Von: Yannick Wild (Bauingenieur, Holzbauingenieur)
Stand: 28.04.2024
Auflagerverstärkung im Holzbau
Eine Auflagerverstärkung ist eine essentielle Komponente im Ingenieurholzbau. Sie wird eingesetzt, um die Stabilität und Tragfähigkeit von Trägern und Balken an den Auflagepunkten zu erhöhen. Diese Verstärkung gewährleistet eine effiziente Verteilung der auftretenden Lasten und trägt somit maßgeblich zur Langlebigkeit von Holzbauwerken bei. Die richtige Kombination von Holz und Stahl spielt dabei eine entscheidende Rolle. In unserem Artikel erfahren Sie mehr über die Bedeutung von Auflagerverstärkungen im Ingenieurholzbau und wie sie dazu beiträgt, die Sicherheit und Langlebigkeit von Konstruktionen zu gewährleisten.
Wofür benötigt man eine Auflagerverstärkung?
Wenn eine zu hohe Last auf einen Träger wirkt, der beispielsweise auf einer Stütze gelagert ist, besteht die Gefahr, dass das Trägerholz auf einer zu kleinen Fläche zusammengedrückt wird. Dabei kommt es nicht unmittelbar zum Abscheren der Fasern oder zum Eindrücken der Stütze in den Träger, sondern vielmehr zu einer Einschnürung, bei der die Fasern gestaucht werden. Dies führt zu einem Absinken des Trägers, was weitere Verformungen begünstigen kann.
Um das Einschnüren zu verhindern, ist es erforderlich, die Last auf eine größere Fläche zu verteilen. Falls dies aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist und keine größere Auflagerfläche geschaffen werden kann, kann eine Auflagerverstärkung dabei helfen, das Einschnüren zu verhindern.
Woraus besteht eine Auflagerverstärkung?
Eine Auflagerverstärkung besteht aus einer Kopfplatte aus Stahl in Verbindung mit Vollgewindeschrauben die senkrecht und bündig in den Träger eingeschraubt werden.
Wie erhöht eine Auflagerverstärkung die Tragfähigkeit?
Bei herkömmlichen Verbindungen von Trägern und Auflagern verteilt sich die Last nur auf einen kleinen Bereich. Wenn die Einwirkung die Widerstandsfähigkeit des Holzes überschreitet, kann es zu dem bereits beschriebenen Einhängeeffekt kommen.
Durch das Eindrehen von Vollgewindeschrauben wird die punktuelle Last am Stützenkopf entlang der Schrauben verteilt. Dies ermöglicht eine größere Flächenaktivierung, wodurch sich die Last auf eine größere Fläche verteilt und das Risiko eines Querkraftversagens verringert wird.
Die Stahlplatte dient dabei als Schutz des Hirnholzes der Stütze vor den Schraubenköpfen. Ohne diesen Schutz würden sich die Schraubenköpfe einfach in das Holz einpressen, was die Effektivität der Schrauben nahezu auf Null reduzieren würde.
Die folgende Abbildung zeigt vereinfacht die aktivierte Pressfläche.
Welche Nachweise muss man bei einer Auflagerverstärkung führen?
Um nachzuweisen ob die Auflagerverstärkung den Einwirkungen widerstehen kann müssen drei Fälle untersucht werden.
- Nachweis der Querkraftpressung des Trägers an der Stahlplatte in Verbindung mit den Schrauben
- Nachweis der Querkraftpressung an der Schraubenspitze
- Nachweis der Schraube gegen knicken
Beispielnachweis einer Auflagerverstärkung*
| Einwirkung | Wert |
|---|---|
| Fd | 154 kN |
| kmod | 0,6 |
Nachweise
| Widerstände und Nachweise | Berechnung | Ergebnis |
|---|---|---|
| Querpressung | Aeff = 20*(14+2x3) = 400 cm² f,c,90,d = 0,25x1,75x0,6/1,3 = 0,202 kN/cm² FR,90,d = 400 cm² x 0,202 kN/cm² = 80,8 kN |
80,8 kN |
| Schrauben | Rax,d = 8 x 10,1 kN = 80,8 kN | 80,8 kN |
| Nachweis | η = 154 kN / (80,8 kN + 80,8 kN) = 0,95 < 1 | Bestanden |
| Nachweis an der Schraubenspitze |
A = 20 x 78 = 1560 cm² f,c,90,d = 0,25 x 1,0 x 0,6 / 1,3 = 0,115 kN/cm² FR,d = 1560 cm² x 0,115 kN/cm² = 179 kN |
179 kN |
| Nachweis | η = 154 kN / 179 kN = 0,86 < 1 | Bestanden |
*HINWEIS: der Nachweis basiert auf spezifischen Materialkennwerten des Holzes und der Schrauben. Ein einfaches Übernehmen der Rechnung und anpassen der Querschnitte kann zu einem falschen Ergebnis führen. Statisch unerfahrene Personen sollten diesen Nachweis nie selber führen. Für etwaige Schäden durch falsche Bemessung übernehmen wir keine Haftung.
häufig gestellte Fragen
Eine Auflagerverstärkung wird immer dann benötigt, wenn die Auflagerfläche zu klein ist, um genügend Widerstand gegen Querkraftpressung zu gewährleisten.
Das kommt auf die Einwirkung an. Je tiefer die Schrauben eingedreht werden, desto stärker ist die Flächenaktivierung und desto größer ist die Tragfähigkeit.
- Nachweis der Querkraftpressung des Trägers an der Stahlplatte in Verbindung mit den Schrauben
- Nachweis der Querkraftpressung an der Schraubenspitze
- Nachweis der Schraube gegen knicken
Sollten Sie unsicher sein, ob Ihre Konstruktion eine Auflagerverstärkung benötigt, kontaktieren Sie uns gerne. Als Tragwerksplaner mit Schwerpunkt im Holzbau verfügen wir über die Fähigkeit, entsprechende Nachweise zu erbringen.
Sie benötigen Hilfe oder haben Fragen?
