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Sanierung/Ertüchtigung von Holzbalkendecken 

 

                      

Was ist und wie funktioniert das AHB-System ? 

 

 


 

Checkliste Planung / Ausführung

 

Falls wir für Sie statische und schwingungstechnische Nachweise einer

AHB-Sanierung erstellen sollen, laden Sie bitte eine der folgenden Checklisten herunter und senden

diese ausgefüllt an ibh Dr. Heller zurück.

 

Checkliste für Ihr Sanierungsvorhaben im .DOC - Format

Checkliste für Ihr Sanierungsvorhaben im .PDF - Format

 


   

AHB-Verfahren: Prinzip 

 

Das AHB-Verfahren (Aufgedoppelter Holzbalken) ermöglicht eine hocheffiziente statische,

schwingungstechnische und schalltechnische Ertüchtigung von Holzbalkendecken,

ohne die Gefache zu öffnen bzw.die Deckenbalken seitlich freizulegen.

Je nach Anforderung ist die Sanierung von der

Unterseite (AHB u) oder von der Deckenoberseite (AHB o) möglich.

Das System benutzt Verstärkungshölzer, die ausschliesslich durch eine i.d.R.

45 grad Parallelverschraubung mit dem vorh. Deckenbalken ein steifes Verbundsystem

bilden. Nicht druckfeste Putzschichten bzw. Zwischenschichten werden durch wenige

Druckhölzer überbrückt. Die Putzschicht wird bis auf den tragfähigen Untergrund

(z.B. Sparschalung) sehr einfach mit einer Zylindersäge (Lochkreissäge) entfernt.

Bei fehlender Putzschicht wird direkt auf der Sparschalung oder auf dem Deckenbalken

parallel verschraubt.

Mit einer Querversteifung unter den eigentlichen Verstärkungshölzern kann der

Sanierungseffekt weiter erhöht werden. Gegenüber dem vorh. Deckenbalken sind

Steifigkeitserhöhungen von 200% bis über 500% möglich.

Das AHB-Verfahren beruht auf normativ geregelten technischen Prinzipien

(EC5 DIN EN 1995-1-1) und geregelten bzw. zugelassenen (DIBt, ETA) Produkten und

Verbindungsmitteln.

Als Werkstoffe für die Verstärkungshölzer eignen sich KVH (i.d.R. NH C24) nach DIN EN 338,

Brettschichtholz BSH nach DIN EN 1194 und Furnierschichtholz, z.B. KERTO-S nach Z-9.1-100.

Insbesondere durch das hocheffektive Furnierschichtholz werden Inhomogenitäten des

üblichen Bauholzes (Risse, Kern, Splint, Äste) konsequent ausgeschlossen.

 

Von ibh Dr. Heller speziell entwickelte Nachweistools für Statik und Schwingungen

ermöglichen eine ausgeklügelte und optimierte Sanierungslösung.

Weitere Vorteile sind der einfache Ausgleich von Deckendurchbiegungen (Nutzung

der Druckhölzer), die Arbeit ohne Nutzungsbeeinträchtigungen der Räume oberhalb

der Sanierungsdecke und das vereinfachte Anreissen und Einbringen der Parallel-

verschraubung.

Die bei der Kreuzverschraubung im Randbereich erforderliche 90/45 grad Verschraubung

wird durch die effektivere reine 45 grad Parallelverschraubung ersetzt.

Infolge der vorrangigen Zugbeanspruchung der Schubverbinder können auch preiswertere

Teilgewindeschrauben, wie z.B. nicht gehärtete Tellerkopfschrauben eingesetzt werden.

 

 


 

AHB-Verfahren: Vorteile und Nutzen

 

==> Das AHB-System ermöglicht eine Erhöhung der Tragfähigkeit, eine

       Verbesserung der Schall-, Brand-, Erschütterungs- und Schwingungs-

       eigenschaften einer vorhandenen Holzbalkendecke .

==> Mit entsprechenden Zusatzmaßnahmen auf der Deckenunterseite und

       evtl. auf der Deckenoberseite sind erhebliche Verbesserungen des

       Luft- und Trittschallschutzes möglich.

==> Es sind Steifigkeitserhöhungen bis über 500 % zu erreichen !

==> Damit können problemlos erhöhte Nutzlasten oder z.B. Schallschutzestriche

       aufgenommen werden.

==> Mit evtl. zusätzlicher Querversteifung von unten sind die Schwingungs-

       parameter Frequenz, Beschleunigung und Geschwindigkeit sehr günstig zu beeinflussen.

==> Die vorh. Decke kann erhalten bleiben, keine Öffnung der Gefache.

==> Sanierung von der Unterseite (AHB u), d.h. kein Eingriff in die Nutzung des

       darüberliegenden Raumes oder von der Oberseite (AHB o), z.B. bei einem

       komplett neuen flächigen Aufbau der Decke (KERTO-S-Platten) .

==> Geringe Schmutz- und Staubentwicklung.

==> Sichere und einfache Ausrichtung der Unterkonstruktion bzw. Ausgleich

       von Höhenunterschieden unter Nutzung der Druckhölzer.

==> Die Ausführung ist von jeder qualifizierten Bau-Fachfirma durchführbar, kleinere

       Bauvorhaben auch von technisch versierten Bauherren.

==> Die erforderlichen Konstruktionshöhen bzw. Tragfähigkeitssteigerungen

       sind durch die Eigenschaften der Verschraubung und der Verstärkungs-

       hölzer sehr flexibel anzupassen.

==> Wesentlich geringerer Kosten- und Zeitaufwand gegenüber der

       traditionellen Sanierung mit Öffnung der Gefache.

==> In vielen Fällen kann mit dem AHB-Verfahren die historische Bausubstanz 

       erhalten und verbessert werden. Auch Dachkonstruktionen, die auf der zu

       sanierenden Decke auflagern, müssen nicht abgetragen werden.

==> Das AHB-Verfahren ist auch sehr gut geeignet für die Ertüchtigung von

       Sparren, Pfetten, Unterzügen usw. mit oder ohne Zwischenschichten 

 

 


   

AHB-Verfahren: Bauablauf 

 

Der konkrete Bauablauf einer AHB-Deckensanierung ist abhängig von der aktuellen Situation

des BV und den massgebenden Sanierungszielen. Im Folgenden werden die prinzipiellen

Arbeitsschritte angedeutet. Weitere Hinweise, Empfehlungen und praktische Erfahrungswerte

erhalten Sie bei ibh Dr. Heller.

 

 

 

 

 

 


   

Tragverhalten von Systemen mit gekreuzten Schrauben 

 

Um die grundsätzlichen Unterschiede zwischen der gekreuzten (UHB) und parallelen (AHB) Verschraubung

bei Deckensanierungen zu klären, wurden diverse Bruchversuche an s.g. XXX-Trägern durchgeführt.

Die Schraubenkreuze erzeugen eine asymmetrische Beanspruchung des Verbundsystems mit Versagen

entweder durch Ausknicken der gedrückten Schrauben oder durch Längsaufreißen eines Gurtes.

Eine Reduzierung des Effektes ist möglich durch eine wechselseitige Anordnung der Druckschrauben,

was entweder einen großen Schraubenabstand oder eine große Gurtbreite erfordert.

Bei praktischen Deckensanierungen liegen natürlich andere Steifigkeitsrelationen

Deckenbalken/Verstärkungsholz und Knickbedingungen vor, sowie der Bruchzustand

wird i.d.R. nicht erreicht bzw. mit Globalsicherheiten im Bereich 2 bis 3 belegt.

Das prinzipielle Verhalten einer solchen Struktur bleibt allerdings wie hier skizziert und definiert

letztlich die effektive Steifigkeitserhöhung eines sanierten Systems.

Die unten dargestellte Verdrehung der Gurte wird bei Decken durch die Dielung und die Sparschalung

verhindert, was wiederum zu Zusatzspannungen im Holz und den Verbindern führt.

 

 

 

 

Der Kraftfluß und die inneren Kräfte bei Schraubenkreuzen sind abhängig von den

Einschraubwinkeln, Reihenabständen und bringen bei 45/45° - Verschraubungen die

kleinsten Zug- und Druckwirkungenin den Schrauben.

Dies ist ein Vorteil der Kreuze und macht eine Anwendung bei kleinen

Deckenstützweiten (bis ca. 4.5 m) und kleinen Lasten (Wohnraumnutzung) möglich, da

hier keine Druckhölzer eingeschnitten werden müssen.

Ungünstig sind die in den Randbereichen immer erforderlichen 90/45° - Verschraubungen, die

außerdem im Bereich der größten Schubfelder einer Decke liegen.

Neben den Stabilitätsproblemen ist die Herausdrückgefahr von besonderer Bedeutung,

insbesondere, wenn dünne Verstärkungshölzer verwendet werden bzw. Schrauben

(Schubverbinder) mit großen gewindefreien Bereichen am Schraubenkopf !

 

 


   

Tragverhalten von Systemen mit schrägen parallelen Schrauben 

 

Das Zusammenwirken von gezogenen Schrauben und Druckhölzern generiert ein symmetrisches

Tragverhalten ähnlich einem Fachwerk mit vertikalen Druckstäben.

Das Ausknicken und Herausdrücken der Druckstäbe sowie das Längsaufreißen

(Querschubspannungen) entfallen bei dieser Verschraubungsvariante komplett.

Es entsteht eine Tragstruktur mit klar definierten Kraftwirkungen.

Druckhölzer, im folgenden Bild aus 57 mm KERTO-Q, Anordnung unabhängig von der

Lage der Schrauben (ggf. Durchdringung möglich).

 

 

 

 

Anzahl bzw. Abstand der Druckhölzer im AHB-System müssen nicht der jeweiligen

Zugschraube zugeordnet werden, sondern sind abhängig von der Systemlänge,

der Gesamtlast und der Steifigkeit des Untergurtes = Verstärkungsholz bei AHB u.

Die Zugkräfte in den 45°-Schrauben sind größer als die in der 45/45°-Kreuzverschraubung.

Allerdings entsteht durch die Kontaktpressung in den Druckhölzern eine

Reibungswirkung, die den effektiven Schubfluß und damit die Zugkräfte wieder

verkleinern. 

 

 

Die Druckhölzer sind i.d.R. erforderlich bei der Deckensanierung von der Unterseite

(Verfahren AHB u) und dem Vorhandensein nicht druckfester Schichten bzw.

der Überbrückung von Hohlräumen (Installationen).

Das folgende Bild zeigt eine flächige Sanierung von oben (Verfahren AHB o) mit

direkter Parallelverschraubung der Verstärkungsplatten auf den druckfesten Dielen

bzw. OK vorh. Deckenbalken.

Spezielle Druckhölzer sind hier nicht erforderlich.

 

 

 


   

Normen, Regelwerke für Bemessung und Nachweise 

 

Für die Bemessung bzw. Nachweisführung des Holz - Holz - Verbundsystems im

AHB-Verfahren werden folgende Basisregelwerke verwendet:

 

DIN EN 1990: 2012-10

Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung

 

DIN EN 1991-1-1: 2012-10 und Nationaler Anhang

Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke, Wichten, Eigengewichte, Nutzlasten

 

DIN EN 1995-1-1: 2012-10 und Nationaler Anhang

Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten

Anhang B: Nachgiebig verbundene Biegestäbe

 

DIN EN 338: 2010-02

Bauholz für tragende Zwecke, Festigkeitsklassen

 

DIN EN 1194: 1999-05

Brettschichtholz, Festigkeitsklassen

 

Z-9.1-100

KERTO-Furnierschichtholz

 

Diverse Zulassungen für Voll- und Doppelgewindeschrauben, wie z.B.:

Z-9.1-519 SPAX International GmbH & Co. KG, SPAX-S Schrauben mit Vollgewinde

Z-9.1-764, SW Gaisbach, SWG Timtec VG plus

Z-9.1-614, WÜRTH, ASSY VG plus

Z-9.1-665, HECO-Schrauben GmbH & Co. KG, HECO-TOPIX-CC CombiConnect   

 

 


   

Tools für die Nachweisführung 

 

Die statische und schwingungstechnische Analyse, Optimierung und Nachweisführung

einer AHB-Sanierung erfordern umfangreiche und komplexe Berechnungen unter

Berücksichtigung diverser Eingangsparameter bzw. Sanierungsvorgaben, wie z.B.:

Neben weiteren Nachweisdiensten, z.B. für die Ermittlung der Tragreserven vorh. Deckenbalken oder

der Rückverformung für die AHB-Sanierung gehören die folgenden drei Webservices zu den

wichtigsten Nachweistools für die Planung einer effektiven AHB-Deckensanierung:

 

 

 

 

 

 


   

Sonstige Infos und Hinweise 

 

Rückverformung

Der Begriff "Rückverformung" wird im Sanierungskontext oft falsch interpretiert. Eine

praktische Rückverformung von 10 ... 15 mm im Rahmen des AHB-Verfahrens dient nur

der Minimierung des Schlupfes der Verschraubung der Schubverbinder.

Die in vielen Fällen gewünschte Rückstellung der gesamten Verformung einer über

Jahrzehnte dauerbelasteten Decke (Kriechen, Schwinden des Holzes) ist kaum möglich.

Außerdem müssten extreme Pressenkräfte eingetragen werden, die sowohl die obere

Decke (Auflager, evtl. Fliesen, Parkett), als auch die Lastverteilung auf der unteren Decke

überfordern würden.

I.d.R. werden auf der Oberseite Ausgleichsschüttungen und auf der Unterseite ein

Höhenausgleich durch die Druckhölzer angebracht.

 

Schubverbinder

Für die Schubverbinder bietet der Markt mittlerweile eine breite Palette an zugelassenen

Voll-, Doppel- und Teilgewindeschrauben. Die je nach Anwendungsfall erforderlichen

Durchmesser 6, 8, 10, 12 mm sowie Längen von 200 bis 800 mm sind verfügbar.

Die angebotenen Schrauben unterscheiden sich teilweise erheblich in ihren technischen

Parametern und in der Konstruktion von Spitze, Schaft, Gewinde und Kopf.

Demzufolge sind die erforderlichen statischen Nachweise immer spezifisch entsprechend

der Schraubenzulassung zu erstellen.

 

Schallschutz

Neben den statischen und schwingungstechnischen Anforderungen erlangen die

schalltechnischen Verbesserungen einer Decke immer größere Bedeutung.

Das AHB-Verfahren ist in Kombination mit Zusatzmaßnahmen (Unterdecke,

Schallentkopplung auf der Oberseite, Auflasten usw.) bestens geeignet, um auch

diese Sanierungsziele zu erreichen.

Erfahrene Schallschutzspezialisten können von ibh Dr. Heller vermittelt werden.

 

Konstruktionsdicke der AHB-Verstärkung

Eine Begrenzung der Konstruktionsdicke der AHB-Sanierung wird beeinflusst durch

die notwendige lichte Raumhöhe  und dem Abstand UK Decke bis UK Sturz (Fenster, Tür).

Ein Rückversatz der Verstärkung ist möglich, muss aber speziell nachgewiesen werden.

Die Verstärkungsdicken (ohne Unterdecke) bewegen sich zwischen 40 und 200 mm,

abhängig von den bereits o.g. Einflussfaktoren.

Sonderlösungen mit einer Dickenminimierung sind durch den Einsatz von Furnierschichtholz

oder Multiplex-Sperrholz möglich. Auch hier spezielle statische Nachweise.

Die Regelunterdecke ist 50 mm dick (25 mm Federschiene, 2x12.5 mm Gipskartonplatte).

Spezielle Brandschutz- und/oder Schallschutzdecken sind für die Nachweise mit den

entsprechenden Lasten zu definieren.

 

Praktische Ausführung einer AHB-Sanierung

Die Realisierung einer AHB-Maßnahme erfordert kein spezielles Knowhow und kann

von jeder Zimmerei, Baufirma oder technisch versierten Bauherren ausgeführt werden.

Insgesamt ist etwa folgendes Equipment erforderlich:


 

Ingenieurbüro Dr. Heller

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