WO2018047041A1 - Überhöhung von holzelementen - Google Patents

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WO2018047041A1
WO2018047041A1 PCT/IB2017/055214 IB2017055214W WO2018047041A1 WO 2018047041 A1 WO2018047041 A1 WO 2018047041A1 IB 2017055214 W IB2017055214 W IB 2017055214W WO 2018047041 A1 WO2018047041 A1 WO 2018047041A1
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WO
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wood
micro
wooden
notches
elevation
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PCT/IB2017/055214
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Marcel MUSTER
Stefan ZÖLLIG
Erich SIDLER
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Timber Structures 3.0 Ag
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Publication date
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    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G2023/0248—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements of elements made of wood

Definitions

  • the invention relates to an elevation of
  • Wooden elements in particular for ceilings and roofs.
  • the HBV construction with board stacking elements is popular in the construction of single and multi-family houses.
  • the simple system combines the good qualities of wood and concrete.
  • FIG. 1 suggests sawtooth notches having a perpendicular to the notches.
  • CH678440 discloses that the cant can be achieved by breaking in wedges. However, even this is time consuming and requires the precise cutting of matched to the wedges joints. Similar problems also occur in board stacked wood or solid wood ceilings and other supporting wood parts.
  • this object is achieved by an inflated wooden element and a method for producing such.
  • the invention is characterized in that an elevation of the
  • Wood element is achieved by inserting an expansive material in cuts in the surface of the wood element. This has the advantage that the elevation can be realized quickly on the construction site and by the elevation, which counteracts the weight of the wood, the concrete lying thereon or another weight, a
  • Fig. 1 is a section through an embodiment of a wooden element with incisions.
  • Fig. 2 is a three-dimensional representation of the by an expansive
  • FIG. 3 shows a section through an H BV ceiling with the wooden element from FIG. 2.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the wooden element from FIG. 1.
  • Fig. 5 is a plan view of an embodiment of a wood element with round cuts.
  • Fig. 6 is a section through the line Vl-Vl of the embodiment of
  • Fig. 7 is a Herfeldriges wooden element arranged in a cross shape
  • Fig. 8 is a Herfeldriges wood element with free-shaped cuts.
  • Fig. 9 shows an alternative embodiment of the wood element of FIG. 1 with
  • FIG. 10 is a plan view of the wood element of FIG. 9.
  • Fig. 1 1 an enlargement of the area XI of the micro-notches of
  • FIG. 12A is an enlargement of the area XII of the micro-notches of FIG. 12A
  • Fig. 12B shows an alternative embodiment of the enlargement of the area
  • Fig. 13 shows an alternative embodiment of the wood element of FIG. 5 with
  • Fig. 14 shows an alternative embodiment of the wood element of FIG. 5 with
  • FIG. 15 shows an alternative embodiment of the wood element of FIG. 9 without cuts.
  • FIG. 16 is a plan view of the wood element of FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view of the wood element of FIG. 15.
  • Fig. 17 is a Herfeldriges wood element with circular micro-grooves without cuts.
  • Fig. 18 is a Herfeldriges wood element with star-shaped micro-scores without cuts.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a, preferably uniaxial bearing, wood element 1 for a HBV ceiling.
  • the wood element 1 has on a surface incisions 2, which are formed to be filled with an expansive material.
  • the surface is
  • the surface which later in contact with a
  • the cuts 2 could also be cut directly on the site.
  • the incisions 2 may e.g. be achieved by a milling cutter or a saw or other cutting tools.
  • the incisions are 1 mm to 100 mm, preferably between 2 mm to 50 mm, wide and 5 mm to 150 mm, preferably 10 mm to 80 mm, deep.
  • the incisions 2 can also have other dimensions.
  • the incisions 2 are filled to elevate the wood element 1 with an expansive material.
  • the expansive material is designed to expand after filling, so that the expansive material pushes on the lateral walls of the incisions 2 and leads to an elevation of the wooden element 1 as shown in Fig. 2.
  • the elastic material may be made of, for example, two materials, which are according to their
  • Explosive mortar also called explosive explosive
  • Explosive mortar which is prepared by mixing with water and swells after mixing.
  • the expansive material is liquid or pasty so that it can be easily and quickly inserted (cast or lubricated) into the sipes 2.
  • the expansive material is introduced at the construction site in the incisions 2, so that the elevation is generated only on site. This has the advantage that the wood elements 1 continue to be cuboid for transport and are easier to stack. However, one could make the elevation with the expansive material already in the factory.
  • Fig. 3 shows the HBV ceiling with the wooden element 1.
  • the raised wooden element 1 is held by (here two) brackets 5.
  • both support brackets such as beams, walls, wall elements, metal elements, etc., as well as suspension brackets, e.g. Ropes, cables, etc., act.
  • the wooden element 1 can be connected to the brackets 5, for example screwed.
  • the elevation of the wooden element 1 is formed so that the wooden element 1 at the points where the wooden element 1 is held by the brackets 5, is the lowest and between this point rises to a highest point and then drops again.
  • Wooden element 1 thus forms a kind of bow.
  • the vertex is arranged centrally between the two carrying points.
  • Load distributions also asymmetric arcs are used.
  • the liquid concrete 3 is now applied.
  • the weight of the concrete 3 pushes the raised wooden element 1 back into a less elevated position.
  • the less exaggerated position may be an arc with a lower vertex / maximum point, ideally a straight line or, in the less favorable case, a negative arc whose Vertex is below the carrying points.
  • water-impermeable layer e.g. a plastic wrap
  • bonding agents e.g. Screws, notches, etc.
  • the wood element 1 may be a solid wood element.
  • the fiber direction is advantageously aligned in the supporting direction and / or aligned at right angles to the incisions 2.
  • Wood element 1 may also be an element made of a plurality of glued wood elements.
  • the wooden element 1 is a board stacking element with a plurality of parallel glued or doweled boards whose
  • Main fiber direction are all aligned in parallel.
  • Such stacking elements or solid wood elements are particularly suitable for applications in which the wooden element 1 and the HBV cover only requires a support direction. This is the case, for example, with bridges or ceilings whose wearing behavior is oriented only in one direction.
  • Plywood element is, i. consists of several parallel layers of wood, the main fiber direction in adjacent layers around a
  • Plywood elements are particularly suitable for applications in which the wooden element 1 or the HBV ceiling has several support directions.
  • One such application is, for example, an HBV blanket that transfers the payloads to brackets 5, such as supports, on all four sides or corners.
  • Figures 5 and 6 show an embodiment of wooden elements 1 of plywood with layers having a first major fiber direction 1.1 and layers 1.2 having a second major fiber direction (preferably perpendicular to the first).
  • the wooden element 1 is also formed by a plurality of frontally connected plywood elements.
  • the frontal joint 4 can be achieved by a bond described in detail in WO2014 / 173633 or other joining techniques.
  • the four plates shown here can also be made from a single plate.
  • the cuts 2 may be formed, for example, by circles (see FIG. 5), rectangles, ellipses, crosses, closed or non-closed curves.
  • other shapes of the incisions 2 are possible, which leads to an elevation of the wooden element 1. Preferably, these are aligned coaxially about a vertex. Through these circles or other shapes can be two-dimensional arcuate
  • Wooden elements 1 are produced (like a vault).
  • Fig. 7 and 8 show other shapes for the incisions 2 for Vectorfeldrige wood elements 1 and wood panels.
  • Mehrfeldrig means that the wood panel 1 is made from a variety of smaller wood panels (panels). As a result, it is possible to obtain large wooden panels which rest on holders 5, e.g. Buttresses, are stored.
  • holders 5, e.g. Buttresses e.g. Buttresses
  • the arrangement of the cuts 2 is an important parameter for controlling the desired shape of the elevation.
  • the incisions 2 are straight and parallel to each other. Thereby, a curvature of the wood part is achieved in a straight line at right angles to the incisions. Because the
  • the incisions 2 are preferably formed at right angles to the main fiber direction of the wood element 1.
  • the incisions 2 are arranged coaxially with each other.
  • two-dimensional curvatures can be formed. By the Distance between two cuts 2, the amount of curvature can be varied locally.
  • the curvature at the apex or in the middle of the wood element 1 is reinforced by a narrower distance between the sipes 2 at the vertex or in the middle of the wood element 1. This means that the central incisions 2 have a smaller distance than the outer incisions 2.
  • circular incisions In the case of circular incisions
  • the described over-height timber elements 1 can also be used for other wood composite ceilings with another composite material
  • Composite materials other than concrete are e.g.
  • Composite materials Concrete is to be used in the description only as an example of a composite material.
  • the above-described raised wooden elements 1 can also be used generally for ceilings and roofs with supporting raised wooden elements 1, e.g. for wood pile ceilings.
  • the above-described raised wooden elements 1 can also be used for other purposes than ceilings and roofs, e.g. for bridges.
  • Fig. 9 and 10 shows a variation of the wood element 1 of Fig. 1.
  • the wood element 1 additionally has on the surface on which the
  • the surface has areas 6 with micro-scores and areas 7 without micro-scores.
  • the area 6 with the micro-scores can also be arranged over the entire surface or in other areas.
  • the longitudinal axes of the micro-notches shown in Fig. 10 are perpendicular to or to one of the major fiber directions of the
  • Wooden element 1 is arranged.
  • FIG. 11 shows a first enlargement XI of the micro-notches from FIG. 9 in the cross-section aligned at right angles to the longitudinal axis of the micro-notches.
  • the micro-notches are wedge-shaped, with a short cut side and a long cut side.
  • the short cut side of the micro-notches is disposed on the side of the micro-notches facing the support 5, i. the surface normal of the short cut side of the micro-scores points towards the center of the wood element between the supports 5.
  • Another orientation can be for example the
  • the projection of the short side cut (each on the side of the holder 5) and / or the alignment of the longitudinal axis of the micro-notches in the at least two areas 6.
  • the projection of the short side cut (each on the side of the holder 5) and / or the alignment of the longitudinal axis of the micro-notches in the at least two areas 6.
  • Fig. 12A shows a further enlargement XII of the micro-notches of Fig. 1 1.
  • Surface of the wooden element 1 is preferably smaller than 30 °
  • the angle ⁇ between the long cut side and the surface of the wooden element 1 is preferably greater than or equal to 5 °.
  • Cut side of the micro-notches can 0 °, ie the micro-notches have a short cut side perpendicular to the surface of the wood element. 1 is arranged.
  • the short cut side is undercut, so that the concrete layer is wedged in the short sides of the layer.
  • the angle ⁇ is preferably less than 30 °, preferably less than 20 °, preferably less than 15 °.
  • the micro-notches are preferably dimensioned so small that a surprisingly good bond between concrete and wood element 1 can be achieved while minimizing the wood wear and the carrying capacity of the wood element 1 can be maximized.
  • the micro-notch has a depth (b) smaller than 10 mm, preferably smaller than 6 mm, and a width (a) smaller than 100 mm, preferably smaller than 60 mm.
  • the depth is greater than 2 mm and a width greater than 7 mm, preferably greater than 20 mm.
  • a particularly good result has been found with 4 mm depth and 45 mm width.
  • the micro score corresponds to the width a of the micro score of the distance d between two micro score
  • the score may also have a pitch d larger than the width a.
  • the distance d between two adjacent micro-notches is less than twice the width a.
  • the distance d is between two adjacent ones
  • FIG. 13 now shows the exemplary embodiment from FIG. 5 with the microsections described.
  • the micro-notches are formed here parallel to the four sides of the wooden element 1, so that the longitudinal axes of the
  • FIG. 14 shows an alternative embodiment of FIG. 13 with micro-scores that run diagonally to the sides of the wooden panel 1.
  • the longitudinal axes (which would be more tangents here) of the micro-notches could form a circular line.
  • the shape of the micro-grooves in the longitudinal direction (at right angles to that shown in Figs. 9 and 10
  • Cross-section can be chosen arbitrarily.
  • FIGS. 9 to 14 show a very advantageous combination of micro-notches and incisions 2.
  • the micro-notches can also be used for HBV blankets without incisions 2 and elevation.
  • FIGS. 15 and 16 show a wood element 1 for a HBV ceiling with micro-notches that need not necessarily have incisions 2.
  • the micro-notches have a wedge-shaped shape in cross section perpendicular to the longitudinal axis.
  • the short cut side has an undercut.
  • the microgrooves have a depth (b) smaller than 10 mm, preferably smaller than 6 mm, and a width (a) smaller than 100 mm, preferably smaller than 60 mm.
  • the depth is greater than 2 mm and the width greater than 7 mm, preferably greater than 20 mm.
  • the micro-grooves are made as described above.
  • FIGS. 17 to 19 show various examples of multi-panel wood panels 1 for HBV ceilings with micro-notches 6.
  • the micro-notches are circular.
  • the circles of the micro-scores preferably run around corresponding supports 5 (preferably pillars).
  • the micro-scores are cross-shaped, star-shaped or sun-shaped, i. with radially extending
  • micro notch areas have microgrooves with longitudinal axes extending at right angles to the corresponding radial direction.
  • the radial regions of the micro-notches preferably extend from corresponding holders 5 (preferably
  • the micro-notches in Figs. 17 and 18 are arranged so that the short cut sides are formed on the side of the holder 5.
  • individual fields are uniform Formed micro score. However, the fields are so composed to the wood board 1 that adjacent fields are different

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Abstract

Verfahren zur Überhöhung eines Holzelements aufweisend die Schritte: Einschneiden mindestens eines Einschnitts (2) in eine Oberfläche des Holzelements (1); Einfügen eines expansiven Materials in den zumindest einen Einschnitt (2) des Holzelements (1); Ausdehnen lassen des expansiven Materials in dem mindestens einen Einschnitt (2), so dass eine Überhöhung des Holzelements (1) erreicht wird.

Description

Überhöhung von Holzelementen
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Überhöhung von
Holzelementen, insbesondere für Decken und Dächer.
Stand der Technik
Die HBV-Bauweise mit Brettstapelelementen ist beim Bau von Ein- und Mehrfamilienhäuser beliebt. Das einfache System verbindet die guten Eigenschaften von Holz und Beton.
Bei solchen Decken wird das untenliegende Holzelement vor allem auf Zug und der darauf liegende Beton hauptsächlich auf Druck beansprucht. Die schubfeste Verbindung zwischen Brettstapelelementen und dem Beton wird unter anderem mit eingefrästen Kerben, zusammen mit, auf der Baustelle montierten, Schrauben erreicht. Zurzeit werden wenige, dafür grosse Kerben angeordnet. Die Kerben und Schrauben verteuern die Herstellung von HBV-Decke mit Brettstapel, da einerseits viel Material ausgefräst werden muss und zusätzliche Arbeitsschritte auf der Baustelle notwendig sind. DE202013001849U 1 schlägt sägezahnartige Kerben mit einer rechtwinkelig zu den Kerben verlaufenden
Hinterschneidung vor, um eine schubfeste Verbindung zwischen dem Holzelement und dem Beton ohne Schrauben zu erreichen. Allerdings ist die Herstellung solcher Kerben und Hinterschneidungen aufwendig und die Kerben erfordern immer noch einen hohen Materialverschleiss.
Heutzutage werden die Brettstapelelemente auf der Baustelle unterspriesst (abgestützt) bevor der Beton darauf gegossen wird. Dies ist nötig, da sich die Elemente unter der Last des Frischbetons sonst zu stark durchbiegen würden. Das Unterspriessen und die langen
Ausschalungszeiten führen zu einem langsameren Bauablauf und zu höheren Kosten. Auch bei anderen Bauteilen aus Holz sind die grossen Durchbiegungen ein Problem. Brettschichtholzträger werden deshalb teilweise überhöht hergestellt oder nachträglich gehobelt, so dass eine Überhöhung entsteht, um das Unterspriessen zu vermeiden. Allerdings ist der Herstellungsaufwand von überhöhten Holzelementen aufwendig, und bei einem nachträglichen aushobeln der Überhöhung der
Materialverbrauch hoch. CH678440 offenbart, dass die Überhöhung durch eingeschlagene Keile erreicht werden kann. Allerdings ist auch dies zeitaufwendig und erfordert das präzise Einschneiden von auf die Keile abgestimmten Fugen. Ähnliche Probleme treten auch bei Brettstapelholzoder Vollholzdecken und anderen tragenden Holzteilen auf.
Die Verwendung von Brettsperrholz zur Erstellung von tragenden Decken und insbesondere von Holz-Beton-Verbunddecken ist bekannt. Als Verbindung zwischen Holz und Beton werden meistens mechanische Verbindungsmittel wie Schrauben oder Flachstähle benutzt. Im Bauablauf tritt die gleiche Problematik auf wie bei
Brettstapelelementen. Um Durchbiegungen zu verhindern müssen die Brettsperrholzplatten unterspriesst werden, was den Bauprozess
verlangsamt und mehr Arbeitsleistung erfordert.
Darstellung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, die beschriebenen Probleme des Stands der Technik zu lösen.
Erfindungsgemäss wird dieses Ziel durch ein überhöhtes Holzelement und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen gelöst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Überhöhung des
Holzelements durch das Einfügen eines expansiven Materials in Einschnitte in der Oberfläche des Holzelements erreicht wird. Dies hat den Vorteil, dass die Überhöhung auch auf der Baustelle schnell realisiert werden und durch die Überhöhung, die dem Gewicht des Holzes, des darauf liegenden Betons oder eines anderen Tragegewichts entgegenwirkt, eine
Unterspriessung des Holzelements vermieden werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die M ikrokerben, insbesondere deren Form und/oder
Dimensionierung, ergeben einen besonders guten Halt zwischen dem Holzelement und dem Verbundmaterial einer Holzverbunddecke, ohne die Tragekraft des Holzelements zu schwächen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, wobei zeigen
Fig. 1 ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Holzelements mit Einschnitten.
Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung des durch ein expansives
Material in den Einschnitten überhöhten Holzelements aus Fig. 1 . Fig. 3 ein Schnitt durch eine H BV-Decke mit dem Holzelement aus Fig. 2. Fig. 4 eine alternative Ausführungsform des Holzelements aus Fig. 1 . Fig. 5 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Holzelements mit runden Einschnitten.
Fig. 6 ein Schnitt durch die Linie Vl-Vl des Ausführungsbeispiels des
Holzelements der Fig. 5 mit der aufgetragenen Betonschicht.
Fig. 7 ein mehrfeldriges Holzelement mit kreuzförmig angeordneten
Einschnitten.
Fig. 8 ein mehrfeldriges Holzelement mit frei geformten Einschnitten. Fig. 9 eine Alternative Ausführungsform des Holzelements aus Fig. 1 mit
Mikrokerben.
Fig. 10 eine Draufsicht des Holzelements aus Fig. 9.
Fig. 1 1 eine Vergrösserung des Bereichs XI der Mikrokerben des
Holzelements aus Fig. 10.
Fig. 12A eine Vergrösserung des Bereichs XII der Mikrokerben des
Holzelements aus Fig. 1 1 .
Fig. 12B eine alternative Ausführungsform der Vergrösserung des Bereichs
X der Mikrokerben des Holzelements aus Fig. 1 1 .
Fig. 13 eine Alternative Ausführungsform des Holzelements aus Fig. 5 mit
Mikrokerben parallel zu den Seiten.
Fig. 14 eine Alternative Ausführungsform des Holzelements aus Fig. 5 mit
Mikrokerben diagonal zu den Seiten. Fig. 15 eine Alternative Ausführungsform des Holzelements aus Fig. 9 ohne Einschnitte.
Fig. 16 eine Draufsicht des Holzelements aus Fig. 15.
Fig. 17 ein mehrfeldriges Holzelement mit kreisförmigen Mikrokerben ohne Einschnitte.
Fig. 18 ein mehrfeldriges Holzelement mit sternförmigen Mikrokerben ohne Einschnitte.
Fig. 19 ein mehrfeldriges Holzelement mit Feldern mit unterschiedlichen Mikrokerbenausrichtungen ohne Einschnitte.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit einer HBV-Decke beschrieben, ist aber nicht auf eine solche HBV-Decke beschränkt.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines, vorzugsweise einachsig tragenden, Holzelements 1 für eine HBV-Decke. Das Holzelement 1 weist auf einer Oberfläche Einschnitte 2 auf, die ausgebildet sind mit einem expansiven Material gefüllt zu werden. Die Oberfläche ist
vorzugsweise die Oberfläche, welche später in Kontakt mit einer
Betonschicht der HBV-Decke steht. Diese Einschnitte 2 werden
vorzugsweise bei der Herstellung des Holzelements 1 , z.B. in der Fabrik, eingeschnitten. Allerdings könnten die Einschnitte 2 auch direkt auf der Baustelle eingeschnitten werden. Die Einschnitte 2 können z.B. durch eine Fräse oder eine Säge oder andere Spanwerkzeuge erzielt werden.
Vorzugsweise sind die Einschnitte 1 mm bis 100 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm bis 50 mm, breit und 5 mm bis 150 mm, vorzugsweise 10 mm bis 80 mm, tief. Allerdings können die Einschnitte 2 auch andere Dimensionen haben.
Die Einschnitte 2 werden zur Überhöhung des Holzelements 1 mit einem expansiven Material gefüllt. Das expansive Material ist ausgebildet, sich nach dem Einfüllen auszudehnen, so dass das expansive Material auf die seitlichen Wandungen der Einschnitte 2 drückt und zu einer Überhöhung des Holzelements 1 führt wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Durch Anordnung der Einschnitte 2 auf der Oberfläche des Holzelements 1 und/oder dem Expansionskoeffizienten des expansiven Materials kann die Art der Überhöhung gesteuert werden. Das elastische Material kann zum Beispiel aus zwei Materialien hergestellt werden, die nach deren
Vermischung eine chemische Reaktion durchführen, die zu einer Expansion des Gemisches führt. Ein Beispiel eines elastischen Materials ist
Sprengmörtel (auch Quellsprengstoff genannt), der durch die Mischung mit Wasser hergestellt wird und nach dem Mischen aufquellt.
Vorzugsweise ist das expansive Material flüssig oder pastös, so dass es einfach und schnell in die Einschnitte 2 eingefügt (gegossen oder geschmiert) werden kann. Vorzugsweise wird das expansive Material auf der Baustelle in die Einschnitte 2 eingeführt, so dass die Überhöhung erst vor Ort erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Holzelemente 1 für den Transport weiterhin Quaderförmig sind und einfacher zu Stapeln sind. Allerdings könnte man die Überhöhung mit dem expansiven Material auch bereits in der Fabrik herstellen.
Fig. 3 zeigt nun die HBV-Decke mit dem Holzelement 1. Das überhöhte Holzelement 1 wird von (hier zwei) Halterungen 5 gehalten. Als Halterungen 5 können sowohl Auflagehalterungen, wie Träger, Wände, Wandelemente, Metallelemente etc., als auch Aufhängehalterungen, wie z.B. Seile, Kabel, etc., fungieren. Eventuell kann das Holzelement 1 mit den Halterungen 5 verbunden werden, zum Beispiel verschraubt werden.
Vorzugsweise ist die Überhöhung des Holzelements 1 so ausgebildet, dass das Holzelement 1 an den Punkten, an denen das Holzelement 1 von den Halterungen 5 gehalten wird, am tiefsten ist und zwischen diesen Punkt bis zu einem höchsten Punkt ansteigt und danach wieder abfällt. Das
Holzelement 1 bildet somit eine Art Bogen aus. Vorzugsweise ist der Scheitelpunkt mittig zwischen den beiden Tragepunkten angeordnet.
Allerdings kann für bestimmte Anwendung mit asymmetrischen
Lastverteilungen auch asymmetrische Bögen verwendet werden. Auf dem überhöhten Holzelement 1 wird nun der flüssige Beton 3 aufgebracht. Das Gewicht des Betons 3 drückt das überhöhte Holzelement 1 wieder in eine weniger überhöhte Stellung. Die weniger überhöhte Stellung kann ein Bogen mit einem niedrigeren Scheitel-/Maximalpunkt, im Idealfall eine Gerade oder im ungünstigeren Fall auch ein negativer Bogen sein, dessen Scheitelpunkt unterhalb der Tragepunkte liegt. Nach der Aushärtung des Betons 3 ist die HBV-Decke fertig. Vorzugsweise wird zwischen der
Oberfläche des Holzelements 1 und der Betonschicht 3 eine
wasserundurchlässige Schicht, z.B. eine Plastikfolie, angeordnet. Um eine schubfeste Verbindung zwischen dem Holzelement 1 und der Betonschicht zu erreichen, werden vorzugsweise Verbundmittel eingesetzt, wie z.B. Schrauben, Kerben, etc.
Das Holzelement 1 kann ein Massivholzelement sein. In diesem Fall ist die Faserrichtung vorteilhafterweise in Tragerichtung ausgerichtet und/oder rechtwinkelig zu den Einschnitten 2 ausgerichtet. Das
Holzelement 1 kann aber auch ein Element aus einer Mehrzahl von verklebten Holzelementen sein.
So ist in Fig. 1, 2 und 3 das Holzelement 1 ein Brettstapelelement mit mehreren parallel verklebten oder verdübelten Brettern, deren
Hauptfaserrichtung alle parallel ausgerichtet sind. Vorzugsweise ist die Klebefläche oder Kontaktfläche zwischen den Brettern des
Brettstapelelements jeweils rechtwinkelig zu der Oberfläche des
Holzelements 1. Solche Brettstapelelemente oder Massivholzelemente sind vor allem für Anwendungsgebiete geeignet, in denen das Holzelement 1 bzw. die HBV-Decke nur eine Tragerichtung benötigt. Dies ist zum Beispiel bei Brücken der Fall oder bei Decken, deren Trageverhalten nur in eine Richtung ausgerichtet ist.
Alternativ ist es auch möglich, dass das Holzelement 1 ein
Sperrholzelement ist, d.h. aus mehreren parallelen Holzschichten besteht, deren Hauptfaserrichtung in benachbarten Schichten um einen
bestimmten Winkel, vorzugsweise 90°, verdreht verklebt (vorzugsweise verleimt) ist. Sperrholzelemente sind insbesondere für Anwendungen geeignet, in denen das Holzelement 1 bzw. die HBV-Decke mehrere Tragerichtungen hat. Ein solcher Anwendungsfall ist zum Beispiel eine HBV-Decke, die die Traglasten auf Halterungen 5, wie z.B. Stützen, auf allen vier Seiten oder Ecken überträgt. Fig. 5 und 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Holzelementen 1 aus Sperrholz mit Schichten mit einer ersten Hauptfaserrichtung 1.1 und Schichten 1.2 mit einer zweiten Hauptfaserrichtung (vorzugsweise rechtwinkelig zu der ersten). In diesem Ausführungsbeispiel wird das Holzelement 1 auch noch durch eine Mehrzahl von stirnseitig verbundenen Sperrholzelementen ausgebildet. Die stirnseitige Verbindung 4 kann durch eine Verklebung, die in WO2014/173633 im Detail beschrieben wird, oder andere Verbindungstechniken erzielt werden. Alternativ können die hier dargestellten vier Platten auch aus einer einzigen Platte hergestellt werden. Die Einschnitte 2 können zum Beispiel durch Kreise (siehe Fig. 5), Rechtecke, Ellipsen, Kreuze, geschlossene oder nicht geschlossene Kurven gebildet werden. Allerdings sind auch andere Formen der Einschnitte 2 möglich, die zu einer Überhöhung des Holzelements 1 führt. Vorzugsweise sind diese koaxial um einen Scheitelpunkt ausgerichtet. Durch diese Kreise oder anderen Formen können zweidimensional bogenförmige
Holzelemente 1 hergestellt werden (wie ein Gewölbe).
Fig. 7 und 8 zeigen andere Formen für die Einschnitte 2 für mehrfeldrige Holzelemente 1 bzw. Holzplatten. Mehrfeldrig heisst dabei, dass die Holzplatte 1 aus einer Vielzahl von kleineren Holzplatten (Felder) hergestellt wird. Dadurch lassen sich grosse Holzplatten erzielen, die auf Halterungen 5, z.B. Stützpfeilern, gelagert sind. In Fig. 7 wird die
Überhöhung durch kreuzförmig (rechtwinkelig zueinander) angeordnete Einschnitte 2 erreicht. In Fig. 8 ist ein Beispiel von frei verlaufenden
Einschnitten 2 gezeigt.
Die Anordnung der Einschnitte 2 ist ein wichtiger Parameter zur Kontrolle der gewünschten Form der Überhöhung. In einem
Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 1 bis 3) sind die Einschnitte 2 gerade und parallel zueinander. Dadurch wird eine Krümmung des Holzteils in einer geraden Linie rechtwinkelig zu den Einschnitten erreicht. Da die
Krümmung in der Regel einer Hauptfaserrichtung folgen sollte, werden die Einschnitte 2 vorzugsweise rechtwinkelig zu der Hauptfaserrichtung des Holzelements 1 ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Einschnitte 2 koaxial zueinander angeordnet. Dadurch können zweidimensionale Krümmungen (Gewölbe) gebildet werden. Durch den Abstand zwischen zwei Einschnitten 2 kann die Stärke der Krümmung lokal variiert werden. In Fig. 4 wird die Krümmung am Scheitelpunkt oder in der Mitte des Holzelements 1 durch einen engeren Abstand zwischen den Einschnitten 2 am Scheitelpunkt oder in der Mitte des Holzelements 1 verstärkt. Das heisst, die mittleren Einschnitte 2 haben einen kleineren Abstand als die äusseren Einschnitte 2. Im Fall von kreisförmigen
Einschnitten 2 wäre der Abstand der zwei mittleren Einschnitte 2 wohl durch den Durchmesser des Einschnitts 2 gegeben. Auch die Form der Längsachse der Einschnitte 2 hat einen Einfluss auf die Form der
Überhöhung. Bei geraden Einschnitten 2 wird die Überhöhung in eine Richtung erreicht. Bei koaxialen kreisförmigen Einschnitten 2 wird eine runde gewölbeartige Überhöhung erreicht.
Andere Parameter für die Gestaltung der Überhöhung sind die Tiefe der Einschnitte 2 und/oder die Breite der Einschnitte 2 und/oder das expansive Material.
Die beschriebenen überhöhten Holzelemente 1 können auch für andere Holzverbunddecken mit einem anderen Verbundmaterial
verwendet werden. Andere Verbundmaterialien als Beton sind z.B.
Zement, Mörtel, Kunststoff oder sonstige noch denkbare
Verbundmaterialien. Beton soll in der Beschreibung nur als ein Beispiel eines Verbundmaterials verwendet werden. Die beschriebenen überhöhten Holzelemente 1 können auch allgemein für Decken und Dächer mit tragenden überhöhten Holzelementen 1 verwendet werden, z.B. für Holzstapeldecken. Die beschriebenen überhöhten Holzelemente 1 können auch für andere Verwendungszwecke als Decken und Dächer, z.B. für Brücken, verwendet werden.
Fig. 9 und 10 zeigt eine Variation des Holzelements 1 aus Fig. 1. Das Holzelement 1 weist zusätzlich auf der Oberfläche, auf der die
Betonschicht aufliegen soll, zusätzlich Mikrokerben auf, die eine
Verbindung zwischen dem Holzelement 1 und dem Beton 3 schafft, keine Schrauben oder andere Verbindungselemente erfordert. Vorzugsweise weist die Oberfläche Bereiche 6 mit Mikrokerben auf und Bereiche 7 ohne Mikrokerben. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Bereiche 7 ohne Mikrokerben an den Extremitäten, an denen das Holzelement 1 von den Trägern 5 getragen wird, und/oder am Scheitelpunkt / in der Mitte des Holzelements 1 angeordnet. Allerdings können die Bereich 6 mit den Mikrokerben auch über die ganze Oberfläche oder in anderen Bereichen angeordnet sein. Die in Fig. 10 gezeigten Längsachsen der Mikrokerben sind rechtwinkelig zu der oder zu einer der Hauptfaserrichtung des
Holzelements 1 angeordnet.
Fig. 1 1 zeigt eine erste Vergrösserung XI der Mikrokerben aus Fig. 9 im rechtwinkelig zu der Längsachse der Mikrokerben ausgerichteten Querschnitt. Die Mikrokerben sind keilförmig ausgebildet, mit einer kurzen Schnittseite und einer langen Schnittseite. Vorzugsweise ist die kurze Schnittseite der Mikrokerben auf der Seite der Mikrokerben angeordnet, die zu der Halterung 5 zeigt, d.h. die Oberflächennormale der kurzen Schnittseite der Mikrokerben zeigt in Richtung der Mitte des Holzelements zwischen den Halterungen 5. Vorzugsweise gibt es auf der Oberfläche des Holzelements zumindest zwei Bereiche 6 mit Mikrokerben, wobei die Mikrokerben in den zumindest zwei Bereichen 6 jeweils anders
ausgerichtet sind. Eine andere Ausrichtung kann zum Beispiel die
Anordnung der kurzen Schnittseite (jeweils auf der Seite der Halterung 5) und/oder die Ausrichtung der Längsachse der Mikrokerben in den zumindest zwei Bereichen 6. Vorzugsweise ist die Projektion des
Gradienten der Steigung der langen Schnittseite auf die Oberfläche parallel zu der oder einer der Hauptfaserrichtungen des Holzelements 1. Mit der Oberfläche des Holzelements 1 kann hier auch in Bereichen 6 der Mikrokerben die Ebene der unbearbeiteten Oberfläche 7 gemeint sein.
Fig. 12A zeigt eine weitere Vergrösserung XII der Mikrokerben aus Fig. 1 1. Der Winkel α zwischen der langen Schnittseite und der
Oberfläche des Holzelements 1 ist vorzugsweise kleiner als 30°,
vorzugsweise kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner als 15°. Der Winkel α zwischen der langen Schnittseite und der Oberfläche des Holzelements 1 ist vorzugsweise grösser oder gleich 5°. Der Winkel ß zwischen der
Orthonormalen der Oberfläche des Holzelements 1 und der kurzen
Schnittseite der Mikrokerben kann 0°, d.h. die Mikrokerben haben eine kurze Schnittseite die rechtwinkelig zu der Oberfläche des Holzelements 1 angeordnet ist. Vorzugsweise ist aber die kurze Schnittseite hinterschnitten, so dass die Betonschicht sich in den kurzen Schichtseiten verkeilt. Dies hat gegenüber den separat geformten Hinterschneidungen im Stand der Technik den Vorteil, dass die Hinterschneidung direkt mit den Mikrokerben gemeinsame realisiert wird und somit zu einer
gleichmässigeren Verkeilung des Holzelements mit der Betonschicht über die Oberfläche des Holzelements 1 erzeugt. Der Winkel ß ist vorzugsweise kleiner als 30°, vorzugsweise kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner als 15°.
Die Mikrokerben sind dabei vorzugsweise so klein dimensioniert, dass ein überraschend guter Verbund zwischen Beton und Holzelement 1 erzielt werden kann und gleichzeitig der Holzverschleiss minimiert und die Tragfähigkeit des Holzelements 1 maximiert werden kann. Dazu hat die Mikrokerbe eine Tiefe (b) kleiner als 10 mm, vorzugsweise kleiner als 6 mm, und eine Breite (a) kleiner als 100 mm, vorzugsweise kleiner als 60 mm. Vorzugsweise ist die Tiefe grösser als 2 mm und eine Breite grösser als 7 mm, vorzugsweise grösser als 20 mm. Ein besonders gutes Ergebnis hat sich mit 4 mm Tiefe und 45 mm Breite ergeben.
Während in dem in Fig. 12A gezeigten Ausführungsbeispiel der Mikrokerben die Breite a der Mikrokerben dem Abstand d zwischen zwei Mikrokerben entspricht, können die Mikrokerben auch einen Abstand d haben, der grösser als die Breite a ist. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 12B gezeigt. Dort ist zwischen dem Ende der langen Schnittseite, das zurück auf die Oberfläche führt, und dem Ende der kurzen Schnittseite, das auf die Oberfläche führt, ein weiterer Abstand c ausgebildet, wobei a + c = d. In einem Ausführungsbeispiel ist der Abstand d zwischen zwei benachbarten Mikrokerben kleiner als das zweifache der Breite a. In einem Ausführungsbeispiel ist der Abstand d zwischen zwei benachbarten
Mikrokerben kleiner als 500 mm, vorzugsweise kleiner als 300 mm, vorzugsweise kleiner als 200 mm.
Fig. 13 zeigt nun das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 mit den beschriebenen Mikrokerben. Die Mikrokerben sind hier parallel zu den vier Seiten des Holzelements 1 ausgebildet, so dass die Längsachsen der
Mikrokerben ein Rechteck um den Mittelpunkt bzw. den Scheitelpunkt des Holzelements 1 bilden. Fig. 14 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Fig. 13 mit Mikrokerben, die diagonal zu den Seiten der Holzplatte 1 verlaufen. Alternativ könnten die Längsachsen (die hier eher Tangenten wären) der Mikrokerben eine Kreislinie bilden. Die Form der Mikrokerben in Längsrichtung (rechtwinkelig zu dem in Fig. 9 und 10 gezeigten
Querschnitt) kann beliebig gewählt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 9 bis 14 zeigen eine sehr vorteilhafte Kombination von Mikrokerben und Einschnitten 2. Allerdings können die Mikrokerben auch für HBV-Decken ohne Einschnitte 2 und Überhöhung verwendet werden.
So zeigt zum Beispiel Fig. 15 und 16 ein Holzelement 1 für eine HBV-Decke mit Mikrokerben, das nicht notwendigerweise Einschnitte 2 aufweisen muss. Vorzugsweise haben die Mikrokerben im Querschnitt rechtwinkelig zu der Längsachse eine keilförmige Form. Vorzugsweise hat die kurze Schnittseite eine Hinterschneidung. Vorzugsweise haben die Mikrokerben eine Tiefe (b) kleiner als 10 mm, vorzugsweise kleiner als 6 mm, und eine Breite (a) kleiner als 100 mm, vorzugsweise kleiner als 60 mm. Vorzugsweise ist die Tiefe grösser als 2 mm und die Breite grösser als 7 mm, vorzugsweise grösser als 20 mm. Vorzugsweise sind die Mikrokerben wie oben beschrieben ausgeführt.
Fig. 17 bis 19 zeigen verschiedene Beispiele für mehrfeldrige Holzplatten 1 für HBV-Decken mit Mikrokerben 6. In Fig. 17, sind die Mikrokerben kreisförmig ausgebildet. Die Kreise der Mikrokerben verlaufen vorzugsweise um entsprechende Halterungen 5 (vorzugsweise Stützpfeiler). In Fig. 18, sind die Mikrokerben kreuz-, stern- oder sonnenförmig ausgebildet, d.h. mit sich radial erstreckenden
Mikrokerbenbereichen. Die Mikrokerbenbereiche haben Mikrokerben mit Längsachsen, die sich rechtwinkelig zu der entsprechenden radialen Richtung erstrecken. Die radialen Bereiche der Mikrokerben erstrecken sich vorzugsweise von entsprechenden Halterungen 5 (vorzugsweise
Stützpfeiler) aus. Vorzugsweise sind die Mikrokerben in Fig. 17 und 18 so angeordnet, dass die kurzen Schnittseiten auf der Seite der Halterung 5 ausgebildet sind. In Fig. 19 sind einzelne Felder mit einheitlichen Mikrokerben ausgebildet. Allerdings sind die Felder so zu der Holzplatte 1 zusammengesetzt, dass benachbarte Felder unterschiedliche
Längsrichtungen der Mikrokerben aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überhöhung eines Holzelements aufweisend die Schritte:
Einschneiden mindestens eines Einschnitts (2) in eine
Oberfläche des Holzelements (1 );
Einfügen eines expansiven Materials in den zumindest einen Einschnitt (2) des Holzelements (1);
Ausdehnen lassen des expansiven Materials in dem mindestens einen Einschnitt (2), so dass eine Überhöhung des
Holzelements (1) erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das expansive Material ein Sprengmörtel ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einschnitte eine Breite von 1 mm bis 100 mm aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einschnitte eine Tiefe von 5 mm bis 150 mm aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Holzelement (1) eine Hauptfaserrichtung parallel zu der Oberfläche des Holzelements (1) aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Holzelement ein Vollholz oder eine Brettstapelträger ist, dessen Längsachse parallel zu der Hauptfaserrichtung ist, wobei die Längsachse des mindestens einen
Einschnitts rechtwinkelig zu der Hauptfaserrichtung angeordnet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Holzelement (1) parallel zu der Oberfläche des Holzelements (1) mehrere Holzschichten aufweist, die abwechselnd eine erste Hauptfaserrichtung, die parallel zu der Oberfläche des Holzelements (1) ist, und eine zweite Hauptfaserrichtung, die parallel zu der Oberfläche des Holzelements (1) und rechtwinkelig zu der ersten Hauptfaserrichtung ist, aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das überhöhte Holzelement ein Teil einer Decke oder eines Dachs ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer Decke oder eines Dachs aufweisend die Schritte:
Überhöhung mindestens eines Holzelements (1) nach dem Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
Herstellen der Decke oder des Dachs mit dem mindestens einen überhöhten Holzelement (1).
10. Verfahren nach dem vorigen Anspruch, wobei das mindestens eine überhöhte Holzelement (1) von Halterungen gehalten wird und die Überhöhung so ausgebildet ist, dass das mindestens eine überhöhte
Holzelement (1) zwischen den Halterungen eine Überhöhung ausbildet oder dass die Überhöhung des mindestens einen Holzelements dem
Gewicht und/oder der Last der Decke entgegenwirkt.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Decke eine Holzverbunddecke ist, wobei das Verfahren den Schritt des Aufbringens einer Verbundmaterialschicht auf der Oberfläche des mindestens einen überhöhten Holzelements (1) aufweist.
12. Verfahren nach dem vorigen Anspruch, wobei das
Verbundmaterial Beton ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei das
Verbundmaterial auf der Seite der überhöhten Holzelemente (1)
aufgebracht wird, die gegenüber der mindestens einen Oberfläche des mindestens einen überhöhten Holzelements (1) mit dem mindestens einen Einschnitt (2) liegt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, wobei die Oberfläche des Holzelements (1) eine Vielzahl von Mikrokerben aufweist, die im Querschnitt, der rechtwinklig zur Längsachse der Mikrokerben verläuft, keilförmig mit einer kurzen Schnittseite und einer langen
Schnittseite ausgebildet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Mikrokerben eine Tiefe kleiner als 10 mm aufweisen und eine Breite kleiner als 100 mm aufweisen.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die lange
Schnittseite und die Oberfläche des Holzelements (1) eine Winkel kleiner als 30° einschliessen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die kurze Schnittseite hinterschnitten ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Oberfläche des Holzelements (1) eine ersten Mikrokerbenbereich und einen zweiten Mikrokerbenbereich aufweist, wobei in dem ersten
Mikrokerbenbereich (6) die kurze Schnittseite auf einer Seite der
Mikrokerben ausgebildet ist, die zu einer ersten Halterung (5) zeigt, und in dem zweiten Mikrokerbenbereich (6) die kurze Schnittseite auf einer Seite der Mikrokerben ausgebildet ist, die zu einer zweiten Halterung (5) zeigt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die kurze Schnittseite in dem ersten und zweiten Mikrokerbenbereich (6) jeweils auf der Seite der Mikrokerben ausgebildet ist, die von dem jeweils anderen
Mikrokerbenbereich weg zeigt.
20. Überhöhtes Holzelement mit mindestens einem Einschnitt (2) in einer Oberfläche des Holzelements (1), der mit eine ausgedehnten expansiven Material gefüllt ist, so dass das Holzelement eine Überhöhung ausbildet.
21. Holzverbunddecke aufweisend:
ein überhöhtes Holzelement (1) nach Anspruch 20;
eine Schicht (3) eines Verbundmaterials auf der Oberfläche des Überhöhten Holzelements (1).
22. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 21 aufweisend Halterungen (5) zum Halten des Holzelements (1), wobei der mindestens eine Einschnitt (2) zwischen den Halterungen (5) angeordnet sind.
23. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 21 oder 22, wobei das expansive Material ein Sprengmörtel in einem ausgedehnten Zustand ist.
24. Holz-Beton-Verbunddecke nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Verbundmaterial Beton ist.
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