EP3556958B1 - Bauteil zur herstellung einer decke - Google Patents

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EP3556958B1
EP3556958B1 EP18168070.3A EP18168070A EP3556958B1 EP 3556958 B1 EP3556958 B1 EP 3556958B1 EP 18168070 A EP18168070 A EP 18168070A EP 3556958 B1 EP3556958 B1 EP 3556958B1
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EP
European Patent Office
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type
recesses
longitudinal direction
component
wooden
Prior art date
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Active
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EP18168070.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3556958A1 (de
Inventor
Norbert Hartl
Manuel Rupp
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Schmid Baugruppe Holding GmbH
Original Assignee
Schmid Baugruppe Holding GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Schmid Baugruppe Holding GmbH filed Critical Schmid Baugruppe Holding GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
    • 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
    • E04B2005/235—Wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations having a special form
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
    • E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/12—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of solid wood

Definitions

  • the present invention relates to a component for producing a ceiling, the component comprising a multiplicity of beam-shaped wooden elements which, viewed parallel to one another and transversely to a longitudinal direction of the wooden elements, are arranged one behind the other and connected to one another and form a first layer, an upper side of the first Layer is formed by tops of the wooden elements, wherein a second layer of concrete is further arranged on the top of the first layer, recesses being provided on the tops of the wooden elements, which are filled by the concrete of the second layer, the recesses each having a bottom , which is spaced at a depth from the top of the respective wooden element, such that the recesses, viewed in the longitudinal direction, are each bounded by a first boundary surface and a second boundary surface arranged behind them.
  • the ceilings produced in this way on construction sites can also be exposed to different weather conditions. Different qualities can be the result, which is also to be regarded as disadvantageous.
  • a ceiling element for forming ceilings which is designed as a wood-reinforced concrete composite part.
  • the ceiling element has a plurality of wooden beams running parallel to one another in a longitudinal direction, on which a reinforced concrete body with a plate-shaped section is arranged.
  • a reinforced concrete body with a plate-shaped section is arranged.
  • depressions are provided on the surface of the wooden beams. wherein two or more spaced-apart depressions can be provided in the longitudinal direction.
  • the aim of the present invention is to provide a means for producing wood-based ceilings which, on the one hand, avoids the disadvantages mentioned above and, on the other hand, allows minimum requirements in the areas of sound insulation, rigidity and fire protection to be achieved. In particular, a consistently high quality and a reduced manufacturing time on the construction site should be achieved.
  • the component comprises a multiplicity of beam-shaped wooden elements which, viewed parallel to one another and transversely to a longitudinal direction of the wooden elements, are arranged one behind the other and connected to one another and form a first layer, an upper side of the first layer being formed by upper sides of the wooden elements, wherein a second layer of concrete is also arranged on the upper side of the first layer, it is provided that recesses are provided on the upper sides of the wooden elements which are filled with the concrete of the second layer.
  • Such a component can generally be used as a load-bearing component.
  • the wooden elements are preferably made of solid construction wood, the first layer of a kind Forms board stack element. Ie the wooden elements are arranged one behind the other transversely to the longitudinal direction so that they touch each other.
  • connection of the wooden elements is non-positive and essentially point-shaped, preferably by nailing, for example using a pneumatic nailer.
  • the nails are typically arranged at a distance of 40 cm to 60 cm, for example 50 cm, from one another.
  • the nails can be arranged offset in height from one another along the wooden elements or viewed in the longitudinal direction.
  • two wooden elements arranged one behind the other are fully penetrated by a nail, the nail also penetrating a little further into a third wooden element arranged behind it (for example 2 cm to 3 cm) without completely penetrating it.
  • connection means can also be provided, for example dowels, screws or an adhesive or gluing.
  • reinforcement can be provided as is customary in concrete layers, that is to say in particular made of structural steel or reinforcing steel mesh.
  • the recesses filled with the concrete of the second layer ensure a positive, shear-resistant connection between the first layer and the second layer. It is a purely mechanical connection, for which no chemical adhesive is required and which is therefore very environmentally friendly.
  • the recesses are milled into the wooden elements.
  • the recesses can also be designed as Kerven. Sometimes the recesses are also called kerven, although a bottom of the respective recess is not tapered, but is essentially flat.
  • the component according to the invention creates a hybrid component which can be produced outside the construction site in an external production facility under controlled conditions and can be delivered prefabricated to the construction site.
  • the component can be manufactured under constant climatic conditions without the component being exposed to weather influences.
  • the desired very high quality of the components can thus be guaranteed.
  • An immediately fully loadable and dry component can be delivered to the construction site, so that in particular no subjugation of a ceiling produced by means of the components according to the invention is necessary. Due to the high degree of prefabrication, the construction times are shortened by quick assembly times on site.
  • the wooden elements primarily serve to absorb tensile forces, whereas the concrete or concrete serves primarily to absorb compressive forces.
  • the shear-resistant connection of the two layers ensures an extremely rigid connection, which results in a very rigid component that meets the above requirements.
  • the combination of wood and concrete of the (hybrid) component creates the necessary static as well as sound, vibration and fire protection requirements in order to be able to manufacture large spans as a wooden component.
  • the shape of the recesses can be designed differently.
  • the recesses each have a trapezoidal cross section in a sectional plane, the sectional plane standing normally on the top of the respective wooden element and is parallel to the longitudinal direction.
  • the vector of the longitudinal direction lies in or parallel to the cutting plane.
  • the trapezoidal shape of a recess can in particular be set such that parallel base sides of the trapezoid are formed by the elongated top of the respective wooden element and a bottom of the recess parallel to the top.
  • the mechanical properties can then be specifically influenced by the alignment of the legs of the trapezoid delimiting the recess.
  • the recesses each have a bottom which is at a depth from the top of the is spaced from the respective wooden element, that the recesses, viewed in the longitudinal direction, are each delimited by a first boundary surface and a second boundary surface arranged behind them, and that the recesses comprise recesses of a first type, the first boundary surface and / or the second one in each case in the recesses of the first type
  • Boundary surface with the longitudinal direction includes an angle that is greater than 90 °, preferably in the range from 95 ° to 120 °, particularly preferably in the range from 95 ° to 105 °.
  • the depth is preferably measured parallel to a third direction, which is normal to the longitudinal direction and on the top of the wooden element.
  • the first boundary surface and the second boundary surface preferably adjoin the floor.
  • the recesses of the first type formed in this way can thus in particular have the trapezoidal cross section described above, the first boundary surface and the second boundary surface forming the legs of the trapezoid.
  • the floor preferably runs parallel to the longitudinal direction, so that the first boundary surface and the second boundary surface enclose the same angle with the floor as with the longitudinal direction.
  • the first boundary surface and the second boundary surface enclose an angle, preferably of the same size, with the longitudinal direction, which is greater than 90 °, preferably in the range from 95 ° to 120 °, particularly preferably in the range from 95 ° to 105 °.
  • the first and second boundary surfaces can enclose the same angle with the longitudinal direction, so that a particularly uniform introduction of the pressure from the second layer into the first layer and thus a particularly uniform pressure load distribution in the component is achieved.
  • the recesses comprise recesses of a second type, with the recesses of the second type in each case including the first boundary surface and / or the second boundary surface with the longitudinal direction an angle which is less than 90 °, preferably in the range of 60 ° to 85 °, particularly preferably in the range from 70 ° to 80 °.
  • the first boundary surface and the second boundary surface preferably adjoin the floor.
  • the recesses of the second type formed in this way can thus have, in particular, the trapezoidal cross-section described above, the first boundary surface and the second boundary surface forming the legs of the trapezoid.
  • the base preferably runs parallel to the longitudinal direction, so that the first boundary surface and the second Boundary surface form the same angle with the ground as with the longitudinal direction.
  • the recesses of the second type are present in addition to the recesses of the first type, so that the advantageous pressure load distribution described above continues to exist.
  • the first boundary surface and the second boundary surface with the longitudinal direction each have a preferably the same size, Include an angle that is less than 90 °, preferably in the range from 60 ° to 85 °, particularly preferably in the range from 70 ° to 80 °.
  • first and second boundary surfaces can be connected to the Include the same angle in the longitudinal direction, so that a particularly uniform transmission of the tension between the first and second layer and thus a particularly uniform tension load distribution in the component is achieved.
  • the floor runs parallel to the longitudinal direction. Among other things, this ensures a particularly simple production of the recesses.
  • the depth is in the range from 10 mm to 30 mm, preferably in the range from 15 mm to 25 mm.
  • the depth can be 20 mm.
  • the floor has a floor length measured parallel to the longitudinal direction, which is in the range from 100 mm to 400 mm, preferably in the range from 120 mm to 320 mm.
  • the floor length can be 250 mm.
  • a wooden element which is typically several meters long, several recesses can easily be arranged one behind the other along the longitudinal direction. Their distance in the longitudinal direction from one another can typically be in the range from 200 mm to 1000 mm, for example 400 mm.
  • the recesses can also be regarded as essentially point-like connections between the first layer and the second layer.
  • the wooden elements comprise wooden elements of a second type, the wooden elements of the second type exclusively having recesses of the first type. Accordingly, the wooden elements of the second type contribute significantly to the optimal pressure load distribution.
  • screws are screwed into the first layer and each protrude with a section from the top of the first layer, the section being complete is arranged within the second layer.
  • the screws are preferably screwed into the first layer from the top of the first layer.
  • the screws already ensure a certain, preferably additional, tensile connection between the first layer and the second layer, which is extremely easy to produce by screwing the screws into the first layer before the concrete of the second layer is applied.
  • a screw does not have to be screwed or screwed into every wooden element of the first layer.
  • the wooden elements comprise wooden elements of a first type
  • the wooden elements of the first type having both recesses in the have first type and recesses of the second type.
  • the wooden elements of the first type not only result in a good pressure load distribution in the component, but also a good tensile connection between the two layers or a good tension load distribution in the component. In theory, it would be conceivable to use only wooden elements of the first type, since this can take into account both compressive and tensile loads.
  • the respective wooden element of the first type has a sequence of recesses, seen in the longitudinal direction, which comprises the following partial sequence: recess of the first type, recess of the second type, recess of the second type and recess of the first type.
  • the following partial sequence can preferably be included in the sequence of recesses: recess of the first type, recess of the second type, recess of the second type, recess of the first type and recess of the first type.
  • At least one wooden element of the second type is followed by at least one wooden element of the first type and vice versa.
  • This sequence could, for example, be continued with o wooden elements of the first type or with o wooden elements of the first type followed by P wooden elements of the second type etc.
  • L, M, N, O, P stand for integers greater than zero.
  • the sequence of the wooden elements comprises exactly one wooden element of the second type followed by exactly one wooden element of the first type and vice versa. I.e. in this case at least the following sequence is included: a wooden element of the second type, a wooden element of the first type, a wooden element of the second type.
  • the recesses each extend over an entire width of the respective wooden element, the width being measured in a second direction that is normal to the longitudinal direction stands and is parallel to the top of the wooden element. In this way, the recesses can be milled into the wooden element.
  • the width of the wooden elements is typically in the range from 40 mm to 120 mm, in particular in the range from 50 mm to 80 mm, for example 60 mm.
  • the longitudinal direction, the second direction and the third direction are mutually normal.
  • a height of the wooden elements measured along the third direction is typically in the range from 12 cm to 32 cm.
  • a height of the second layer measured along the third direction is typically in the range from 8 cm to 18 cm, which results in a total height of the component according to the invention measured in the third direction, which is typically in the range from 20 cm to 50 cm.
  • span widths in the range from 4 m to 12 m can be realized with the component according to the invention, in particular with ceilings produced therewith, the span widths essentially corresponding (measured in the longitudinal direction) to the lengths of the wooden elements.
  • Fig. 1 is a first layer 5 of a prefabricated component 1 according to the invention (cf. Fig. 4 ) for the production of a blanket 2 (cf. FIG. 7 or FIG. 8 ) shown in supervision.
  • the first layer 5 comprises a multiplicity of beam-like or board-shaped wooden elements, each of which extends along a longitudinal direction 4 and, viewed in a second direction 24 that is normal to the longitudinal direction 4, is arranged directly behind one another and connected to one another.
  • the wooden elements include wooden elements 3a of a first type and wooden elements 3b of a second type, the wooden elements 3a of the first type and the wooden elements 3b of the second type being arranged alternately one behind the other when viewed in the second direction 24.
  • the wood elements 3 a, 3 b are arranged between an upper push wood 19 and a lower push wood 20 or, seen in the second direction 24, the lower push wood 20 forms the beginning of the first layer 5 and the upper push wood 19 the end of the first layer 5.
  • the thrust sticks 19, 20 are arranged offset in relation to one another in a third direction 25, the longitudinal direction 4, the second direction 24 and the third direction 25 being mutual stand on each other normally.
  • the lower buttwood 20 is flush with an underside 28 of the wooden elements 3a, 3b opposite the upper side 7, cf. Fig. 4 .
  • the wooden elements 3a, 3b are joined together by nails 18 (cf. 2 or 3 ) connected (and / or possibly by screws and / or by gluing / gluing), the nails 18 being oriented essentially parallel to the second direction 24.
  • the butts 19 and 20 are connected to the wooden elements 3a, 3b by means of partially threaded screws 21 (cf. Fig. 4 ) connected, the partial thread screws 21 being oriented essentially parallel to the second direction 24.
  • An upper side 6 of the first layer 5 is formed by upper sides 7 of the wooden elements 3a, 3b.
  • a second layer 8 of concrete 9 is again arranged on the top 6, cf. e.g. 2 or 3 .
  • Recesses are provided on the upper sides 7 of the wooden elements 3a, 3b, which are filled with the concrete 9 of the second layers 8 in order to ensure a shear-resistant connection between the layers 5, 8.
  • recesses 10 of a first type and recesses 11 of a second type are provided on the top sides 7 of the wooden elements 3a of the first type.
  • only recesses 10 of the first type are provided on the upper sides of the wooden elements 3b of the second type.
  • Fig. 5 shows in detail a recess 10 of the first type in a sectional view
  • Fig. 6 shows in detail a recess 11 of the second type in a sectional view.
  • both the recess 10 of the first type and the recess 11 of the second type have a trapezoidal cross section in a sectional plane that is spanned by the longitudinal direction 4 and the third direction 25.
  • the parallel base sides of the respective trapeze are each extended by the top 7 of the each wooden element 3a, 3b and a bottom 12 of the recesses 10, 11 parallel to the upper side 7.
  • the bottom 12 is at a distance from the top 7, which can be referred to as the depth 13 of the recesses 10, 11 and is 20 mm in the exemplary embodiment shown.
  • the legs of the respective trapezoid are each formed by a first boundary surface 14 and a second boundary surface 15, i.e. the boundary surfaces 14 and 15 delimit the recesses 10, 11 in the longitudinal direction 4 and connect the base 12 to the upper side 7.
  • the boundary surfaces 14, 15 are flat, which enables particularly simple manufacture.
  • the floor 12 extends with a floor length 27, which in the exemplary embodiment shown is 250 mm.
  • Two consecutive recesses in the longitudinal direction 4 typically have a spacing of 400 mm on the respective wooden element 3a, 3b.
  • the recesses 10, 11 completely penetrate the respective wooden element 3a, 3b, i.e. over an entire width 26 of the respective wooden element 3a, 3b, the width 26 being 60 mm in the exemplary embodiment shown.
  • the recesses 10 of the first type and the recesses 11 of the second type influence the mechanical properties of the component 1 according to the invention in different ways.
  • the reason for this are different orientations of the boundary surfaces 14, 15, more precisely different angles 23 which enclose the boundary surfaces 14, 15 with the longitudinal direction 4.
  • the first boundary surface 14 and the second boundary surface 15 with the longitudinal direction 4 include angles 23 of equal size, which are greater than 90 °, so that the recess 10 widens along the third direction 25, cf. . Fig. 5 .
  • the angle 23 is 100 ° in each case. This results in an optimal and uniform transmission of pressure loads through the concrete 9 or through the second layer 8 to the first layer 5. An optimal pressure load distribution in component 1 is the result.
  • the first boundary surface 14 and the second boundary surface 15 include angles 23 of equal size with the longitudinal direction 4, which are smaller than 90 °, so that the recess 11 tapers along the third direction 25, cf. . Fig. 6 .
  • the angle 23 is 75 ° in each case.
  • the boundary surfaces 14, 15 form, as it were, undercuts which receive the concrete 9 of the second layer 8. This results in a particularly large and uniform form fit, which enables the particularly uniform transmission of higher tensile forces between the two layers 5, 8.
  • a particularly uniform distribution of the tensile load in the component 1 according to the invention is hereby achieved, and the second layer 8 is also prevented from being lifted off from the first layer 5.
  • the lifting of the second layer 8 from the first layer 5 is additionally prevented in the exemplary embodiment shown by screws 17 which are turned into the top 6 of the first layer 5 and thus each protrude from the top 6 with a section.
  • This section is arranged completely in the second layer 8 and brings about a further positive connection of the two layers 5, 8.
  • known structural steel mats are arranged as reinforcement 16 in the concrete 9.
  • the respective wooden element 3a of the first type has a sequence of recesses as seen in the longitudinal direction 4, the following partial sequence comprises: recess 10 of the first type, recess 11 of the second type, recess 11 of the second type and recess 10 of the first type, cf. Fig. 2 .
  • the alternating arrangement of the wooden elements 3a of the first type and the wooden elements 3b of the second type already described above guarantees an optimal distribution of the pressure and tensile loads typically occurring, in particular in the case of ceilings 2, along the second direction 24.
  • the ceiling 2 can now be manufactured extremely quickly and easily on the construction site by means of the prefabricated components 1, for which a desired high quality can be guaranteed on the basis of the prefabrication under defined conditions.
  • the required span is ensured by a corresponding length of the wooden elements 3a, 3b measured along the longitudinal direction 4.
  • several components 1 can be arranged one behind the other and connected to one another as seen in the second direction 24.
  • two directly successive components 1 with different butt members 19, 20 meet each other, whereby a positive connection between these two components 1 is produced.
  • the two abutting components 1 are screwed in the area of the butt members 19, 20.
  • the partial thread screws 21 are screwed through the lower butt plate 20 of the second component 1 into the upper butt plate 19 of the first component 1. These partial thread screws 21 are therefore visible from the side of the undersides 28, which is why there is an impact formation in non-visible quality.
  • the second layers 8 of the two components 1 are surmounted by the butt pieces 19, 20 parallel to the second direction 24.
  • end faces 29, with which the second layers 8 terminate parallel to the second direction 24, have cutouts 30, cf. Fig. 4 . This creates a receiving volume between the mutually opposite end faces 29 of the two components 1, which is closed by means of potting compound 22 in order to complete the ceiling 2.
  • Said receiving volume can also be used to screw in the partial thread screws 21, which are provided for screwing the abutting components 1, from the top 7 of the wooden elements 3a, 3b or from the top 6 of the first layer 5.
  • This variant is in Fig. 8 illustrated. That is, the partial thread screws 21 are filled with potting compound 22 before the receiving volume is filled, screwed through the receiving volume from above through the upper pushwood 19 of the first component 1 into the lower pushwood 20 of the second component 1. The receiving volume is then filled with casting compound 22.
  • the partial thread screws 21 are no longer visible from any side, in particular not from the side of the undersides 28, so that there is an impact formation in visual quality.

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil zur Herstellung einer Decke, das Bauteil umfassend eine Vielzahl von balkenförmigen Holzelementen, die parallel zu einander und quer zu einer Längsrichtung der Holzelemente gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind und eine erste Lage ausbilden, wobei eine Oberseite der ersten Lage durch Oberseiten der Holzelemente ausgebildet ist, wobei weiters auf der Oberseite der ersten Lage eine zweite Lage aus Beton angeordnet ist, wobei auf den Oberseiten der Holzelemente Ausnehmungen vorgesehen sind, die vom Beton der zweiten Lage ausgefüllt sind, wobei die Ausnehmungen jeweils einen Boden aufweisen, der mit einer Tiefe von der Oberseite des jeweiligen Holzelements beabstandet ist, dass die Ausnehmungen in Längsrichtung gesehen jeweils von einer ersten Begrenzungsfläche und einer dahinter angeordneten zweiten Begrenzungsfläche begrenzt werden.
    • STAND DER TECHNIK
  • Bei der Ausführung von Holzbauten und darin befindlichen Holzdecken gibt es speziell bei großen Spannweiten häufig Probleme mit dem Schallschutz, mit Schwingungen der Holzdecke sowie mit dem Brandschutz. Insbesondere können von verschiedenen Normen oder Gesetzen vorgeschriebene Werte bzw. Mindestanforderungen in den genannten Bereichen durch reine Holzkonstruktionen gar nicht oder nur schwer und mit sehr hohem Materialaufwand erreicht werden.
  • Darüberhinaus sind aus dem Stand der Technik Lösungen zur Erreichung besagter Mindestanforderungen in den Bereichen Schallschutz, Schwingungen und Brandschutz bekannt, die als reine Baustellenlösungen bezeichnet werden müssen. Bei diesen Baustellenlösungen wird vor Ort auf der Baustelle auf die jeweils vorhandene Holzkonstruktion im Deckenbereich ein Aufbeton aufgebracht, um den notwendigen Schall- und Brandschutz, sowie die notwendige Steifigkeit für die Schwingungsanforderung zu erreichen. Diese Art der Herstellung ist jedoch sehr aufwendig und erfordert zudem Unterstellungen beim Aufbringen des Aufbetons.
  • Das Aufbringen des nassen Aufbetons auf das trockene Holz hat neben bautechnischer Probleme und einer gewissen unvermeidlichen Verschmutzung - insbesondere auch von anderen Bauteilen bzw. Bauelementen - zur Folge, dass die derart hergestellte Decke nicht sofort belastbar ist, da der Aufbeton erst trocknen muss. Eine nachteilige Zeitverzögerung auf der Baustelle ist die Folge.
  • Insbesondere während der Trocknungsphase des Aufbetons können die solcherart auf den Baustellen hergestellten Decken zudem unterschiedlichen Witterungseinflüssen ausgesetzt sein. Unterschiedliche Qualitäten können die Folge sein, was ebenfalls als nachteilig zu werten ist.
  • Aus der WO 2012135875 A1 ist ein Deckenelement zur Ausbildung von Gebäudedecken bekannt, das als Holz-Stahlbeton-Verbundteil ausgebildet ist. Das Deckenelement weist mehrere in einer Längsrichtung parallel zueinander verlaufende Holzbalken auf, auf denen ein Stahlbetonkörper mit einem plattenförmigen Abschnitt angeordnet ist. Zur Übertragung von Schubspannungen zwischen den Holzbalken und dem plattenförmigen Abschnitt sind Vertiefungen an der Oberfläche der Holzbalken vorgesehen, wobei in Längsrichtung zwei oder mehr voneinander beabstandete Vertiefungen vorgesehen sein können.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittel zur Herstellung von holzbasierten Decken zur Verfügung zu stellen, das einerseits die oben genannten Nachteile vermeidet und andererseits das Erreichen von Mindestanforderungen in den Bereichen Schallschutz, Steifigkeit sowie Brandschutz erlaubt. Insbesondere sollen dabei eine gleichbleibend hohe Qualität und eine reduzierte Herstellungszeit auf der Baustelle erzielt werden.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Bauteil gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Bei einem Bauteil zur Herstellung einer Decke, das Bauteil umfassend eine Vielzahl von balkenförmigen Holzelementen, die parallel zu einander und quer zu einer Längsrichtung der Holzelemente gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind und eine erste Lage ausbilden, wobei eine Oberseite der ersten Lage durch Oberseiten der Holzelemente ausgebildet ist, wobei weiters auf der Oberseite der ersten Lage eine zweite Lage aus Beton angeordnet ist, ist vorgesehen, dass auf den Oberseiten der Holzelemente Ausnehmungen vorgesehen sind, die vom Beton der zweiten Lage ausgefüllt sind.
  • Ein solches Bauteil kann generell als lasttragendes Bauelement verwendet werden.
  • Die Holzelemente bestehen vorzugsweise jeweils aus Konstruktionsvollholz, wobei die erste Lage eine Art Brettstapelelement ausbildet. D.h. die Holzelemente sind quer zur Längsrichtung so hintereinander angeordnet, dass sie einander berühren.
  • Die Verbindung der Holzelemente erfolgt kraftschlüssig und im Wesentlichen punktförmig, vorzugweise durch Vernagelung, z.B. mittels eines Druckluftnaglers. Typischerweise sind die Nägel im Abstand von 40 cm bis 60 cm, beispielsweise 50 cm, zueinander angeordnet. Die Nägel können dabei zueinander höhenversetzt entlang der Holzelemente bzw. in Längsrichtung gesehen angeordnet sein. Vorzugsweise werden jeweils zwei hintereinander angeordnete Holzelemente von einem Nagel voll durchdrungen, wobei der Nagel in ein dahinter angeordnetes drittes Holzelement ebenfalls noch ein Stück weit (z.B. 2 cm bis 3 cm) eindringt, ohne dieses vollständig zu durchdringen.
  • Alternativ oder zusätzlich können auch andere Verbindungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise Dübel, Schrauben oder eine Verklebung bzw. Verleimung.
  • In der zweiten Lage kann eine Bewehrung vorgesehen sein, wie sie in Betonschichten üblich ist, also insbesondere aus Baustahl bzw. Baustahlmatten.
  • Durch die mit dem Beton der zweiten Lage gefüllten Ausnehmungen wird eine formschlüssige, schubfeste Verbindung zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage gewährleistet. Es handelt sich dabei um eine rein mechanische Verbindung, für die kein chemischer Kleber benötigt wird und die somit sehr umweltfreundlich ist.
  • Die Ausnehmungen werden in die Holzelemente eingefräst. Die Ausnehmungen können auch als Kerven ausgeführt sein. Manchmal werden die Ausnehmungen auch als Kerven bezeichnet, obgleich ein Boden der jeweiligen Ausnehmung nicht spitz zulaufend, sondern im Wesentlichen eben ausgeführt ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Bauteil wird ein Hybridbauteil geschaffen, das außerhalb der Baustelle in einer externen Produktionsstätte unter kontrollierten Bedingungen produziert und vorgefertigt auf die Baustelle geliefert werden kann. Insbesondere kann das Bauteil unter konstanten klimatischen Bedingungen hergestellt werden, ohne dass das Bauteil Witterungseinflüssen ausgesetzt ist. Die gewünschte sehr hohe Qualität der Bauteile kann somit garantiert werden. Das Aufbringen des Betons bzw. Aufbetons auf der Baustelle entfällt, sodass eine trockene Bauweise erfolgen kann. Zur Baustelle kann ein sofort voll belastbares und trockenes Bauteil geliefert werden, sodass insbesondere keine Unterstellungen einer mittels der erfindungsgemäßen Bauteile hergestellten Decke notwendig sind. Durch den hohen Vorfertigungsgrad wird eine Verkürzung der Bauzeiten durch schnelle Montagezeiten vor Ort erreicht.
  • Die Holzelemente dienen primär zur Aufnahme von Zugkräften, wohingegen der Beton bzw. Aufbeton primär zur Aufnahme von Druckkräften dient. Durch die schubfeste Verbindung der beiden Lagen wird eine extrem starre Verbindung gewährleistet, was ein sehr biegesteifes Bauelement zur Folge hat, das den oben genannten Anforderungen gerecht wird. Durch die Verbindung von Holz und Beton des (Hybrid-)Bauteils werden sowohl die notwendigen statischen als auch schalltechnischen, schwingungstechnischen und brandschutztechnischen Voraussetzungen geschaffen, um auch große Spannweiten als Holzbauteil herstellen zu können.
  • Die Form der Ausnehmungen kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Um eine besonders einfache Herstellungsweise erzielen und gleichzeitig gewünschte mechanische Eigenschaften einstellen zu können, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, dass die Ausnehmungen jeweils in einer Schnittebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Schnittebene normal auf die Oberseite des jeweiligen Holzelements steht und parallel zur Längsrichtung ist. Mit anderen Worten liegt der Vektor der Längsrichtung jeweils in bzw. parallel zu der Schnittebene.
  • Die Trapezform einer Ausnehmung kann insbesondere derart eingestellt werden, dass parallele Grundseiten des Trapez' durch die verlängert gedachte Oberseite des jeweiligen Holzelements sowie einen zur Oberseite parallelen Boden der Ausnehmung ausgebildet werden. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich sodann insbesondere durch die Ausrichtung der die Ausnehmung begrenzenden Schenkel des Trapez' gezielt beeinflussen.
  • Beim erfindungsgemäßen Bauteil ist vorgesehen, dass die Ausnehmungen jeweils einen Boden aufweisen, der mit einer Tiefe von der Oberseite des jeweiligen Holzelements beabstandet ist, dass die Ausnehmungen in Längsrichtung gesehen jeweils von einer ersten Begrenzungsfläche und einer dahinter angeordneten zweiten Begrenzungsfläche begrenzt werden und dass die Ausnehmungen Ausnehmungen eines ersten Typs umfassen, wobei bei den Ausnehmungen des ersten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche und/oder die zweite Begrenzungsfläche mit der Längsrichtung einen Winkel einschließt, der größer als 90°, bevorzugt im Bereich von 95° bis 120°, besonders bevorzugt im Bereich von 95° bis 105°, ist.
  • Die Tiefe wird vorzugsweise parallel zu einer dritten Richtung gemessen, die normal zur Längsrichtung und auf die Oberseite des Holzelements steht.
  • Vorzugsweise schließen die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche an den Boden an.
  • Die derart ausgebildeten Ausnehmungen des ersten Typs können somit insbesondere den oben beschriebenen trapezförmigen Querschnitt haben, wobei die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche die Schenkel des Trapez' ausbilden.
  • Vorzugsweise verläuft der Boden parallel zur Längsrichtung, sodass die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche denselben Winkel mit dem Boden einschließen wie mit der Längsrichtung.
  • In jedem Fall ergibt sich eine sich nach oben bzw. zur Oberseite des jeweiligen Holzelements zumindest einseitig weitende Ausnehmung, was eine gute Drucklastverteilung im Bauteil bewirkt, wobei der entsprechende Druck über die zweite Lage auf die erste Lage parallel zur dritten Richtung eingebracht wird.
  • Um die Drucklastverteilung weiter zu optimieren und insbesondere besonders gleichmäßig gestalten zu können, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, dass bei den Ausnehmungen des ersten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche mit der Längsrichtung einen, vorzugsweise gleich großen, Winkel einschließen, der größer als 90°, bevorzugt im Bereich von 95° bis 120°, besonders bevorzugt im Bereich von 95° bis 105°, ist. In diesem Fall ergibt sich eine sich nach oben bzw. zur Oberseite des jeweiligen Holzelements beidseitig weitende Ausnehmung, was eine besonders gute Drucklastverteilung im Bauteil bewirkt. Insbesondere können die erste und zweite Begrenzungsfläche mit der Längsrichtung den gleichen Winkel einschließen, sodass eine besonders gleichmäßige Einbringung des Drucks von der zweiten Lage in die erste Lage und damit eine besonders gleichmäßige Drucklastverteilung im Bauteil erzielt wird.
  • Beim erfindungsgemäßen Bauteil ist vorgesehen, dass die Ausnehmungen Ausnehmungen eines zweiten Typs umfassen, wobei bei den Ausnehmungen des zweiten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche und/oder die zweite Begrenzungsfläche mit der Längsrichtung einen Winkel einschließt, der kleiner als 90°, bevorzugt im Bereich von 60° bis 85°, besonders bevorzugt im Bereich von 70° bis 80°, ist.
  • Vorzugsweise schließen die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche an den Boden an.
  • Die derart ausgebildeten Ausnehmungen des zweiten Typs können somit insbesondere den oben beschriebenen trapezförmigen Querschnitt haben, wobei die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche die Schenkel des Trapez' ausbilden.
  • Vorzugsweise verläuft der Boden parallel zur Längsrichtung, sodass die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche denselben Winkel mit dem Boden einschließen wie mit der Längsrichtung.
  • In jedem Fall ergibt sich eine sich nach oben bzw. zur Oberseite des jeweiligen Holzelements zumindest einseitig verjüngende Ausnehmung, sodass gewissermaßen eine Hinterschneidung ausgebildet wird, welche den Beton der zweiten Lage aufnimmt. Dies resultiert in einem Formschluss, der die Übertragung von Zugkräften zwischen den beiden Lagen, d.h. mit einem Richtungsanteil parallel zur dritten Richtung, erlaubt. Entsprechend ist eine vorteilhafte Zuglastverteilung im erfindungsgemäßen Bauelement gewährleistet. Damit einhergehend wird ein Abheben der zweiten Lage von der ersten Lage unterbunden.
  • Die Ausnehmungen des zweiten Typs sind zusätzlich zu den Ausnehmungen des ersten Typs vorhanden, sodass die oben geschilderte vorteilhafte Drucklastverteilung weiterhin gegeben ist.
  • Um die Zuglastverteilung weiter zu optimieren und insbesondere besonders gleichmäßig gestalten zu können, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, dass bei den Ausnehmungen des zweiten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche und die zweite Begrenzungsfläche mit der Längsrichtung einen, vorzugsweise gleich großen, Winkel einschließen, der kleiner als 90°, bevorzugt im Bereich von 60° bis 85°, besonders bevorzugt im Bereich von 70° bis 80°, ist. In diesem Fall ergibt sich eine sich nach oben bzw. zur Oberseite des jeweiligen Holzelements beidseitig verjüngende Ausnehmung, sodass gewissermaßen beide Begrenzungsflächen Hinterschneidungen ausbilden, welche den Beton der zweiten Lage aufnehmen. Dies resultiert in einem besonders großen Formschluss, was die Übertragung höherer Zugkräfte zwischen den beiden Lagen ermöglicht. Insbesondere können die erste und zweite Begrenzungsfläche mit der Längsrichtung den gleichen Winkel einschließen, sodass eine besonders gleichmäßige Übertragung des Zugs zwischen der ersten und zweiten Lage und damit eine besonders gleichmäßige Zuglastverteilung im Bauteil erzielt wird.
  • Wie bereits erwähnt, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, dass der Boden parallel zur Längsrichtung verläuft. Dies gewährleistet u.a. eine besonders einfache Herstellung der Ausnehmungen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils ist vorgesehen, dass die Tiefe im Bereich von 10 mm bis 30 mm liegt, bevorzugt im Bereich von 15 mm bis 25 mm. Beispielsweise kann die Tiefe 20 mm betragen. Diese relativ geringen Tiefen genügen, um eine schubfeste Verbindung zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage zuverlässig zu gewährleisten. Darüberhinaus wird auch die geschilderte Ausgestaltung der Ausnehmungen des ersten Typs sowie des zweiten Typs ermöglicht. Gleichzeitig wird die mechanische Stabilität der Holzelemente an sich nicht wesentlich beeinträchtigt, da der Materialabtrag gering gehalten wird.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils ist vorgesehen, dass der Boden eine parallel zur Längsrichtung gemessene Bodenlänge aufweist, die im Bereich von 100 mm bis 400 mm liegt, bevorzugt im Bereich von 120 mm bis 320 mm. Beispielsweise kann die Bodenlänge 250 mm betragen. Somit können auf einem Holzelement, das typischerweise mehrere Meter lang ist, entlang der Längsrichtung problemlos mehrere Ausnehmungen hintereinander angeordnet werden. Deren Abstand in Längsrichtung zueinander kann dabei typischerweise im Bereich von 200 mm bis 1000 mm liegen, z.B. bei 400 mm.
  • Aufgrund der geschilderten, relativ kompakten Abmessungen können die Ausnehmungen auch als im Wesentlichen punktförmige Verbindungen zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage angesehen werden.
  • Beim erfindungsgemäßen Bauteil ist vorgesehen, dass die Holzelemente Holzelemente eines zweiten Typs umfassen, wobei die Holzelemente des zweiten Typs ausschließlich Ausnehmungen des ersten Typs aufweisen. Entsprechend tragen die Holzelemente des zweiten Typs wesentlich zur optimalen Drucklastverteilung bei.
  • Theoretisch wäre es denkbar, ausschließlich Holzelemente des zweiten Typs zu verwenden, da Drucklasten den vornehmlichen Lastfall darstellen.
  • Um jedenfalls ein Abheben der zweiten Lage von der ersten Lage zu unterbinden, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, dass Schrauben in die erste Lage eingeschraubt sind und jeweils mit einem Abschnitt von der Oberseite der ersten Lage abstehen, wobei der Abschnitt vollständig innerhalb der zweiten Lage angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Schrauben dabei von der Oberseite der ersten Lage her in die erste Lage eingeschraubt.
  • D.h. die Schrauben gewährleisten bereits eine gewisse, vorzugsweise zusätzliche, zugfeste Verbindung zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage, die extrem leicht herstellbar ist, indem die Schrauben vor dem Aufbringen des Betons der zweiten Lage in die erste Lage eingeschraubt werden.
  • Es sei bemerkt, dass nicht in jedes Holzelement der ersten Lage eine Schraube eingedreht bzw. eingeschraubt sein muss.
  • Beim erfindungsgemäßen Bauteil ist vorgesehen, dass die Holzelemente Holzelemente eines ersten Typs umfassen, wobei die Holzelemente des ersten Typs sowohl Ausnehmungen des ersten Typs als auch Ausnehmungen des zweiten Typs aufweisen. Durch die Holzelemente des ersten Typs wird entsprechend nicht nur eine gute Drucklastverteilung im Bauteil bewirkt, sondern auch eine gute zugfeste Verbindung zwischen den beiden Lagen bzw. eine gute Zuglastverteilung im Bauteil. Theoretisch wäre es denkbar, ausschließlich Holzelemente des ersten Typs zu verwenden, da hierdurch sowohl Druckbelastungen als auch Zugbelastungen Rechnung getragen werden kann.
  • Um den entlang der Längsrichtung typischerweise auftretenden Druck- und Zuglasten, insbesondere bei Decken, optimal Rechnung zu tragen, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, dass das jeweilige Holzelement des ersten Typs in Längsrichtung gesehen eine Abfolge von Ausnehmungen aufweist, die folgende Teilabfolge umfasst: Ausnehmung des ersten Typs, Ausnehmung des zweiten Typs, Ausnehmung des zweiten Typs und Ausnehmung des ersten Typs.
  • Vorzugsweise kann folgende Teilabfolge von der Abfolge von Ausnehmungen umfasst sein: Ausnehmung des ersten Typs, Ausnehmung des zweiten Typs, Ausnehmung des zweiten Typs, Ausnehmung des ersten Typs und Ausnehmung des ersten Typs.
  • Um den quer zur Längsrichtung typischerweise auftretenden Druck- und Zuglasten, insbesondere bei Decken, optimal Rechnung zu tragen, ist es beim erfindungsgemäßen Bauteil vorgesehen, dass quer zur Längsrichtung gesehen auf mindestens ein Holzelement des zweiten Typs mindestens ein Holzelement des ersten Typs folgt und umgekehrt. Dies umfasst z.B. folgende Abfolge - quer zur Längsrichtung, insbesondere in einer zweiten Richtung, gesehen - von Holzelementen: L Holzelemente des zweiten Typs, M Holzelemente des ersten Typs, N Holzelemente des zweiten Typs. Diese Abfolge könnte z.B. fortgesetzt werden mit o Holzelementen des ersten Typs oder mit o Holzelementen des ersten Typs gefolgt von P Holzelementen des zweiten Typs usw. Dabei stehen L, M, N, O, P für ganze Zahlen größer null.
  • Vorzugsweise umfasst die Abfolge der Holzelemente quer zur Längsrichtung gesehen genau ein Holzelement des zweiten Typs gefolgt von genau einem Holzelement des ersten Typs und umgekehrt. D.h. in diesem Fall ist zumindest folgende Abfolge umfasst: ein Holzelement des zweiten Typs, ein Holzelement des ersten Typs, ein Holzelement des zweiten Typs.
  • Um eine besonders einfache Herstellbarkeit der Ausnehmungen zu ermöglichen, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils vorgesehen, das sich die Ausnehmungen jeweils über eine gesamte Breite des jeweiligen Holzelements erstrecken, wobei die Breite in einer zweiten Richtung gemessen wird, die normal auf die Längsrichtung steht und parallel zur Oberseite des Holzelements ist. Die Ausnehmungen können auf diese Weise ins Holzelement gefräst werden. Typischerweise liegt die Breite der Holzelemente im Bereich von 40 mm bis 120 mm, insbesondere im Bereich von 50 mm bis 80 mm, beispielsweise bei 60 mm.
  • Die Längsrichtung, die zweite Richtung und die dritte Richtung stehen wechselseitig normal aufeinander.
  • Eine entlang der dritten Richtung gemessene Höhe der Holzelemente liegt typischerweise im Bereich von 12 cm bis 32 cm. Eine entlang der dritten Richtung gemessene Höhe der zweiten Lage liegt typischerweise im Bereich von 8 cm bis 18 cm, womit sich eine in der dritten Richtung gemessene Gesamthöhe des erfindungsgemäßen Bauteils ergibt, die typischerweise im Bereich von 20 cm bis 50 cm liegt.
  • Entsprechend können mit dem erfindungsgemäßen Bauteil - insbesondere bei damit hergestellten Decken - problemlos Stützweiten im Bereich von 4 m bis 12 m realisiert werden, wobei die Stützweiten im Wesentlichen (entlang der Längsrichtung gemessenen) Längen der Holzelemente entsprechen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Aufsicht auf eine erste Lage eines erfindungsgemäßen Bauteils
    Fig. 2
    einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Bauteil gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 (Holzelement, erster Typ)
    Fig. 3
    einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Bauteil gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 (Holzelement, zweiter Typ)
    Fig. 4
    einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Bauteil gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1, wobei diese Schnittlinie in Fig. 2 und Fig. 3 ebenfalls angedeutet ist
    Fig. 5
    eine Detailansicht einer Ausnehmung eines ersten Typs in einer Schnittdarstellung analog zu Fig. 3
    Fig. 6
    eine Detailansicht einer Ausnehmung eines zweiten Typs in einer Schnittdarstellung analog zu Fig. 2
    Fig. 7
    einen Abschnitt einer Decke aus erfindungsgemäßen Bauteilen in einer Schnittdarstellung analog zu Fig. 4, wobei eine Stoßausbildung in Nichtsichtqualität vorgesehen ist
    Fig. 8
    einen Abschnitt einer Decke aus erfindungsgemäßen Bauteilen in einer Schnittdarstellung analog zu Fig. 4, wobei die Stoßausbildung in Sichtqualität vorgesehen ist
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In Fig. 1 ist eine erste Lage 5 eines erfindungsgemäßen - vorgefertigten - Bauteils 1 (vgl. Fig. 4) zur Herstellung einer Decke 2 (vgl. Fig. 7 oder Fig. 8) in Aufsicht dargestellt. Die erste Lage 5 umfasst eine Vielzahl von balken- bzw. brettförmigen Holzelementen, die sich jeweils entlang einer Längsrichtung 4 erstrecken und in einer normal auf die Längsrichtung 4 stehenden zweiten Richtung 24 gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind.
  • Die Holzelemente umfassen dabei Holzelemente 3a eines ersten Typs sowie Holzelemente 3b eines zweiten Typs, wobei in der zweiten Richtung 24 gesehen die Holzelemente 3a des ersten Typs und die Holzelemente 3b des zweiten Typs abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Die Holzelemente 3a, 3b sind zwischen einem oberen Stoßholz 19 und einem unteren Stoßholz 20 angeordnet bzw. bildet das untere Stoßholz 20 in der zweiten Richtung 24 gesehen den Anfang der ersten Lage 5 und das obere Stoßholz 19 das Ende der ersten Lage 5.
  • Die Stoßhölzer 19, 20 sind in einer dritten Richtung 25 versetzt zueinander angeordnet, wobei die Längsrichtung 4, die zweite Richtung 24 und die dritte Richtung 25 wechselseitig normal aufeinander stehen. Dabei schließt das untere Stoßholz 20 bündig mit einer der Oberseite 7 gegenüberliegenden Unterseite 28 der Holzelemente 3a, 3b ab, vgl. Fig. 4.
  • Die Holzelemente 3a, 3b sind miteinander durch Nägel 18 (vgl. Fig. 2 oder Fig. 3) verbunden (und/oder ggf. durch Schrauben und/oder durch Verklebung/Verleimung), wobei die Nägel 18 im Wesentlichen parallel zur zweiten Richtung 24 orientiert sind. Die Stoßhölzer 19 und 20 sind mit den Holzelementen 3a, 3b mittels Teilgewindeschrauben 21 (vgl. Fig. 4) verbunden, wobei die Teilgewindeschrauben 21 im Wesentlichen parallel zur zweiten Richtung 24 orientiert sind.
  • Eine Oberseite 6 der ersten Lage 5 ist durch Oberseiten 7 der Holzelemente 3a, 3b ausgebildet. Auf der Oberseite 6 ist wiederum eine zweite Lage 8 aus Beton 9 angeordnet, vgl. z.B. Fig. 2 oder Fig. 3.
  • Auf den Oberseiten 7 der Holzelemente 3a, 3b sind Ausnehmungen vorgesehen, die vom Beton 9 der zweiten Lagen 8 ausgefüllt sind, um eine schubfeste Verbindung zwischen den Lagen 5, 8 zu gewährleisten. Konkret sind auf den Oberseiten 7 der Holzelemente 3a des ersten Typs Ausnehmungen 10 eines ersten Typs sowie Ausnehmungen 11 eines zweiten Typs vorgesehen. Auf den Oberseiten der Holzelemente 3b des zweiten Typs sind hingegen ausschließlich Ausnehmungen 10 des ersten Typs vorgesehen.
  • Fig. 5 zeigt im Detail eine Ausnehmung 10 des ersten Typs in Schnittansicht; Fig. 6 zeigt im Detail eine Ausnehmung 11 des zweiten Typs in Schnittansicht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist sowohl die Ausnehmung 10 des ersten Typs als auch die Ausnehmung 11 des zweiten Typs einen trapezförmigen Querschnitt in einer Schnittebene, die durch die Längsrichtung 4 und die dritte Richtung 25 aufgespannt wird, auf. Die parallelen Grundseiten des jeweiligen Trapez' sind jeweils durch die verlängert gedachte Oberseite 7 des jeweiligen Holzelements 3a, 3b sowie einen zur Oberseite 7 parallelen Boden 12 der Ausnehmungen 10, 11 ausgebildet. Der Boden 12 weist von der Oberseite 7 einen Abstand auf, der als Tiefe 13 der Ausnehmungen 10, 11 bezeichnet werden kann und im dargestellten Ausführungsbeispiel 20 mm beträgt.
  • Die Schenkel des jeweiligen Trapez' sind jeweils durch eine erste Begrenzungsfläche 14 und eine zweite Begrenzungsfläche 15 ausgebildet, d.h. die Begrenzungsflächen 14 und 15 begrenzen die Ausnehmungen 10, 11 in Längsrichtung 4 und verbinden den Boden 12 mit der Oberseite 7.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Begrenzungsflächen 14, 15 eben ausgeführt, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht.
  • In Längsrichtung 4 erstreckt sich der Boden 12 mit einer Bodenlänge 27, die im dargestellten Ausführungsbeispiel 250 mm beträgt. Zwei in Längsrichtung 4 aufeinander folgende Ausnehmungen weisen typischerweise einen Abstand von 400 mm auf dem jeweiligen Holzelement 3a, 3b auf.
  • In der zweiten Richtung 24 durchsetzen die Ausnehmungen 10, 11 im dargestellten Ausführungsbeispiel das jeweilige Holzelement 3a, 3b vollständig, d.h. über eine gesamte Breite 26 des jeweiligen Holzelements 3a, 3b, wobei die Breite 26 im dargestellten Ausführungsbeispiel 60 mm beträgt.
  • Die Ausnehmungen 10 des ersten Typs und die Ausnehmungen 11 des zweiten Typs beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Bauteils 1 auf unterschiedliche Weise. Der Grund hierfür sind unterschiedliche Ausrichtungen der Begrenzungsflächen 14, 15, genauer unterschiedliche Winkel 23, die die Begrenzungsflächen 14, 15 mit der Längsrichtung 4 einschließen.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließen bei den Ausnehmungen 10 des ersten Typs die erste Begrenzungsfläche 14 und die zweite Begrenzungsfläche 15 mit der Längsrichtung 4 gleich große Winkel 23 ein, die größer als 90° sind, sodass sich die Ausnehmung 10 entlang der dritten Richtung 25 aufweitet, vgl. Fig. 5. Konkret beträgt der Winkel 23 jeweils 100°. Dies bewirkt eine optimale und gleichmäßige Übertragung von Drucklasten durch den Beton 9 bzw. durch die zweite Lage 8 auf die erste Lage 5. Eine optimale Drucklastverteilung im Bauteil 1 ist die Folge.
  • Bei den Ausnehmungen 11 des zweiten Typs schließen im dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Begrenzungsfläche 14 und die zweite Begrenzungsfläche 15 mit der Längsrichtung 4 gleich große Winkel 23 ein, die kleiner als 90° sind, sodass sich die Ausnehmung 11 entlang der dritten Richtung 25 verjüngt, vgl. Fig. 6. Konkret beträgt der Winkel 23 jeweils 75°. Die Begrenzungsflächen 14, 15 bilden hierbei gewissermaßen Hinterschneidungen aus, welche den Beton 9 der zweiten Lage 8 aufnehmen. Dies resultiert in einem besonders großen und gleichmäßigen Formschluss, was die besonders gleichmäßige Übertragung höherer Zugkräfte zwischen den beiden Lagen 5, 8 ermöglicht. Eine besonders gleichmäßige Zuglastverteilung im erfindungsgemäßen Bauteil 1 wird hierdurch erzielt, wobei außerdem ein Abheben der zweiten Lage 8 von der ersten Lage 5 unterbunden wird.
  • Das Abheben der zweiten Lage 8 von der ersten Lage 5 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich durch Schrauben 17 unterbunden, die in die Oberseite 6 der ersten Lage 5 gedreht sind und somit mit jeweils einem Abschnitt von der Oberseite 6 abstehen. Dieser Abschnitt ist vollständig in der zweiten Lage 8 angeordnet und bewirkt eine weitere formschlüssige Verbindung der beiden Lagen 5, 8.
  • Um die Stabilität der zweiten Lage 8 weiter zu erhöhen, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an sich bekannte Baustahlmatten als Bewehrung 16 im Beton 9 angeordnet.
  • Um den entlang der Längsrichtung 4 typischerweise, insbesondere bei Decken 2, auftretenden Druck- und Zuglasten optimal Rechnung zu tragen, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das jeweilige Holzelement 3a des ersten Typs in Längsrichtung 4 gesehen eine Abfolge von Ausnehmungen aufweist, die folgende Teilabfolge umfasst: Ausnehmung 10 des ersten Typs, Ausnehmung 11 des zweiten Typs, Ausnehmung 11 des zweiten Typs und Ausnehmung 10 des ersten Typs, vgl. Fig. 2.
  • Die weiter oben bereits geschilderte wechselnde Anordnung der Holzelemente 3a des ersten Typs und der Holzelemente 3b des zweiten Typs garantiert eine optimale Verteilung der typischerweise, insbesondere bei Decken 2, auftretenden Druck-und Zuglasten entlang der zweiten Richtung 24.
  • Die Decke 2 kann nun mittels der vorgefertigten Bauteile 1, für die aufgrund der Vorfertigung unter definierten Bedingungen eine gewünschte hohe Qualität garantiert werden kann, auf der Baustelle extrem rasch und einfach hergestellt werden. Die erforderliche Stützweite wird durch eine entsprechende, entlang der Längsrichtung 4 gemessene Länge der Holzelemente 3a, 3b sichergestellt. Um die gewünschte Abmessung der Decke 2 in der zweiten Richtung 24 sicherzustellen, können in der zweiten Richtung 24 gesehen mehrere Bauteile 1 hintereinander angeordnet und miteinander verbunden werden. Hierbei stoßen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgende Bauteile 1 mit unterschiedlichen Stoßhölzern 19, 20 aufeinander, wodurch ein Formschluss zwischen diesen beiden Bauteilen 1 hergestellt wird. Zusätzlich erfolgt eine Verschraubung der beiden aufeinander stoßenden Bauteile 1 im Bereich der Stoßhölzer 19, 20.
  • Dies ist in Fig. 7 und Fig. 8 illustriert, wobei jeweils das in der zweiten Richtung 24 gesehen erste Bauteil 1 mit einem oberen Stoßholz 19 auf das in der zweiten Richtung 24 gesehen darauffolgende zweite Bauteil 1 mit einem unteren Stoßholz 20 stößt. Aufgrund des Versatzes der Stoßhölzer 19, 20 zueinander entlang der dritten Richtung 25 greifen die beiden Bauteile 1 so ineinander, dass das obere Stoßholz 19 des ersten Bauteils 1 über - d.h. in der dritten Richtung 25 gesehen hinter - dem unteren Stoßholz 20 des zweiten Bauteils 1 zu liegen kommt. Die Verschraubung der beiden Bauteile 1 mittels Teilgewindeschraube 21 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel von unten, d.h. von der Seite der Unterseiten 28 der Holzelemente 3a, 3b aus. Dabei werden die Teilgewindeschrauben 21 durch das untere Stoßholz 20 des zweiten Bauteils 1 in das obere Stoßholz 19 des ersten Bauteils 1 geschraubt. Diese Teilgewindeschrauben 21 sind daher von der Seite der Unterseiten 28 aus sichtbar, weshalb eine Stoßausbildung in Nichtsichtqualität gegeben ist.
  • Die zweiten Lagen 8 der beiden Bauteile 1 werden durch die Stoßhölzer 19, 20 parallel zur zweiten Richtung 24 überragt. Darüberhinaus weisen Stirnseiten 29, mit denen die zweiten Lagen 8 parallel zur zweiten Richtung 24 abschließen, Aussparungen 30 auf, vgl. Fig. 4. Zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnseiten 29 der beiden Bauteile 1 entsteht hierdurch ein Aufnahmevolumen, das mittels Vergussmasse 22 verschlossen wird, um die Decke 2 fertigzustellen.
  • Besagtes Aufnahmevolumen kann aber auch dazu verwendet werden, die Teilgewindeschrauben 21, die zur Verschraubung der aufeinander stoßenden Bauteile 1 vorgesehen sind, von der Oberseite 7 der Holzelemente 3a, 3b bzw. von der Oberseite 6 der ersten Lage 5 her einzuschrauben. Diese Variante ist in Fig. 8 illustriert. D.h. die Teilgewindeschrauben 21 werden, bevor das Aufnahmevolumen mit Vergussmasse 22 gefüllt wird, durch das Aufnahmevolumen hindurch von oben durch das obere Stoßholz 19 des ersten Bauteils 1 in das untere Stoßholz 20 des zweiten Bauteils 1 eingeschraubt. Anschließend wird das Aufnahmevolumen mit Vergussmasse 22 gefüllt. Entsprechend sind von keiner Seite, insbesondere nicht von der Seite der Unterseiten 28 her, die Teilgewindeschrauben 21 mehr sichtbar, sodass eine Stoßausbildung in Sichtqualität gegeben ist.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Bauteil
    2
    Decke
    3a
    Holzelement, erster Typ
    3b
    Holzelement, zweiter Typ
    4
    Längsrichtung
    5
    Erste Lage
    6
    Oberseite der ersten Lage
    7
    Oberseite der Holzelemente
    8
    Zweite Lage
    9
    Beton
    10
    Ausnehmung, erster Typ (Typ A)
    11
    Ausnehmung, zweiter Typ (Typ B)
    12
    Boden der Ausnehmung
    13
    Tiefe der Ausnehmung
    14
    Erste Begrenzungsfläche
    15
    Zweite Begrenzungsfläche
    16
    Bewehrung
    17
    Schraube
    18
    Nagel
    19
    Oberes Stoßholz
    20
    Unteres Stoßholz
    21
    Teilgewindeschraube
    22
    Vergussmasse
    23
    Winkel zwischen Begrenzungsfläche und Längsrichtung
    24
    Zweite Richtung
    25
    Dritte Richtung
    26
    Breite des Holzelements
    27
    Bodenlänge
    28
    Unterseite der Holzelemente
    29
    Stirnseite der zweiten Lage
    30
    Aussparung auf der Stirnseite

Claims (10)

  1. Bauteil (1) zur Herstellung einer Decke (2), das Bauteil (1) umfassend eine Vielzahl von balkenförmigen Holzelementen (3a, 3b), die parallel zu einander und quer zu einer Längsrichtung (4) der Holzelemente (3a, 3b) gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind und eine erste Lage (5) ausbilden, wobei eine Oberseite (6) der ersten Lage (5) durch Oberseiten (7) der Holzelemente (3a, 3b) ausgebildet ist, wobei weiters auf der Oberseite (6) der ersten Lage (5) eine zweite Lage (8) aus Beton (9) angeordnet ist, wobei auf den Oberseiten (7) der Holzelemente (3a, 3b) Ausnehmungen (10, 11) vorgesehen sind, die vom Beton (9) der zweiten Lage (8) ausgefüllt sind, wobei die Ausnehmungen (10, 11) jeweils einen Boden (12) aufweisen, der mit einer Tiefe (13) von der Oberseite (7) des jeweiligen Holzelements (3a, 3b) beabstandet ist, wobei die Ausnehmungen (10, 11) in Längsrichtung (4) gesehen jeweils von einer ersten Begrenzungsfläche (14) und einer dahinter angeordneten zweiten Begrenzungsfläche (15) begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen Ausnehmungen (10) eines ersten Typs umfassen, wobei bei den Ausnehmungen (10) des ersten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche (14) und/oder die zweite Begrenzungsfläche (15) mit der Längsrichtung (4) einen Winkel (23) einschließt, der größer als 90°, bevorzugt im Bereich von 95° bis 120°, besonders bevorzugt im Bereich von 95° bis 105°, ist, dass weiters die Ausnehmungen Ausnehmungen (11) eines zweiten Typs umfassen, wobei bei den Ausnehmungen (11) des zweiten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche (14) und/oder die zweite Begrenzungsfläche (15) mit der Längsrichtung (4) einen Winkel (23) einschließt, der kleiner als 90°, bevorzugt im Bereich von 60° bis 85°, besonders bevorzugt im Bereich von 70° bis 80°, ist,
    dass weiters die Holzelemente Holzelemente (3a) eines ersten Typs umfassen, wobei die Holzelementen (3a) des ersten Typs sowohl Ausnehmungen (10) des ersten Typs als auch Ausnehmungen (11) des zweiten Typs aufweisen,
    dass weiters die Holzelemente Holzelemente (3b) eines zweiten Typs umfassen, wobei die Holzelemente (3b) des zweiten Typs ausschließlich Ausnehmungen (10) des ersten Typs aufweisen,
    und dass quer zur Längsrichtung (4) gesehen auf mindestens ein Holzelement (3a) des zweiten Typs mindestens ein Holzelement (3b) des ersten Typs folgt und umgekehrt.
  2. Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (10, 11) jeweils in einer Schnittebene einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Schnittebene normal auf die Oberseite (7) des jeweiligen Holzelements (3a, 3b) steht und parallel zur Längsrichtung (4) ist.
  3. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Ausnehmungen (10) des ersten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche (14) und die zweite Begrenzungsfläche (15) mit der Längsrichtung (4) einen, vorzugsweise gleich großen, Winkel (23) einschließen, der größer als 90°, bevorzugt im Bereich von 95° bis 120°, besonders bevorzugt im Bereich von 95° bis 105°, ist.
  4. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Ausnehmungen (11) des zweiten Typs jeweils die erste Begrenzungsfläche (14) und die zweite Begrenzungsfläche (15) mit der Längsrichtung (4) einen, vorzugsweise gleich großen, Winkel (23) einschließen, der kleiner als 90°, bevorzugt im Bereich von 60° bis 85°, besonders bevorzugt im Bereich von 70° bis 80°, ist.
  5. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (12) parallel zur Längsrichtung (4) verläuft.
  6. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (13) im Bereich von 10 mm bis 30 mm liegt, bevorzugt im Bereich von 15 mm bis 25 mm.
  7. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (12) eine parallel zur Längsrichtung (4) gemessene Bodenlänge (27) aufweist, die im Bereich von 100 mm bis 400 mm liegt, bevorzugt im Bereich von 120 mm bis 320 mm.
  8. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Holzelement (3a) des ersten Typs in Längsrichtung (4) gesehen eine Abfolge von Ausnehmungen aufweist, die folgende Teilabfolge umfasst: Ausnehmung (10) des ersten Typs, Ausnehmung (11) des zweiten Typs, Ausnehmung (11) des zweiten Typs und Ausnehmung (10) des ersten Typs.
  9. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmungen (10, 11) jeweils über eine gesamte Breite (26) des jeweiligen Holzelements (3a, 3b) erstrecken, wobei die Breite (26) in einer zweiten Richtung (24) gemessen wird, die normal auf die Längsrichtung (4) steht und parallel zur Oberseite (7) des Holzelements (3a, 3b) ist.
  10. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schrauben (17) in die erste Lage (5) eingeschraubt sind und jeweils mit einem Abschnitt von der Oberseite (6) der ersten Lage (5) abstehen, wobei der Abschnitt vollständig innerhalb der zweiten Lage (8) angeordnet ist.
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