Stahl-Holz-Verbindungen in der Praxis & Hinweise zur korrekten Ausführung

Die Dimensionen sind gewaltig: 12 Meter Höhe, 97 Meter Länge und 114 Meter Breite misst die Produktionshalle des Schraubenwerks Gaisbach (SWG). Für mehr Flexibilität in der Hallennutzung wurde die Zahl der Stützen in der Halle auf ein Minimum reduziert, woraus sich Spannweiten von bis zu 42 Metern ergeben. Die Halle ist ein Paradebeispiel für die hohe Leistungsfähigkeit von Stahl-Holz-Verbindungen: Die Dachkonstruktion der SWG Produktionshalle liegt auf bis zu 82 Meter langen Fachwerkträgern auf, bei denen unter anderem die Zugstöße mit Stahl-Holz-Verbindungen und kompakten ASSY^® Schraubengruppen ausgeführt wurden. Erfahren Sie in diesem Beitrag, was Stahl-Holz-Verbindungen auszeichnet und was für eine korrekte Montage empfohlen wird.

Empfehlungen zur korrekten Ausführung von Stahl-Holz-Verbindungen mit ASSY^® Schrauben

Vorbereitung der Stahlplatten: In den Stahlplatten werden Durchgangsbohrungen empfohlen, die dem Außendurchmesser der Schraube zzgl. 1 Millimeter entsprechen. Die Durchgangsbohrungen müssen im korrekten Winkel zur Stahlplatten-Oberfläche hergestellt werden und dürfen keine Grate, Späne oder sonstige geometrische Abweichungen aufweisen.

Bei Verwendung von CS- und CSMP-Schraubenköpfen ist in der Stahlplatte zusätzlich zur Durchgangsbohrung eine passgenaue 90°-Senkung zur Aufnahme von 90°-Senkköpfen herzustellen. Die Senkungen müssen gleich tief, glatt und frei von Graten, Spänen oder sonstigen geometrischen Abweichungen sein. Durchgangsbohrung und Senkung in der Stahlplatte können in unterschiedlichen Winkeln zur Bauteiloberfläche, etwa mit 90 °, 45 ° oder 30°, eingebracht werden. Als Alternative zu Senkungen können auch passende Unterleg- oder Winkelscheiben verwendet werden.

Um die korrekten Winkel und die gleiche Ausrichtung von Durchgangbohrung und Senkung sicherzustellen, sollte ein geführter Bohrer verwendet werden. Die Stahlbauteile anschließend gründlich reinigen und Späne sowie Verunreinigungen durch Schmiermittel entfernen.

Vorbereitung der Holzbauteile

Insbesondere bei Stahl-Holz-Verbindungen sind die Schraubengruppen oft sehr kompakt, die Abstände zwischen den Schrauben und die Abstände zum Bauteilrand sind gering. Unabhängig vom Schraubentyp empfehlen sich deshalb Pilotbohrungen. In einer aktuellen Untersuchung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat sich gezeigt, dass Pilotbohrungen über 10 Prozent der Einschraublänge im Vergleich zu Vorbohrungen über die gesamte Einschraublänge oder der Verwendung von Einschraubhilfen das wirksamste Mittel waren, um ein Verlaufen der Schrauben im Holzbauteil zu reduzieren.

Montage der Stahlbauteile

Vor der Montage ist darauf zu achten, dass alle Bauteile frei von Staub, Spänen und sonstigen Verunreinigungen sind. Die Stahlbauteile müssen vollflächig und plan auf der Holzoberfläche aufliegen, in der geplanten Position auf dem Holzbauteil ausgerichtet werden und gegen Verrutschen gesichert werden, zum Beispiel mit Schraubzwingen.

Mechanische Belastungen und Zwangsspannungen durch Werkzeuge oder übermäßige Temperatur- oder Feuchtewechsel sind bei Stahl-Holz-Anschlüssen dringend zu vermeiden.

Bereits geringe Temperatur- oder Holzfeuchteänderungen können hohe Eigenspannungen in Stahl-Holz-Verbindungen zur Folge haben. Die Stahlbauteile sollten deshalb bei Temperaturen und einer Holzfeuchte montiert werden, die den späteren Bedingungen im Bauwerk entsprechen. Auch während des Transports und der Montage ist auf ausreichenden Witterungsschutz zu sorgen.

Nach der Positionierung der Stahl- auf den Holzbauteilen müssen die Schraubenspitzen zum Einschrauben zentrisch, also genau mittig, in der Durchgangsbohrung des Stahlbauteils angesetzt werden. Damit wird eine Berührung des Schraubengewindes mit dem Stahlbauteil während des Einschraubens vermieden. Bei Kontakt des Schraubengewindes mit dem Stahlbauteil können Beschädigungen, insbesondere an den Schraubenflanken, entstehen. Solche Beschädigungen können die Tragfähigkeit auf Herausziehen signifikant reduzieren. Auch die Gleit- und Korrosionsschutzbeschichtungen der Schrauben können Schaden nehmen. Sollte während des Einschraubvorgangs ein Kontakt zwischen Schraube und Stahlbauteil bemerkt werden, ist die betroffene Schraube wieder auszudrehen und eine neue Schraube zu verwenden.

In Stahl-Holz-Verbindungen müssen die Schrauben mit definiertem Drehmoment angezogen werden, dazu eignen sich Drehmomentschlüssel oder sonstige drehmoment-kontrollierte Schraubgeräte. Insbesondere Schlagschrauber sollten deshalb keinesfalls für das Anziehen von Schrauben in Stahl-Holz-Verbindungen verwendet werden!

Nach der Montage der Stahlbauteile sollte unbedingt die einwandfreie Ausführung der Verbindung kontrolliert werden. Dazu gehört die Sichtkontrolle aller zugänglichen Bauteile auf Beschädigungen und insbesondere die Kontrolle des korrekten Sitzes der Schraubenköpfe am Stahlbauteil.

Fazit:

ASSY^® Schrauben sind ideale Verbindungsmittel für leistungsfähige Stahl-Holz-Anschlüsse. Für die korrekte Ausführung und Montage der Holz- und Stahlbauteile ist es unabdingbar, die Bauteile sorgfältig vorzubereiten und auf konstante Holzfeuchte zu achten. In den Stahlplatten werden Durchgangsbohrungen empfohlen, die dem Außendurchmesser der Schraube zzgl. 1 mm entsprechen. Die Bohrungen dürfen keine Grate, Späne oder sonstige geometrische Abweichungen aufweisen. In den Holzteilen haben sich Pilotbohrungen über 10 Prozent der Einschraublänge bewährt. Bei der Montage ist auf saubere Vorbereitung aller Teile, exaktes Zusammenfügen und Ausrichten aller Bauteile, Verschraubung mit einem definierten Drehmoment und Schutz vor möglichen Witterungseinflüssen zu achten. Nach der Montage ist eine gründliche Sichtprüfung erforderlich.

Die ausführlichen Anwendungsempfehlungen für Stahl-Holz-Verbindungen mit ASSY^® Schrauben finden Sie hier zum Download.