Belastungsversuch Dübelbalken

 

Systemdarstellung

Zur Zimmerer-Seite

Einfache Holzbalken mit einer Querschnittsabmessung von über 30 cm sind nur mehr schwer zu bekommen. Ist aber aus statischen Gründen trotzdem ein größerer Querschnitt erforderlich, so gibt es neben dem Brettschichtholz auch noch den im alpenländischen Bereich häufig verwendeten verdübelten Balken, den Dübelbalken. Fotos Dübelbalken
Dabei werden zwei oder drei Balken übereinander gelegt und so miteinander verbunden dass sie möglichst gemeinsam wirken. Der Zimmerer sollte die dabei wirkenden Kräfte verstehen und kann damit auf die heiklen Punkte besonderes Augenmerk legen.

Bilder und zugehörige Beschreibung

Klicken Sie auf die Bilder um sie zu vergrößern.

Fertigung der unterschidelichen Balkenmodelle in der Handwerkstatt.

Am zusammengesetzten Dübelbalken werden die Löcher für die Gewindestangen angerissen.
Bild vergrößern Bohren der Löcher bei einem Balken mit geraden Rechteckdübeln.
Bild vergrößern Ein Balken mit schrägen Hartholzdübeln, Zahndübeln. Deutlich sind die Gewindestangen zu sehen. Sie müssen die zwei Balken vertikal zusammenhalten.
Zahndübel steigen vom Balkenauflager zum Balkenmitte hin. Umgekehrt hätten Sie keine Wirkung.
Bild vergrößern Die Balken wurden überhöht. Dadurch sitzen die Dübel besser und die Durchbiegung verringert sich.
Rechteckdübel werden eingesetzt.
Bild vergrößern

Die Belastungsversuche

Nun wurden die unterschiedlichen Dübelbalkenmodelle mit einem Baustoffprüfgerät belastet.
Bild vergrößern Diese Zahndübel werden bereits stark belastet. Beim letzten kann man erkennen, dass das Vorholz am Ende des Balkens abgeschert wurde. Der Dübel ist dadurch unwirksam.
Ein doppelt so breiter Balken kann nur mit doppelter Kraft belastet werden. Ein doppelt so hoher Balken kann aber die vierfache Last aufnehmen. Vorausgesetzt er wirkt wie ein homogener Querschnitt.
Ein verdübelten Balken ist natürlich nicht ganz homogen. Aber trotzdem trägt er bereits wesentlich mehr Last als zwei getrennte Querschnitte.
Legt man zwei Querschnitte ohne Verbindung übereinander und belastet sie auf Biegung, so möchten sie sich gegenseitig verschieben. Der obere Balken schiebt sich gegenüber den unteren vor. Dieses Verschieben wird durch die Dübel verhindert.
Systemdarstellungen
Bild vergrößern Dieser Balken wurde nur durch Gewindestangen miteinander verbunden. Beim Riss am Balkenende ist deutlich die aufgetretene Verschiebung zu erkennen. Die Gewindestangen haben sich verbogen.
Bild vergrößern Die Lehrlinge beim Belastungsversuch.
Bild vergrößern Neben der Belastung wurde auch immer wieder die Durchbiegung gemessen. Bei gleicher Belastung hatte der nur durch Gewindestangen verbundene Balken eine wesentlich größere Verformung.
Bild vergrößern Für die Tragfähigkeit eines Balkens spielt aber nicht nur die Art der Verbindung eine große Rolle, auch die Holzqualität, die Astigkeit und die Breite und der Verlauf der Jahresringe sind ein wichtiges Kriterium.
Bild vergrößern Bei diesem Bild sieht man direkt wie sich die zwei Hölzer gegeneinander verschieben. Eigentlich möchten sich die Dübel verdrehen und aufstellen, aber die Gewindestangen verhindern das.
Bild vergrößern Auch bei diesem Balken versuchen sich die Dübel zu verschieben. Am Balkenende ist beim letzten Dübel wieder das Vorholz zu kurz und wurde abgeschert.

Daten der Versuchsbalken

Querschnitt: 2 x 4/4 cm;   Stützweite: 70 cm
Dübel aus Weich- und Hartholz; Einlasstiefe der Dübel 5 mm.
Je Seite 4 Gewindestangen Durchmesser 5 mm.
Maximale gemessene Belastung: 19 kN.
 

Zum Seitenanfang

Zur Zimmerer-Seite