Hochschulsport unter Fachwerkträgern
Stabdübel entscheidend bei Umsetzung von komplexer Dachkonstruktion
Maßgeblich verantwortlich für die Holzkonstruktion war die Firma Scharf Systembauelemente e.K. Ihre Anforderungen an die statisch anspruchsvollen Fachwerkbinder sahen die Planer am besten in den selbstbohrenden Stabdübeln des Herstellers Heco erfüllt. Um die Attraktivität des Hochschulsports zu steigern, beschloss die Hochschule Harz, ein neues Sportzentrum zu bauen.
Seit einiger Zeit gibt es auf dem Campus bereits einen Außensportbereich, der bei den Studierenden sehr beliebt ist. Aus diesem Grund will die Hochschule das Angebot an Sportmöglichkeiten ausweiten. Einen Fitnessbereich gab es bereits, jedoch lag dieser – wenig zeitgemäß – in einem Kellergeschoss. Daher entsteht seit Mitte 2022 auf dem Gelände der Hochschule ein zweigeschossiger Neubau, der als Sportzentrum genutzt werden soll.
Das Obergeschoss wird zukünftig einen großzügigen Fitness- und Gymnastikbereich beherbergen, während Büro- und Lagerräume sowie Umkleiden und Sanitärräume im Erdgeschoss Platz finden.
Ein wichtiges Kriterium für die Hochschule war die Nachhaltigkeit des Gebäudes: So sollten möglichst nur zertifizierte und nachwachsende Baumaterialien verwendet werden – ein Holzbau war daher naheliegend. Das Bau- und Liegenschaftsmanagement Sachsen-Anhalt/Baubüro Halberstadt startete ein Ausschreibungsverfahren und vergab den Auftrag schlussendlich an das Unternehmen Scharf Systembauelemente e.K. aus Wolkenstein im Erzgebirge, das die Dachkonstruktion samt Holzrahmenbauaußenwänden sowie die Fassade plante und umsetzte.
Satteldach mit flachen Fachwerkträgern
Die Firma Scharf fertigte in ihrer Werkstatt zunächst die zehn Fachwerkbinder an, die die Dachkonstruktion tragen. Um eine maximale Raumhöhe zu ermöglichen, entschieden sich die Planer für ein Satteldach mit flachen Fachwerkträgern.
Hier stießen sie auf ein Problem: Aufgrund der besonders flachen Neigung des Daches war es nicht möglich, gewöhnliche Stabdübel zu verwenden. Die Planer von Scharf Systembauelemente e.K. wählten daher das Modell WS-T des Befestigungsspezialisten Heco-Schrauben. Die Stabdübel sind mit einer Dicke von gerade einmal 7 mm sehr dünn und hochfest und waren ideal geeignet für die anspruchsvolle Konstruktion. Insgesamt kamen 4160 Stabdübel von Heco zum Einsatz.
Konkret werden die Stabdübel als Verbindungsmittel in den Knoten benötigt. Zunächst wurden die Brettschichthölzer des Binders mit der firmeneigenen Abbundanlage K2i eingeschlitzt, dann wurde ein dünnes Stahlknotenblech eingesetzt.
Durch die sehr gedrungene Geometrie und daraus resultierenden hohen Anschlusskräfte im Fachwerkträger lagen die Bleche in den meisten Knoten doppelt.
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Um die Stahlknotenbleche im Knoten kraftschlüssig zu verbinden, wurden die Heco-Stabdübel WS-T verwendet. Da diese selbstschneidend sind, mussten die Stahlknotenbleche nicht vorgebohrt werden – eine wesentliche Zeitersparnis. Die Zimmerleute von Scharf Systembauelemente e.K. nutzten für die Setz- und Einbringarbeiten der Stabdübel von Heco gemietete Setzgeräte.
"Mit korrekt eingestelltem Vorschub funktionierte das Setzen perfekt. Das hat uns die Arbeit deutlich erleichtert. Ein weiterer großer Vorteil war das Teilgewinde oben am Stabdübel, was dafür sorgt, dass dieser sich praktisch wie eine Schraube millimetergenau platzieren lässt und der Stabdübel gleichzeitig lagesicher fixiert ist", berichtet Diplom Bauingenieur Robin Scharf, der maßgeblich an der Planung und Umsetzung der Dachkonstruktion beteiligt war.
Da die Stabdübel im Durchmesser relativ dünn sind und gleichzeitig ein hohes Fließmoment aufweisen, konnten die Zimmerleute sie mit sehr geringerem Abstand zueinander in vergleichsweise kleine Stahlknotenbleche einsetzen. So ergaben sich ein guter Formschluss und eine hohe Steifigkeit des Gesamtsystems.
Verformung ist deutlich geringer
"Dadurch, dass die Stabdübel von Heco selbstvorbohrend sind, herrscht im eingebauten Zustand ein Formschluss zwischen Stahlblech und Dübel, welche eine höhere Steifigkeit der Binder erzielt. Die Verformung ist damit deutlich geringer, im Vergleich zur Verwendung handelsüblicher Stabdübel mit gebohrten Stahlblechen, bei denen der Bohrdurchmesser 1 Millimeter größer als der Stabdurchmesser ist", erklärt Robin Scharf.
Nach der Fertigstellung der Fachwerkbinder wurden diese auf das Gelände der Hochschule gebracht. Dort stand bereits die Rohbaukonstruktion. Die Binder wurden mit einem Kran in die richtige Position gebracht und auf Betonstützen fixiert. Zug um Zug wurden die Fachwerkbinder mit den vorgefertigten Dachelementen montiert. Für die Montage der Dachkonstruktion benötigten die Zimmerleute insgesamt zwei Tage.
Im Anschluss daran wurden die bereits vorgefertigten Holzrahmenbauwandelemente gesetzt. Zudem erhielt das Gebäude noch eine Holzfassade aus horizontalen Rhombusleisten.
Das abschließende Fazit von Robin Scharf fällt sehr positiv aus: "Wir waren wirklich sehr zufrieden mit den Stabdübeln und Setzgeräten von Heco und würden sie jederzeit auch wieder verwenden. Von den Dübeln war ich persönlich besonders angetan, weil sie sich statisch gut rechnen und auch gut montieren ließen."
