Statik und Konstruktion: Optimierung von Biegebalken und Fachwerkwänden

Grundlagen der Tragwerksplanung und Holzkonstruktion

Optimierung der Biegebalken: Höhe vs. Querschnitt

Die Nutzung von Material in Biegebalken ist für die Tragfähigkeit von großer Bedeutung. Die Belastung wird in ein Paar von Druck- und Zugkräften umgewandelt. Zur Verbesserung der Leistung ist die Tragfähigkeit umso höher, je größer die Höhe (oder Tiefe) des Balkens in der Biegeebene ist. Daher ist es nicht immer notwendig, den gesamten Querschnitt des Bauteils zu vergrößern, sondern nur dessen Höhe, was eine ausreichende Trägheit und Masse gewährleistet, um schubsteif zu sein. Dies kann jedoch manchmal unpraktisch sein, wenn aufgrund funktionaler Anforderungen an die Räume auf den Einsatz von Flachbalken zurückgegriffen werden muss.

Tragwerkslösungen: Balkenlagerung und die Veranda

Balken werden mit unterschiedlichen Lagerlösungen konstruiert, wodurch die Belastungsbedingungen sehr unterschiedlich sind und folglich auch die Bemessung der Bauteile variiert. Die Veranda bezeichnet die Verbindung von Balken und Stützen mit einer mehr oder weniger starren Verbindung zu einer strukturellen Einheit. Diese Träger nehmen in der Regel die Lasten der Deckenplatten auf und leiten sie an die Pfeiler weiter, welche wiederum als strukturelle Mechanismen auf Biegung arbeiten. Bei mehrstöckigen Gebäuden und größeren Spannweiten sind mehrere Veranden in den Bauplänen vorgesehen.

Fachwerkträger und traditionelle Ausfachung

Die Fachwerkträger sind Holzrahmenkonstruktionen, die in der Lage sind, eine massive Wand in einem Gebäude zu ersetzen. Sie bestehen aus vertikalen Stücken, die mit horizontalen verbunden sind, sowie aus schrägen Stücken oder Klammern, die zur Verhinderung von Verformungen eine Triangulation bilden.

Im traditionellen Bauwesen werden die Wandzwischenräume zwischen den Holzstücken des Rahmens mit verschiedenen Materialien gefüllt (Ausfachung), abhängig von historischen oder geografischen Varianten, wie zum Beispiel:

• Lehm (Kolben)
• Ziegel oder Steinmauerwerk
• Mauerwerk
• Schlechte Materialien wie Gips (Yesones), sofern der Außenputz den Schutz des Fachwerksystems gewährleistet.

Elemente der traditionellen spanischen Holzbauweise

Die traditionelle spanische Architektur besteht aus einer Schwelle (Umbrale/Solera), die auf dem Fundament oder Sockel aufliegt. Auf dieser Schwelle ruhen die Pfosten oder Stützen, die wiederum an der Spitze auf einem Riegel (Carrera) aufliegen, entweder direkt oder über einen Schuh (Zapfenverbindung).

Diese Verbindung wird durch schräge Teile, die Streben (Klammern), oder durch kurze vertikale Stücke, die Virotillos, konsolidiert. Besonders widerstandsfähige Eckpfosten, die in den Abschnitten eines oder mehrerer Stockwerke gesetzt sind und dicker als 25 cm sind, werden als Hörner bezeichnet.

Zusammen mit Tür- und Fensteröffnungen gibt es Pfosten, die oben und unten mit der Öffnung verbunden sind: die Stürze und Brüstungen. Dies führt zu kürzeren Stücken zwischen Sockelpfosten und Riegel, die als Pilarejo bezeichnet werden.

Wenn die Konstruktion einen Boden oder eine Decke tragen muss, werden die Balken zwischen den Riegeln und den Auflagern platziert. Die Balken des Bodens stützen sich auf Riegel, die durch den Estrich abgedeckt und, wenn möglich, im rechten Winkel zu den Balken angeordnet sind, um die Lastverteilung im oberen Stockwerk zu gewährleisten.