Baubuche als Tragwerksmaterial: Praxisbeispiel SWG - Schraubenwerke Gaisbach

Bis zu 82 Meter Spannweite aus BauBuche bedeuten Weltrekord! Privatbauten, öffentliche Gebäude oder Turnhallen werden seit langem aus Holz gebaut. Was neu ist: Die Konstruktion einer riesigen Produktionshalle mit mehr als 10.000 m2 Grundfläche in BauBuche zu denken, zu berechnen – und schließlich zu bauen. So geschehen ist das auf dem Gelände der SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH (Würth-Gruppe), wo im Frühjahr 2019 der Grundstein für die weltweit größte Produktionshalle aus Holz gelegt wurde. In diesem Beitrag beantwortete Henning Ernst von SWG Engineering, welche konstruktiven und montagetechnischen Kniffe dabei zum Einsatz kamen. Im Mittelpunkt: Der innovative Baustoff BauBuche, dem in Zeiten des Klimawandels eine immer größere Bedeutung zukommt.

Wie entstand die Idee, das ganze Tragwerk der neuen Produktionshalle aus BauBuche zu bauen?

Ziel war es, für den Holzbau und dessen Möglichkeiten ein Zeichen zu setzen. Durch Kombination zweier hoch leistungsfähiger Produkte, BauBuche und ASSY^®plus VG Vollgewindeschrauben von Würth, sollte dies möglich sein. Die BauBuche überzeugt durch ihre vergleichsweise sehr hohe Festigkeit. In Verbindung mit den ASSY^® Holzbauschrauben lassen sich Bauteilabmessungen optimiert auf kleinste Abmessungen realisieren.

Was war der treibende Gedanke hinter der Planung mit BauBuche?

Die hohen Festigkeiten des Materials und die daraus resultierenden Möglichkeiten, sehr schlanke Konstruktionen zu realisieren. Aktuell gibt es auf dem Markt kein geregeltes Material, das auch nur annähernd ähnliche Eigenschaften aufweist. Mit dem Ziel, ein möglichst ressourcenschonendes Dachtragwerk zu konstruieren, fiel die Wahl zwangsläufig auf BauBuche.

Hat die Umsetzung in der Praxis planmäßig funktioniert?

Bei der Produktion und Montage der Fachwerke gab es auch unvorhergesehene Situationen, mit denen wir klar kommen mussten. Durch die enge Abstimmung zwischen den Architekten, den Tragwerksplanern und den ausführenden Unternehmen konnten sie aber immer zur Zufriedenheit aller gelöst werden. Bereits in der Planungsphase haben wir uns seitens der Tragwerksplanung/Holzbau immer bei der Firma Schlosser Holzbau als ausführendem Unternehmen rückversichert, dass die von uns angedachten Details auch ausführbar sind. Hierzu hatte die Firma Schlosser frühzeitig interne Versuche und Probeläufe bezüglich Umsetzung und Abbund durchgeführt. Überraschungen konnten im Vorfeld ausgeschlossen werden. Das Ergebnis der Arbeit kann in Waldenburg besichtigt werden und spricht für sich.

Was ist genau das Neue am Dachtragwerk der SWG Halle? Welche konstruktiven Details sind anders oder besser als bekannt?

Neu ist vor allem die Kombination der Dimensionen, d.h. große Spannweite mit sehr filigranen Querschnitten. Zudem wurde viel Zeit in die Entwicklung der Anschlüsse investiert. Neu daran ist, dass die Querschnitte zu nahezu 100% ausgenutzt werden und nicht die Anschlüsse maßgeblich für die Abmessungen der Querschnitte sind. Durch Lastumlenkungen war es möglich, Anschlussflächen zu vergrößern und bei der Einleitung der Druckkräfte ganz auf Verbindungsmittel zu verzichten. Die Zugkräfte dagegen nehmen generell ASSY^® Holzbauschrauben auf und leiten sie in die angrenzenden Bauteile weiter.

Welche Rolle spielen die Verbindungsmittel bei einem solchen Projekt und welche empfehlen Sie?

Die Verbindungsmittel und die daraus resultierenden Anschlüsse sind von essenzieller Bedeutung. Ohne entsprechende Verbindungen lassen sich die Kräfte nicht von Bauteil zu Bauteil übertragen. Wichtig ist, dass die Verbindungsmittel für den Einsatz in BauBuche geprüft und zugelassen sind. Auch das Einbringen der Verbindungsmittel muss im Zuge dessen sichergestellt sein. Bei ingenieurmäßigen Anschlüssen spielt es auch keine Rolle, ob die Schraube für den Einsatz in BauBuche vorgebohrt werden muss oder nicht. In der Theorie mag es möglich sein, Holzschrauben ohne Vorbohren einzubringen, allerdings müssen bei den hier umgesetzten Anschlüssen dutzende bis hunderte von Schrauben eingedreht werden, kurze und lange.

Aufgrund der großen Anzahl, der Passgenauigkeit, der Schraubenlängen und des geringen Platzangebotes für die Anschlüsse ist bei Anschlüssen dieser Kategorie ein Vorbohren unabdingbar. Für den Einsatz der BauBuche in weiteren Projekten empfehle ich, bei der Wahl der Verbindungsmittel auf Punkte wie Maximaltragfähigkeit, Ausziehwiderstand, Abstandsregelungen, Verarbeitungsvorgaben sowie andere Regeln zu achten (zu finden in der ETA zum Verbindungsmittel; hier ETA-11/0190), da dies die entscheidenden Faktoren für die Planung, Konstruktion und damit natürlich für die Ausführung sind.

Wem bieten Sie Ihre Planungsleistungen an?

Wir stehen mit unseren neu gesammelten Erfahrungen und Erkenntnissen jedem Planer und interessierten Bauherrn zur Verfügung und unterstützen bei der Entwicklung ihrer Projekte, ob mit BauBuche oder anderen Werkstoffen.

SWG Engineering

Engineeringsupport durch die Experten von SWG Engineering (Würth-Gruppe)

Der Einsatz selbstbohrender Holzbauschrauben im konstruktiven Holzbau erfordert genaue Kenntnisse der Zulassungen und Normen. Dem Ingenieur ist es bei der täglichen Arbeit kaum noch möglich, die Vielzahl der normativen und produktspezifischen Regelungen im Auge zu behalten.

Das Team von SWG Engineering unterstützt Ingenieure im Umgang mit Schrauben, indem es bei der Dimensionierung von Anschlüssen hilft, bei der Bemessung von Schraubverbindungen berät oder Alternativen erarbeitet bzw. dabei unterstützt. Zur Aufgabe der Ingenieure von SWG Engineering gehören ebenso die Tragwerksplanung, Ausführungsplanung und Konstruktion von Ingenieurholzbau- Projekten, die Entwicklung holzbauspezifischer Bemessungsprogramme, das Mitwirken bei der Verbands- und Normungsarbeit sowie die Weiter- und Neuentwicklung altbewährter und neuer Verbindungsmittel bzw. Verbindungsmitteltechniken.