Wahl des Querschnitts und der Anzahl der Gewindestangen (im Falle eines Wandbalkens)

Bruno, Manitra, Langa

Die Festlegung der Dimension, der Anzahl und des Abstands zwischen den Gewindestangen, die zur Befestigung eines Wandbalkens benötigt werden, ist für den Anfänger immer eine schwierige Aufgabe. Darüber hinaus bestimmen diese Entscheidungen die Stärke der Befestigung, und wir sehen sehr oft, dass Strukturen aufgrund von unterdimensionierten oder zu weit auseinander liegenden Stangen zusammenbrechen. Der andere Fehler betrifft jedoch die Überdimensionierung. Die richtige Methode besteht darin, die richtigen Entscheidungen zu treffen, das heißt, weder zu viel noch zu wenig, und die Methode, die wir im Folgenden vorstellen, liegt in der Reichweite des Heimwerkers.

Hier finden Sie einen kostenlosen Auszug aus der Bauanleitung :

Dieser Teil der Anleitung betrifft die Berechnung des Querschnitts der Gewindestange und der Menge, die entlang eines Wandbalkens an einer Fassade verteilt werden soll. In der Tat ist es oft notwendig, eine Wandbalken in einer Holzkonstruktion zu installieren, zum Beispiel in einer Anlehnungspergola, einer Terrasse auf einem an der Fassade befestigten Unterzugbalken, einem Holzanbau usw.

Dazu werden die Theorien und Ergebnisse des EUROCODE 5 in den Büchern, die über "Überprüfung von Verbindungen zu Eurocodes" und "Bemessung von Holzkonstruktionen. Anleitung zur Anwendung" sprechen, verwendet.

Schema der Befestigung eines Wandbalkens an einer Fassade
  • Teil t1 : Wandbalken
  • Teil t2 : tragende Fassade

Die Berechnungsmethodik ist wie folgt :

  1. Bestimmen Sie die Belastung des Wandbalkens,
  2. Bestimmen Sie den Widerstand einer Gewindestange aus der untenstehenden Widerstandstabelle,
  3. Bestimmen Sie die Anzahl der für den Wandbalken erforderlichen Gewindestange und kennen Sie die Bedingungen für die Installation der Stange auf dem Wandbalken,
  4. Prüfen Sie die Festigkeit des Holzes an der Verbindung.

    1. Bestimmen Sie die Belastung des Wandbalkens

Die Betriebslast für einen Wandbalken hängt im Allgemeinen von 2 Faktoren ab :

  • die Überlastung (Schnee) auf dem Dach (im Falle einer Pergola, einer Hütte, eines Anbaus, eines Gartenschuppens usw.), dessen Rahmen auf einem Wandbalken aufliegt,
  • die Dauer- und Betriebsbelastung : Belastung des Bauholzes und der Dacheindeckung (Belastung der Balken, Pfetten, Sparren, Dacheindeckung usw.).

Die Betriebslast hängt von der vom Wandbalken unterstützten Fläche ab. Beachten Sie, dass diese Fläche wahrscheinlich auch am anderen Ende unterstützt wird, zum Beispiel durch einen Tragbalken oder einen anderen Wandbalken. In diesem Fall sollte die Last auf der Oberfläche halbiert werden, da die Last auf beide Seiten verteilt wird, im Falle eines Vierecks natürlich.

2. Bestimmen der Festigkeit einer Gewindestange

In der folgenden Tabelle sind die Scherfestigkeiten nach Schraubenbolzenklassen aufgeführt :

Schraubenbolzenklasse 4-6 4-8 5-6 5-8 6-8 8-8 10-8
Sicherheitskoeffizient 0,5 0,6 0,5 0,6 0,6 0,5 0,6
Scherfestigkeit f (daN/mm²) 40 40 50 50 60 80 100

Die Klasse eines Schraubenbolzens ist dieser 2-stellige Code, der normalerweise auf dem Schraubenkopf (mit dem Logo des Herstellers) oder im Falle einer Gewindestange auf der Verpackung angegeben ist. Sollte dies nicht aufgeführt sein, fragen Sie bitte Ihren Lieferanten direkt.

Was bedeuten diese Ziffern ?

  • Die erste Zahl gibt die Scherfestigkeitsklasse an,
  • Das Produkt dieser 2 Ziffern gibt die Elastizitätsgrenze an. (Beispiel : bei Klasse 4-6 beträgt die Elastizitätsgrenze 4 x 6 = 24 daN/mm²).

Es ist zu beachten, dass der Abschnitt, der bei einer Gewindestange wirklich Widerstand leistet, nicht der gesamte Abschnitt ist, sondern nur der, bei dem das Gewinde weggelassen wird. Die folgende Tabelle zeigt die Zugfestigkeitsabschnitte der Gewindestangen :

Nenndurchmesser (mm) 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33
A : Nennquerschnitt (mm²) 51 79 113 154 201 254 314 380 452 573 707 855
Ar : Festigkeit des Gewindeabschnitts (mm²) 38 58 84 115 156 192 245 303 352 459 560 693

Der EUROCODE5 definiert eine Formel zur Berechnung der Scherfestigkeit unter Berücksichtigung der Sicherheitskoeffizienten und des Festigkeitsbereichs des Gewindeteils.

In der folgenden Tabelle sind die Scherbruchfestigkeiten in Abhängigkeit vom Durchmesser der einzelnen Stange aufgeführt :

Stangenklasse Scherfestigkeit (daN)
Durchmesser der Stangen (mm)
8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33
4-6 464 928 1344 1840 2496 3072 3920 4848 5632 7344 8960
4-8 556,8 1113,6 1612,8 2208 2995,2 3686,4 4704 5817,6 6758,4 8812,8 8960 11088
5-6 580 1160 1680 2300 3120 3840 4900 6060 7040 9180 11200 13860
5-8 696 1392 2016 2760 3744 4608 5880 7272 8448 11016 13440 16632
6-8 835,2 1670,4 2419,2 3312 4492,8 5529,6 7056 8726,4 10137,6 13219,2 16128 19958,4
8-8 928 1856 2688 3680 4992 6144 7840 9696 11264 14688 17920 22176
10-8 1392 2784 4032 5520 7488 9216 11760 14544 16896 22032 26880 33264

Ausgehend von einem gegebenen Stangendurchmesser erhält man die theoretisch erforderliche Anzahl von Stangen in einem Wandbalken, indem man die eingeleitete Kraft durch den Widerstand einer Stange dividiert. Die tatsächliche Anzahl der Stange muss einerseits größer oder gleich der theoretischen Anzahl der Stange und andererseits deren Anordnung in der Stange sein. Diese Anordnung betrifft die ausgewogene Verteilung der Stange im Wandbalken unter Berücksichtigung der obligatorischen Mindestabstände.

3. Regel für die Positionierung der Stange in dem Wandbalken

Die Position der Stangen wird auch durch den Durchmesser des Stange (Anmerkung : "d" ist der Durchmesser), ihren Zwischenabstand und ihren Abstand von den Kanten des Holzstücks bestimmt.

Bezeichnung Minimaler Wert grafische Darstellung
Abstand auf einer Linie a1 5d
Spitze a3 Max (7d ; 80 mm)
Rand a4 4d

4. Prüfung der Festigkeit des Holzes an der Verbindung

  • h : Höhe des Tragbalkens
  • he : effektive Höhe

Durch das Einführen der Stange in das Holz hat sich der Querschnitt des Holzes verkleinert und die Festigkeit des Querschnitts im Holz verringert. Es ist daher auch notwendig, seinen Widerstand sowie den der Stange zu überprüfen.

Dazu ist es notwendig, die effektive Höhe "he" des Holzteils zu kennen. Per Definition ist die effektive Höhe der Abstand zwischen der Kante der Achse und der Achse des am weitesten entfernten Schraubenbolzens, wenn man der Richtung d[...]

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  • 1. Bestimmen Sie die Belastung des Wandbalkens
  • 2. Bestimmen der Festigkeit einer Gewindestange
  • 3. Regel für die Positionierung der Stange in dem Wandbalken
  • 4. Prüfung der Festigkeit des Holzes an der Verbindung
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