte und Deckplatte) einfach miteinander verschraubt werden. Darüber hinaus können Füllhölzer an den Seiten des Kanals positioniert, damit der Füllbeton für den Betonkern nicht verläuft, insbesondere nicht das Material der Zwischenschicht verschiebt und verdrängt. Vorzugsweise werden mehrere Füllhölzer zwischen die Bodenplatte und die Deckplatte gelegt. Ihr Abstand ist variabel. Sie können unter anderem auch zur Stabilität dienen, wenn dies notwendig ist. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, bei Holz-Beton-Verbundelementen maximal vier Füllhölzer zwischen den beiden Kanälen anzuordnen.
  • Die Ausnehmungen zur Aufnahme des Schallschutzmaterials oder des Wärmedämmmaterials erstrecken sich bevorzugt auch von dem Kanal zum äußeren Rand des Verbundmaterials und bei zwei benachbarten Kanälen auf jeder Seite des Verbundelements zwischen den Kanälen.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Holz-Beton-Verbundelement mit zwei Betonkernen;
    Figur 2
    einen Schnitt durch einen Holzbalken als Teil des Holz-Beton-Verbundelements gemäß Figur 1;
    Figur 3
    eine besondere Ausführungsform eines Holz-Beton-Verbundelements mit Zwischenschicht zur Schalldämmung;
    Figur 4
    eine Bodenplatte und eine Deckplatte als Teile des Holz-Beton-Verbundelements gemäß Figur 3;
    Figur 5
    das Holz-Beton-Verbundelement gemäß Fig. 3 in perspektivischer Ansicht;
    Figur 6
    zwei Holz-Beton-Verbundelemente mit Versatz zur Verbindung; und
    Figur 7
    eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements.
  • Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Holz-Beton-Verbundelement 1 mit einer Bodenplatte 2 und einer Deckplatte 3, die mit ihren jeweiligen Innenseiten 4 aneinander liegen. Die Bodenplatte 2 und die Deckplatte 3 sind jeweils aus mehreren Holzbalken 5 gebildet, die mit ihren Längsseiten 6 aneinander gelegt sind und sich kontaktieren. Zwischen der Bodenplatte 2 und der Deckplatte 3 sind in dem hier bevorzugt dargestellten Beispiel zwei Betonkerne 7 angeordnet.
  • Die Bodenplatte 2 und die Deckplatte 3 weisen jeweils an ihren Innenseiten 4 eine Langnut 8 auf, die deckungsgleich sind. Die Langnut 8 der Bodenplatte 2 liegt der Langnut 8 der Deckplatte 3 gegenüber, sodass ein Kanal 9 gebildet wird, da die beiden Langnuten 8 miteinander fluchten. Der Kanal 9, der im Fachjargon auch Knagge genannt wird, nimmt eine Betonfüllung 10 auf, die nach Aushärten den Betonkern 7 bildet.
  • In der Deckplatte 3 ist oberhalb des Kanals 9 wenigstens eine Einfüllöffnung 11 für Beton vorgesehen, die mit einem Zapfen 12 verschlossen werden kann. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist die Deckplatte 3 drei beabstandete Einfüllöffnungen 11 je Kanal 9 auf, durch die Beton eingefüllt werden kann.
  • Wie Figur 1 zu entnehmen ist, umfasst die Bodenplatte 2 zehn nebeneinander angeordnete Holzbalken 5a, die sich mit ihrem Längsseiten 6 berühren. Die Holzbalken 5b der Deckplatte 3 sind versetzt zu den Holzbalken 5a der Bodenplatte 2 angeordnet. An den jeweiligen langen Rändern 13 der Deckplatte 3 sind Holzbalken 5c vorgesehen, deren Breite der halben Breite der Holzbalken 5a, 5b entspricht. Die Deckplatte 3 weist also neun Holzbalken 5a sowie zwei schmale Holzbalken 5c auf, sodass ihre Längsausdehnung quer zur Holzbalkenrichtung der Längsausdehnung der Bodenplatte 2 entspricht. Die Breite der Holzbalken 5a, 5b beträgt bevorzugt 16 bis 24 cm; hier 20 cm.
  • In Figur 1 ist deutlich zu erkennen, dass die beiden Kanäle 9 des Holz-Beton-Verbundelements 1 in einem Randbereich 14 der Bodenplatte 2 bzw. der Deckplatte 3 angeordnet sind. Der Randbereich 14 entspricht einem Endbereich 15 der Holzbalken 5.
  • Das hier dargestellte Holz-Beton-Verbundelement 1 hat eine Länge (Längsausdehnung in Holzbalkenrichtung) von ca. 5 m. Die Breite in dem hier gezeigten Beispiel beträgt 2 m, da jeder der Holzbalken 5, 5a, 5b eine Breite b von 20 cm aufweist. Die Höhe des Holz-Beton-Verbundelements h entspricht der doppelten Höhe der Bodenplatte 2 bzw. Deckplatte 3. Sie ist in dem hier gezeigten Beispiel 22 cm.
  • In dem Holz-Beton-Verbundelement 1 werden die Holzbalken 5 mit dem Betonkern 7 miteinander verbunden, wobei eine nachgiebige Verbindung zweier Holzgurtlagen, die übereinander liegen, nämlich der Bodenplatte 2 und der Deckplatte 3, geschaffen wird. Die Verbindung mit dem Werkstoff Beton erfolgt durch die von den Kanälen 9 gebildete Knaggenkonstruktion, die eine derart steife Verbindung für das Holz-Beton-Verbundelement 1 erzeugt, dass die Steifigkeit des Verbundelements 1 der einer Holzkonstruktion mit Leimverbindung. Im Vergleich zu den bisher bekannten Systemen mit einer Verbindung von Holz und Beton bietet das erfinderische Holz-Beton-Verbundelement 1 ein Deckensystem mit einer Holzunterseite und einer Holzoberseite. Hierdurch können bei der Montage auf der Baustelle alle üblichen Holzverbindungen, die im Markt erhältlich sind, verwendet werden.
  • Bei dem Holz-Beton-Verbundelement werden die Druckkräfte und Zugkräfte von den Holzlagen übernommen, also von der Bodenplatte 2 und der Deckplatte 3. Soll auch die Scheibentragfähigkeit der Elemente erhöht werden, so kann in den Kanal 9 eine Stahlarmierung eingelegt werden, bevor der Beton eingefüllt wird. Die armierten Betonknaggen stellen dann eine hohe Scheibentragfähigkeit sicher. Insgesamt ist das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement 1 aus ökologischer Sicht optimiert, da es nur den Einsatz einer recht geringen Menge an Beton verlangt.
  • Das Holz-Beton-Verbundelement gemäß Figur 1 eignet sich insbesondere für ein Element mit einer Länge (in Holzbalkenrichtung) von max. 3 m. Werden längere Elemente benötigt, beispielsweise bis zu einer maximalen Länge von etwa 5 m, so werden in den Randbereichen 14 jeweils zwei Kanäle 9 nebeneinander angeordnet.
  • Figur 2 zeigt die Seitenansicht eines entsprechend ausgeführten Holzbalkens 5. In dem Endbereich 15 des Holzbalkens 5 sind zwei Nuten 16 vorgesehen, deren Querschnitt jeweils die Hälfte des Querschnitts des später gebildeten Kanals 9 sind. Die Nuten 16 werden bevorzugt aus dem Holzbalken 5 herausgefräst. Selbstverständlich können sie einen nicht rechteckigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise rund sein, insbesondere halbkugelartig im Querschnitt. Gegebenenfalls muss die Anzahl der runden Nuten erhöht werden.
  • Soll das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement 1 über gute Schallschutzeigenschaften verfügen, so werden in den Holzbalken 5 neben den Nuten 16 auch weitere Ausnehmungen 17 vorgesehen, um einen Raum für eine Zwischenschicht für ein Schallschutzmaterial zu bilden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt ebenfalls aus Beton oder aus einer zementgebundenen Splittschüttung ausgebildet.
  • Figur 3 zeigt einen Schnitt durch ein Holz-Beton-Verbundelement 1 mit einer Schallschutzzwischenschicht 18 im Schnitt. Das Holz-Beton-Verbundelement 1 ist als Decke ausgeführt und an seinen Seiten auf zwei Lagern 19 gelagert, die beispielsweise an den Wänden eines Gebäudes angeordnet sein können. Die hier gezeigte Ausführungsform hat insgesamt vier Kanäle 9 mit vier Betonkernen, die zur Stabilität und Tragfähigkeit beitragen. Die Ausnehmungen 17 in den Holzbalken sind als Ausnehmung 17a zwischen zwei benachbarten Kanälen 9 angeordnet. Eine weitere Ausnehmung 17b erstreckt sich von dem außen am Rand liegenden Kanal 9 zum Rand des Holz-Beton-Verbundelements 1. Eine weitere große Ausnehmung 17c erstreckt sich zwischen den beiden innenliegenden Kanälen 9.
  • Die Ausnehmungen 17b am Rand werden jeweils durch ein Randholz 20 aufgefüllt, so dass die beiden Holzlagen Bodenplatte 2 und Deckplatte 3 über die Randhölzer 20 miteinander verbunden sind. Zwei Verbindungsschrauben 21 pro Holzbalken 5 werden bevorzugt von oben durch die Deckplatte 3 und das Randholz 20 in die Bodenplatte 2 geschraubt.
  • Im Bereich der großen mittigen Ausnehmung 17c sind in dem hier gezeigten Beispiel vier Füllhölzer 22 angeordnet, die einen gewünschten Abstand der beiden Holzlagen zueinander gewährleisten und die zur Aufnahme von Verbindungselementen oder Verbindungsschrauben 21 dienen, um die Bodenplatte 2 und die Deckplatte 3 miteinander zu verbinden, bevorzugt zu verschrauben.
  • Die Füllhölzer 22, die direkt an den Kanal 9 anschließen, sind bevorzugt breiter ausgebildet als die inneren Füllhölzer 22. Diese äußeren Füllhölzer 22 sowie die Randhölzer 20 dienen auch zur Begrenzung der Kanäle 9. Sie verhindern, dass in die Kanäle 9 eingeführter Beton aus den Kanälen 9 herausläuft und sich in den Ausnehmungen verteilt und dort angeordnetes Material verdrängt.
  • Die Schallschutzzwischenschicht 18 hat lediglich die Aufgabe, den Schall zu dämmen. Sie hat keine tragende Funktion. Entsprechend kann das hier verwendete Material andere Eigenschaften aufweisen als der für die Betonkerne 7 verwendete Fließbeton. Insbesondere kann es dünner sein.
  • Figur 4 zeigt eine perspektivische Anordnung einer Bodenplatte 2 und einer Deckplatte 3 eines Holz-Beton-Verbundelements 1, das eine Schallschutzzwischenschicht 18 aufnehmen soll. Zu erkennen ist hier, dass die Ausnehmungen 17 lediglich in den Holzbalken 5a der Bodenplatte 2 vorgesehen sind und dass die Randhölzer 20 und Füllhölzer 22 auf der Bodenplatte 2 aufliegen.
  • Die Ausnehmungen 17 an der Innenseite 4 haben eine Höhe, die bevorzugt geringer ist als die Höhe der Nut 16 bzw. der gebildeten Langnut 8. In der hier gezeigten Anordnung der Bodenplatte 2 sind alle Vorbereitungen getroffen, um nun den Füllbeton in die Ausnehmungen 17 zwischen den Füllhölzern 22 anzuordnen. Anschließend wird in einem nächsten Schritt die Deckplatte 3 auf die Bodenplatte 2 aufgelegt und durch die Randhölzer 20 und Füllhölzer 22 mit der Bodenplatte 2 verschraubt. Ein weiterer Herstellungsschritt umfasst das Einfüllen von Fließbeton durch die Einfüllöffnungen 11 an der Oberseite der Deckplatte 3. Beim Befüllen kann sich der Fließbeton auch in die Ausnehmung 17a ausbreiten, so dass die beiden Betonkerne 7 der benachbarten Kanäle 9 miteinander verbunden werden. Alternativ kann in dem Bereich der Ausnehmung 17a auch Füllbeton eingelegt werden, oder ein Füllholz. In einem abschließenden Schritt werden die Einfüllöffnungen 11 durch Zapfen 12 verschlossen.
  • Den Figuren 4 und 5 ist zu entnehmen, dass die Deckplatte 3 an ihren langen Rändern 13 jeweils aus schmalen Holzbalken 5c gebildet wird. Auf diese Weise kann ein Überlappen der Holzbalken 5 der Deckplatte 3 mit dem Holzbalken 5 der Bodenplatte 2 gewährleistet werden. Je ein Holzbalken 5 der einen Platte 2, 3 überlappt jeweils zwei Holzbalken 5 der gegenüberliegenden Platte 2, 3, sodass eine sichere und zuverlässige Verbindung der Bodenplatte 2 mit der Deckplatte 3 gewährleistet wird.
  • Figur 5 zeigt demnach das vormontierte Holz-Beton-Verbundelement, das in dieser Art, also mit seiner Betonfüllung und der Schallschutzschicht vormontiert an die Baustelle zur Endmontage geliefert werden kann. Die Zeit zum Montieren vor Ort wird dadurch deutlich verringert.
  • Durch die Vormontage, gegebenenfalls mit zusätzlich eingelegter Stahlarmierung in den Kanälen 9 und vorheriges Verschrauben der einzelnen Holzbalken miteinander, wird ein seitliches Quellen der Holzbalken und Holzlagen verhindert, da keine Feuchtigkeitseinwirkung während der Montage stattfinden kann.
  • Als weitere Maßnahme zur Vermeidung des Kontakts von Beton und Holz werden bevorzugt in die Nuten 16 bzw. die Langnuten 8 und in die Ausnehmungen 17 Trennfolien oder Trennpapiere eingelegt, die verhindern, dass Feuchtigkeit ins Holz eindringt.
  • Soll mit den Holz-Beton-Verbundelementen 1 eine hohe Wärmedämmung erzielt werden, insbesondere dann, wenn die wärmedämmenden Anforderungen höher sind als die Schallschutzanforderungen, kann die Schallschutzzwischenschicht 18 durch eine Wärmedämmschicht ersetzt werden. Gegebenenfalls muss dann die Zahl der Füllhölzer 22 erhöht werden.
  • Sowohl in der Version mit Mitteln zur Wärmedämmung als auch mit einer Zwischenschicht zum Schallschutz bietet das Holz-Beton-Verbundelement 1 den Vorteil, dass keine weitere Lage auf das Element 1 aufgebracht werden muss, da diese Lagen jeweils integriert zwischen der Bodenplatte 2 und der Deckplatte 3 angeordnet sind. Auch dies führt zur Verkürzung der Montagezeiten auf der Baustelle. Darüber hinaus wird Raumhöhe eingespart, da keine zusätzliche Schicht auf die Elemente aufgebracht werden muss.
  • Figur 6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei der zwei Holz-Beton-Verbundelemente gezeigt sind, die über eine stufenartige Falzverbindung zwischen zwei benachbarten Holz-Beton-Verbundelementen 1 erzeugt wird.
  • Die Falzverbindung wird dadurch hergestellt, dass bei dem ersten Holz-Beton-Verbundelement 1a auf einer Langseite eine bündige Kante durch ein in der Breite verkürztes Holzbalkenelement erzeugt wird. Dieses Element 1 ist das Anschlussstück zu einer Gebäudewand. Auf der gegenüberliegenden Langseite wird der für die Herstellung zunächst eingesetzte schmale Holzbalken 5c entfernt, sodass die Bodenplatte 2 über die Deckplatte 3 hinausragt und eine Stufe gebildet wird.
  • Das nächste Holz-Beton-Verbundelement 1, hier als 1b bezeichnet, weist an seiner einen Langseite einen Holzbalken 5b auf, durch den ein ursprünglich während der Montage vorgesehener schmaler Holzbalken 5c ersetzt wurde. Damit überragt die Deckplatte 3 die Bodenplatte 2.
  • Auf der gegenüberliegenden Langseite des bevorzugten Holz-Beton-Verbundelements 1b ist der schmale Holzbalken 5c entfernt, sodass hier die Bodenplatte 2 über die Deckplatte 3 hinausragt.
  • Werden die beiden Holz-Beton-Verbundelemente 1a, 1b aneinandergeschoben, so überragt der äußere Holzbalken 5b der Deckplatte 3 des Holz-Beton-Verbundelements 1b den äußeren Holzbalken 5a der Bodenplatte 2, sodass es zu einer überlappenden Verbindung kommt. Durch Verschrauben der Holzbalken werden die benachbarten Holz-Beton-Verbundelemente 1a, 1b miteinander verbunden, wie im unteren Bild der Figur 6 gezeigt ist. Es entsteht somit eine breitere Deckenkonstruktion.
  • In der Praxis hat es sich als sinnvoll erwiesen, die Breite (quer zur Längsrichtung der Holzbalken) des Holz-Beton-Verbundelements 1 auf 2,50 m zu beschränken, da sich so ein problemloser Transport der Elemente mit einem LKW realisieren lässt. Das Verbinden zweier Holz-Beton-Verbundelemente 1 vor Ort erfolgt in kurzer Zeit und hat sich als nicht nachteilig erwiesen.
  • Figur 7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements 1 mit einer Bodenplatte 2 und einer Deckplatte 3. Diese Ausführungsform hat eine Länge in Holzbalkenrichtung von deutlich mehr als 2,50 m, vorzugsweise bis zu 5 m. Zur Stabilisierung weist diese Ausführungsform des Holz-Beton-Verbundelements 1 in ihren Randbereichen 14 jeweils zwei Betonkerne 7 auf, die in benachbarten Kanälen 9 eingefüllt sind.
  • Daneben sind in der hier gezeigten Form vorzugsweise zwei weitere, nicht notwendigerweise gleiche Betonkerne 7 vorgesehen. Diese können z.B. im Bereich von auf die Decke wirkenden Einzellasten angeordnet sein, um die Lastverteilung zu verbessern und zu optimieren. Bevorzugt sind die Betonkerne 7 mit einer Stahlarmierung ausgeführt. Beispielsweise kann eine derartige Ausführungsform mit Stahlbetonknaggen im mittleren Bereich der Holz-Beton-Verbundelemente 1 in Fabrikhallen oder Bürogebäuden eingesetzt werden, wenn auch im mittleren Bereich der Decke große Lasten durch Anordnung von Maschinen oder schweren Schränken auftreten. Das erfindungsgemäße Holz-Beton-Verbundelement 1 weist also den Vorteil auf, dass punktuell große Lasten aufgenommen und gut verteilt werden können. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber den auf dem Markt üblichen Brettsperrholzdecken oder Brettstapeldecken, die nur eine sehr eingeschränkte Möglichkeit der Aufnahme von Einzellasten und deren Querverteilung bieten.
  • Figur 7 zeigt zwar eine Anordnung der Betonkerne 7 in fast äquidistantem Abstand zwischen den beiden jeweils außen angeordneten Betonkernen. Dies muss jedoch in der Praxis nicht zwangsläufig sein. Vielmehr kann die Lage der Kanäle 9 bzw. der Langnuten 8 in der Bodenplatte 2 und der Deckplatte 3 individuell angepasst ein. Nicht nur die zwei weiteren Betonkerne 7 in der Mitte des Holz-Beton-Verbundelements 1 sind möglich. Es können nur einer oder auch mehrere Betonkerne 7 vorgesehen werden, deren Abstand zueinander unterschiedlich sein kann. Selbstverständlich können diese innenliegenden Betonkerne auch andere Dimensionen aufweisen als die äußeren Betonkerne.
  • Die Figuren 1 bis 7 zeigen jeweils ein Holz-Beton-Verbundelement 1, das als Decke oder Boden eingesetzt wird. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelemente 1 auch als Wände in Häusern verbaut werden. Die Holz-Beton-Verbundelemente 1 können nicht nur Zwischenwände sein. Es ist auch möglich, sie als Außenwände einzusetzen, wobei dann bevorzugt eine äußere Schutzschicht (z. B. ein Verputz) aufgebracht werden kann, um Witterungseinflüsse zu verhindern.
  • Durch den Einbau von Betonkernen 7 in die Holz-Beton-Verbundelemente 1, die teilweise auch stahlarmiert sein können, können die Wände auch tragende Eigenschaften übernehmen. Vorzugsweise werden die Wände dann mit einer wärmedämmenden Zwischenschicht ausgeführt, wenn sie als Außenwände eingesetzt sind. Beim Einsatz als Zwischenwände können Schallschutzfüllungen aus zementgebundenen Schüttgutfüllungen vorgesehen sein, ebenso wie beim Einsatz des Elements als Boden oder Decke.

Claims (15)

  1. Holz-Beton-Verbundelement zur Verwendung als Decke oder Boden oder Wand in einem Gebäude umfassend eine Bodenplatte (2) und eine gegenüberliegende Deckplatte (3), die jeweils aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Holzbalken (5) gebildet werden, und einem zwischen der Bodenplatte (2) und der Deckplatte (3) angeordnetem Kern (7) aus einer Betonfüllung,
    wobei
    die Bodenplatte (2) und/oder die Deckplatte (3) an ihrer Innenseite (4) jeweils wenigstens eine Langnut (8) aufweisen, die sich quer zur Längsrichtung der Holzbalken (5) erstreckt, wobei eine der Langnuten (8) allein oder mit einer gegenüberliegenden Langnut (8) einen Kanal (9) bildet, der mit der Betonfüllung (10) gefüllt ist.
  2. Holz-Beton-Verbundelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2) und die Deckplatte (3) jeweils eine Langnut (8) aufweisen und die Langnut (8) der Bodenplatte und die Langnut (8) der Deckplatte (3) deckungsgleich sind und derart miteinander fluchten, dass sie den geschlossenen Kanal (9) bilden, der die Betonfüllung (10) aufweist.
  3. Holz-Beton-Verbundelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzbalken (5) zwei gegenüberliegende Hauptseiten, zwei gegenüber liegende Längsseiten (6), die von einer langen Schmalseite des Holzbalkens (5) gebildet werden, und zwei gegenüberliegende Frontseiten, die von der kurzen Schmalseite des Holzbalkens gebildet werden, haben, wobei eine der Hauptseiten des Holzbalkens (5) die Innenseite ist und zu der Innenseite eines gegenüberliegenden Holzbalkens (5) gerichtet ist,
    wobei
    die Holzbalken (5) an ihren Innenseiten wenigstens eine Nut (16) aufweisen, die sich quer zur Längsausdehnung der Holzbalken (5) zwischen den beiden gegenüberliegenden Längsseiten (6) erstreckt, und durch mehrere miteinander fluchtende Nuten (16) die Langnut (8) der Bodenplatte (2) und die Langnut (8) der Deckplatte (3) gebildet werden.
  4. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzbalken (5, 5a) der Bodenplatte (2) und die Holzbalken (5, 5b) der Deckplatte (3) quer zu ihrer Längsrichtung derart versetzt angeordnet sind, dass ein Holzbalken (5) mit zwei gegenüberliegenden Holzbalken überlappt.
  5. Holz-Beton-Verbundelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzbalken (5) so überlappen, dass ein Holzbalken (5) mit zwei gegenüberliegenden Holzbalken (5) mittels wenigstens je eines Verbindungselements (21) verbunden ist, wobei bevorzugt das Verbindungselement (21) ein Nagel, eine Schraube, ein Holzdübel, ein Bolzen, ein Holzverbindungselement oder ein ähnliches ist.
  6. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) in dem Holzbalken (5) eine Tiefe von wenigstens 20 % der Höhe der Längsseite (6) der Holz-balken (5) hat, bevorzugt wenigstens 25 %, sehr bevorzugt wenigstens 30 %, besonders bevorzugt wenigstens 35 % oder dass die Nut (16) eine Tiefe von wenigstens 1, 5 cm, bevorzugt wenigstens 2,0 cm, 2,5 cm, 3,5 cm oder 4,0 cm hat.
  7. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) in dem Holzbalken (5) eine Tiefe von höchstens 50 % der Höhe der Längsseite des Holzbalkens (5) hat, bevorzugt höchstens 45 %, sehr bevorzugt höchstens 40 %, besonders bevorzugt von höchstens 35 % hat oder die Nut (16) eine Tiefe von höchstens 6,0 cm, bevorzugt von höchstens 5,5 cm, 5,0 cm, 4,5 cm oder 4,0 cm hat.
  8. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die Betonfüllung (10) im Kanal (9) des Holz-Beton-Verbundelements (1) eine Stahlbewehrung hat.
  9. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, je eine Nut (16) im Endbereich (15) der Holzbalken (5) angeordnet ist, so dass die Langnut (8) in einem Randbereich der Bodenplatte (2) und der Deckplatte (3) gebildet wird, wobei der Abstand von dem der Nut (16) benachbarten Ende des Holz-balkens (5) wenigstens gleich der Breite des Holzbalkens (5) ist, bevorzugt wenigstens 10 cm beträgt, sehr bevorzugt wenigstens 15 cm, 20 cm oder 25 cm beträgt, und bevorzugt der Abstand der Nut (16) vom Ende des Holzbalkens (5) höchstens 50 cm beträgt, besonders bevorzugt höchstens 40 cm, 30 cm, 20 cm.
  10. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die Breite der Nut (16) des Holzbalkens (5) wenigstens 5 cm ist, bevorzugt wenigstens 10 cm, besonders bevorzugt wenigstens 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm ist.
  11. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, an beiden Enden der Holzbalken (5) je eine Nut (16) im Endbereich (15) der Holzbalken (5) angeordnet ist, wobei bevorzugt der jeweilige Abstand der Nut (16) zu dem benachbarten Ende des Holzbalkens gleich oder im Wesentlichen gleich ist.
  12. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, zwei Nuten (16) in den Holzbalken (5) nebeneinander angeordnet sind, wobei der Abstand der Nuten (16) wenigstens 40 % der Breite der Nut (16) ist, besonders bevorzugt wenigstens 50 %, sehr bevorzugt wenigstens 60 % ist oder der Abstand der Nuten (16) bevorzugt wenigstens 5 cm, sehr bevorzugt wenigstens 10 cm, 15 cm, 20 cm ist.
  13. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die durch die Nuten (16) gebildeten Langnuten (8) mit einer Folie oder folienartigen Schicht, bevorzugt aus Kunststoff, oder mit einer Papierschicht derart ausgekleidet sind, dass die Folie oder Schicht zwischen Beton und Holzbalken (5) angeordnet ist und ein Kontakt von Beton mit den Holzbalken (5) verhindert wird.
  14. Holz-Beton-Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, der Holzbalken (5) eine Ausnehmung (17) an der Innenseite aufweist, dessen Höhe bevorzugt geringer ist als die Höhe der Nut (16), wobei sich die Ausnehmung (17) zwischen den beiden Längsseiten der Holzbalken (5) erstreckt und wobei die Längsausdehnung der Ausnehmung (17) in Längsrichtung der Holzbalken (5) um ein Vielfaches größer ist als die Ausdehnung der Ausnehmung (17) quer zur Längsrichtung der Holzbalken (5), bevorzugt wenigstens dreimal so groß, sehr bevorzugt wenigstens viermal, fünfmal oder siebenmal so groß ist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements mit einer Bodenplatte (2), eine Deckplatte (3) und einem zwischen Bodenplatte (2) und Deckplatte (3) angeordnetem Kern (7) aus einer Betonfüllung, umfassend die folgenden Schritte:
    - Bereitstellen eines langgestreckten, im Wesentlichen quaderförmigen Holzbalkens (5) mit zwei gegenüberliegenden langen Hauptseiten, deren Längsausdehnung deutlich größer ist als deren Querausdehnung, zwei gegenüberliegenden Längsseiten (6), deren Längsausdehnung der Längsausdehnung der Hauptseite entspricht und zwei gegenüberliegenden Frontseiten;
    - Erzeugen einer Nut (16) in Querrichtung der Holzbalken (5) von einer Längsseite (6) des Holzbalkens (5) zur gegenüberliegenden Längsseite (6) des Holzbalkens (5) an ihrer Innenseite, bevorzugt mittels einer Fräse;
    - Anordnen mehrerer Holzbalken (5) derart nebeneinander, dass die Nuten (16) der Holzbalken (5) miteinander fluchten, und Bilden einer Bodenplatte (2) mit einer Langnut (8);
    - optionales Auskleiden der Nut (16) oder der Langnut (8) mit einer folienartigen Schicht;
    - Bilden einer Deckplatte (3) durch Anordnen mehrerer Holzbalken (5) derart nebeneinander, dass die Nuten (16) der Holzbalken (5) miteinander fluchten, und Anordnen gegenüber der Bodenplatte (2) derart, dass die Nuten (16) der Holzbalken (5) der Bodenplatte den Nuten (16) der Holzbalken (5) der Deckplatte (3) gegenüberliegen, wodurch ein Kanal gebildet wird, der sich quer zur Längsrichtung der Holzbalken (5) erstreckt;
    - Verbinden eines Holzbalkens (5) mit wenigstens einem gegenüberliegenden Holzbalken (5);
    - optionales Einbringen einer Stahlbewehrung in den Kanal (9);
    - optionales Verschließen des Kanals (9) an wenigstens einem Ende;
    - Füllen des Kanals (9) mit Beton durch eine Einfüllöffnung (11) und Erzeugen eines Kerns (7) aus einer Betonfüllung;
    - optionales Verschließen der Einfüllöffnung (11), bevorzugt nachdem der Kanal vollständig mit Beton gefüllt ist.
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