Nicht mehr nutzen, als nachwächst!

„Wie bei kaum einem anderen Baustoff bestimmt beim Holz die Verbindung die Wahl der Tragkonstruktion und die Ausbildung des jeweiligen Tragwerks. Dies ist auf die ausgeprägte Anisotropie, d.h. auf die je nach Beanspruchungsrichtung stark unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften des Holzes zurückzuführen.“

[Quelle: Steurer, Anton <1947 – >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. — Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. — 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. — Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. — ISBN 978-3-7643-7164-7. — S. 136.]

physikalischen Eigenschaften des Holzes zurückzuführen.“

1. Traditionelle Holzverbindungen – traditional junctions

Holzverbindungen ohne Verbindungsmittel aus Metall werden auch unzutreffend als zimmermannsmäßige Holzverbindungen bezeichnet. Traditionelle Holzverbindungen übertragen Kräfte vorwiegend durch Druck. Durch Zugkräfte beanspruchte Anschlüsse (z.B. Hängewerke) waren für die früheren Holzbauer eine besondere Herausforderung.
Abb.: Übersicht über traditionelle Holzverbindungen
[Bildquelle: Meyers großes Konversations-Lexikon. — DVD-ROM-Ausg. Faksimile und Volltext der 6. Aufl. 1905-1909. — Berlin : Directmedia Publ. —2003. — 1 DVD-ROM. — (Digitale Bibliothek ; 100). — ISBN 3-89853-200-3. — s.v. Holzverband]

„Holzverband (Holzverbindung, hierzu Tafel ð »Holzverband«), die Verbindung zweier Hölzer durch eine geeignete Form ihrer Berührungsflächen ohne oder mit Anwendung besonderer Befestigungsmittel (hölzerner oder eiserner Nägel, Klammern, Schrauben, Bänder, Bügel, Schuhe u. dgl.). Werden die eisernen Befestigungsmittel zu gewissermaßen selbständigen Konstruktionsteilen, wie z. B. die Hängeeisen, Schuhe etc. bei ð Hängewerken (s. d.), so spricht man von Holzeisenverbänden. Der Holzverband bezweckt entweder
– eine Verlängerung von Hölzern in meist wagerechter oder lotrechter Richtung, oder
eine Verstärkung von Hölzern durch Verbindung derselben nach ihrer Dicke, oder
eine Zusammensetzung von Hölzern unter einem rechten, einem spitzen oder einem stumpfen Winkel.

Nach den Grundformen der Berührungsflächen der Hölzer werden unterschieden: Der Stoß und zwar der gerade Stoß, wenn er rechtwinklig ist (Fig. 1); er entspricht bei der Zusammensetzung von Bohlen in einer Ebene der stumpfen Stoßfuge (Fig. 1a); der schräge Stoß (Fig. 2) und der Stoß auf Gehrung (Fig. 3), der bei der Zusammensetzung von Bohlen unter einem Winkel der schrägen Stoßfuge (Fig. 3a) entspricht. Zu einiger Befestigung kann, wenn nicht geleimt wird, eine eiserne Klammer dienen (Fig. 1b). Die Versatzung, und zwar die gerade Versatzung (Fig. 4); die schräge Versatzung (Fig. 5), der bei Verbindung längerer, zu verstärkender Balkenstücke die Verzahnung (Fig. 5a) entspricht; die gebrochene Versatzung (Fig. 6), der bei Verbindung von Bohlen zu einer Spundwand die Keilspundung (Fig. 6a) entspricht. Das Blatt und zwar das gerade Blatt mit geradem Stoß (Fig. 7), dem bei Verbindung von Bohlen zu einem Fußboden die Übersätzung (Fig. 7a) entspricht; das gerade Blatt mit schrägem Stoß (Fig. 7b); das schräg gestoßene gerade Blatt mit Zapfen (Fig. 7c); das schräge Blatt (Fig. 8) und das Hakenblatt, das entweder ein gerades Hakenblatt mit geradem Stoß (Fig. 9), dem bei der Verstärkung von Balken die Verschränkung (Fig. 9a) entspricht, oder ein gerades Hakenblatt mit schrägem Stoß (Fig. 10a), oder ein verstecktes gerades Hakenblatt (Fig. 10b) oder ein schräges Hakenblatt (Fig. 10c), oder ein verstecktes schräges Hakenblatt (Fig. 10 e) ist, das schwalbenschwanzförmige Blatt mit Brüstung (Fig. 10d). Der Zapfen und zwar der Blattzapfen (Fig. 11), dem bei Zusammensetzung von Bohlen die Verzapfung (Fig. 11a) entspricht; der Schlitzzapfen (Fig. 12); der gerade oder Nutzapfen (Fig. 13), dem bei der Verbindung von Bohlen zu einer Spundwand die quadratische Spundung (Fig. 13a.) entspricht; der zurückgesetzte gerade Zapfen (Fig. 13b, der an Ecken verwendet wird; der doppelte gerade Zapfen (Fig. 13c); der Keilzapfen (Fig. 14), der in dem schwalbenschwanzförmig erweiterten Zapfenloch mittels kleiner, vorher lose eingesteckter Keile befestigt wird, und dem bei der Verbindung von Bohlen in einer Ebene das Nuten auf den Grat (Fig. 14a) entspricht; der Brustzapfen (Fig. 15); der Schwalbenschwanzzapfen (Fig. 16), der in das erweiterte Zapfloch eingeführt und dort vermittelst eines kleinen Brettstückes befestigt wird; ihm entspricht bei Verbindung von Bohlen unter einem Winkel die Verzinkung (Fig. 16a); der Kreuzzapfen (Fig. 17), dem bei der Verlängerung von Pfählen, die eine ruhende Last zu tragen haben, das Anschäften (Fig. 17a) entspricht.
Fast alle Blatt- und Zapfenverbindungen müssen mittels Holznägel gesichert werden. Der Kamm und zwar der einfache Kamm oder einfache Seitenkamm (Fig. 18) und der doppelte oder Mittelkamm (Fig. 19), denen bei der Verbindung von Bohlen in einer Ebene Nut und Feder (Fig. 18a u. 19a) entsprechen; der schwalbenschwanzförmige Kamm (Fig. 20), dem bei der Verbindung von Bohlen unter einem Winkel die verdeckte Verzinkung (Fig. 20a) entspricht; der weißschwanzförmige Kamm (Fig. 21); der Kreuzkamm (Fig. 22).
Soll die Oberfläche der nach V verbundenen Hölzer in einer Ebene liegen, so wird aus dem Kamm die Überblattung, und man spricht dann von einfacher (Fig. 23), versetzter (Fig. 24), schwalbenschwanzförmiger (Fig. 25), schräger (an Ecken; Fig. 26) Überblattung. Schräg gerichtete Hölzer werden mit wagerechten, die nicht in derselben Lotebene liegen, durch Klauung (Aufklauung) verbunden; man unterscheidet einfache Ausklauung (Fig. 27) und Stegklauung (Fig. 28). Treffen sich zwei schräge Hölzer verschiedener Lotebenen, so wird Schiftung (Anschiftung) erforderlich. Fig. 29 zeigt die einfache Schiftung, Fig. 30 die Klauenschiftung. Bei Anwendung der unter I-VIII bezeichneten Verbindungsweisen von Hölzern spricht man von einem Stoßen, Versatzen, Verblatten, Verzapfen, Verzinken, Verkämmen, Aufklauen und Anschiften derselben. Die lotrechte Verlängerung zweier Hölzer wird durch Aufpfropfen hergestellt. Zur Sicherung der Verbindung dienen dabei ein eiserner Dorn (Fig. 31) oder Flacheisenschienen (Fig. 32) oder ein gusseiserner Schuh (Fig. 33) oder eine Überschneidung und Umlegung von eisernen Bändern (Fig. 34). Zur Aneinanderfügung von Hölzern mit ihren Langseiten dienen bei Balken die Verdübelung oder Verzahnung, s. ð Dübel und ð Träger.“ [Quelle: Meyers großes Konversations-Lexikon. — DVD-ROM-Ausg. Faksimile und Volltext der 6. Aufl. 1905-1909. — Berlin : Directmedia Publ. —2003. — 1 DVD-ROM. — (Digitale Bibliothek ; 100). — ISBN 3-89853-200-3. — s.v. Holzverband]

Die Leistungen, die mit diesen klassischen Holzverbindungen möglich waren, nötigen auch einem modernen Architekten und Zimmermeister wie Johannes Wetzel zu Recht alle Achtung ab:

„Mit den erwähnten „klassischen“ Holzverbindungen waren Bauleistungen möglich geworden, die uns noch heute die größte Achtung abnötigen. Erwähnt seien hier nur die Brückenbauten des Altertums oder die Lehrgerüste in Holz, die z. B. die Römer für ihre gemauerten Bauwerke errichtet haben. Bei uns in Mitteleuropa, und ganz besonders im alpenländischen Raum, erlebte diese zimmermannsmäßige Holzbaukunst seit dem 18. Jahrhundert noch einmal eine Blütezeit. Einzelne hochbegabte Zimmerleute, bisweilen ganze Familien, wagten sich an die Ausführung etwa von Brückenbauwerken mit Spannweiten bis zu hundert und mehr Metern. Sie gingen rein empirisch vor, bauten aus einem sicheren Instinkt heraus und mit größtem handwerklichem Können, denn Berechnungsgrundlagen waren so gut wie nicht vorhanden. Häufig wurden bei der Planung maßstabsgerechte Modelle in Holz ausgeführt und bis zum Bruch belastet; die so ermittelten Werte für Querschnitte, Versatztiefen usw. bildeten die Grundlage für die endgültige Ausführung, wobei im allgemeinen eine drei- bis vierfache Sicherheit angenommen wurde. In derselben Weise entstanden freitragende Dachstühle für Kirchen — neben bisweilen geradezu raffinierten Turmhelm-Konstruktionen — und später auch für Reit- und Versammlungshallen.Im Ganzen blieb es jedoch bei Einzelleistungen; der Aufwand an Bauholz war, verglichen mit heutigen Zahlen, meist groß, und eine Fortentwicklung zu noch größeren Spannweiten wie zu einer erweiterten Anwendung bereits bekannter, sozusagen „normaler“ Konstruktionen war in der herkömmlichen Weise nicht mehr möglich.“ [Quelle: Wetzel, Johannes: Vom Bauen mit Holz und seiner Geschichte. — In: Hoffmann, Kurt ; Griese, Helga: Bauen mit Holz : Form, Konstruktion u. Holzschutz = Building with wood = Le bois dans le bâtiment / Kurt Hoffmann u. Helga Griese. Erl. an etwa 100 Beisp. d. In- u. Auslandes. Mit Beitr. von … — Stuttgart : J. Hoffmann, 1966. — 180 S. : Ill. ; 30 cm. — S. 8.]

Abb.: Anreißen – marking out
[Bildquelle: Kreditloser Kamerad / Wikimedia. — Public domain]

1.1. Längsverbindungen

1.1.1. Stoß

Abb.: Verschiedene Arten des Stoßes
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 82]

1.1.2. Anblattung

Verschiedene Arten der Anblattung
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 83]

1.2. Seitenverbindungen (Verbreiterungen)

Abb.: Verschiedene Arten der Spundung und Verbindungen nach der Breite
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 85]

Abb.: Strickbau mit Nut, Vrin, Graubünden, Schweiz
[Bild: A. Payer, 2008. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Grat- und Einschubleisten, Hirnleisten und Schwalbenschwänze, gestemmte Arbeiten
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 86]

Abb.: Gestemmte Arbeiten
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 87]

1.3. Konstruktionsbedingte Verknüpfungen

Abb.: Austragung einer Walmecke mit Gratklaunenschifter
[Bildquelle: Kreditloser Kamerad / Wikimedia. — Publuc domain]

1.3.1. Überblattungen und Überschneidungen – overlap joint

Abb.: Überblattungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 89]

1.3.2. Verzapfungen – tenon

Abb.: Verzapfungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 91]

1.3.3. Versatzungen

Abb.: Versatzungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 93]

1.3.4. Verkämmungen

Abb.: Verkämmungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 95]

1.3.5. Verklauungen

Abb.: Verklauungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 95]

1.3.6. Verzinkungen – dovetail

Abb.: Verzinkungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 96]

1.4. Hölzerne Hilfsmittel für Holzverbindungen

Abb.: Hölzerne Hilfsmittel für Holzverbindungen
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 77]

1.5. Holzverbindungen nach dem Yingzao Fashi (營造法式) (1100 n. Chr.)

Alle Abb. Wikipedia. — Public domain

2. Klebeverbindungen

!!! In Deutschland dürfen Klebeverbindungen an Konstruktionshölzern nur von Betrieben mit entsprechendem Qualifikationsnachweis ausgeführt werden!!!

„Die Leimtechnik war eine der großen, bahnbrechenden Neuerungen im Holzbau des letzten [20.] Jahrhunderts. Das Brettschichtholz öffnete dem Ingenieurbau buchstäblich eine neue Dimension.“[Quelle: Steurer, Anton <1947 – >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. — Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. — 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. — Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. — ISBN 978-3-7643-7164-7. — S. 58.]

Bahnbrechend war die Erfindung (Patent 1906) des lamellenverleimte Binders durch Zimmermeister Karl Friedrich Otto Hetzer (1846-1911). Den weiteren Weg beschreibt Johannes Wetzel:

„Einen weiteren Weg bietet neben Dübel und Nagel die Leimbauweise. Ebenfalls etwa um 1900 wurde der erste brauchbare Versuch unternommen, bei zusammengesetzten Querschnitten die punktförmige Verbindung mit (Holz-) Nagel und Schraubenbolzen durch eine Flächenverbindung zu ersetzen, wie sie sich in der Verleimung mit Kaltleim (Kaseinleim) anbot. Bahnbrechend war hier der lamellenverleimte Binder, wie ihn Otto Hetzer aus einem aus Kantholzquerschnitten verleimten, ersten Leimbinder entwickelt hatte, und wie er im ersten Viertel unseres Jahrhunderts in zahlreichen imponierenden Beispielen ausgeführt wurde. Auch hier die wirtschaftliche Verwendung von Brettquerschnitten, die erst zu einem tragenden Element zusammengefasst (verleimt) werden. Hemmend für eine Weiterentwicklung wirkte sich eigentlich nur die Tatsache aus, dass die damals bekannten Kaseinleime noch nicht wetterfest waren. So leitete denn auch die entscheidende Verbesserung des Verbindungsmittels Leim, die Entwicklung besserer, vor allem wetterfester Leime (heute weitgehend auf Kunstharzbasis), wie der Methoden zu ihrer großzügigen Anwendung, den Durchbruch zu den heutigen großen Erfolgen dieser Bauweise ein. Verleimte Holzquerschnitte können nach dem letzten Stand der Erprobung und Zulassung mit denselben statischen Werten berechnet werden wie das Vollholz, ja in Sonderfällen geht die Belastbarkeit sogar über die des natürlichen Holzquerschnittes hinaus, was umfangreiche Versuche nachgewiesen haben. Wie schon Hetzer erkannt hatte, ist es bei lamellenverleimten Vollquerschnitten möglich, den statisch wirksamen Querschnitt dem tatsächlichen Kräfteverlauf anzupassen und darüber hinaus durch Biegung der einzelnen Holzlamellen [S. 12] und ihre Verleimung im gebogenen Zustand nahezu jede gewünschte Bogenform wirtschaftlich und gestalterisch überzeugend herzustellen. Eine wichtige Ergänzung bedeutet dabei das heute mögliche Anlangen einzelner Bretter und Gurte (Bohlen) durch die, ebenfalls verleimte, Keilzinkung oder Schaffung (Voraussetzung: Präzisionswerkzeug bzw. -Maschine!), wodurch Einzellamellen wie ganze Gurte in praktisch beliebiger Länge und selbst für Zugbelastung geeignet hergestellt werden können. Auch im Holz-Leimbau bilden sich Sonderbauweisen heraus, deren Vorzüge in der jeweiligen Anwendungsmöglichkeit wie in der (Serien-) Fertigung gesehen werden. „ [Quelle: Wetzel, Johannes: Vom Bauen mit Holz und seiner Geschichte. — In: Hoffmann, Kurt ; Griese, Helga: Bauen mit Holz : Form, Konstruktion u. Holzschutz = Building with wood = Le bois dans le bâtiment / Kurt Hoffmann u. Helga Griese. Erl. an etwa 100 Beisp. d. In- u. Auslandes. Mit Beitr. von … — Stuttgart : J. Hoffmann, 1966. — 180 S. : Ill. ; 30 cm. — S. 10/12.]

Neben der Herstellung verschiedenster Holzwerkstoffe (siehe hier) gibt es im konstruktiven Holzbau u.a. folgende Leimkonstruktionen:

Hetzer-Träger (von Otto Hetzer <1846-1911>)
Wellstegträger (von Hanns Hess 1957)
Kämpf-Stegträger (von Gottfried Kämpf <1910 – 1966>)
Wolff-Stegträger (der Firma Wollf-Hallenbau GmbH.)
Dreieck-Streben-Bau-Träger
Trigonit-Träger

Abb.: Damit sich verleimte Bretter nicht verziehen, ist die richtige gegenseitige Lage wichtig
[Bildquelle: Ritchey 1908, S. 7]

Abb.: Zur Sperrwirkung sind mindestens drei Lagen zu verkleben
[Bildquelle: Ritchey 1908, S. 8]

Abb.: Um Verziehen zu minimieren, sind bei seitlicher Verklebung Latten (Bretter) in unterschiedlicher Lage zu verwenden
[Bildquelle: Ritchey 1908, S. 9]

Abb.: Glue laminated (Glulam) beams, Winter Garden, Sheffield, Yorkshire, Großbritannien. Höhe 22 m. Pringle Richards Sharratt Architects ; Buro Happold, 2003
[Bildquelle: IzaD™. — http://www.flickr.com/photos/hatemaster/870573951/in/set-72157600434849167/ . — Zugriff am 2009-11-17. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, keine Bearbeitung)]

2.1. Schäftung – scarf joint

Abb.: Schäftung – scarf joint
[Bildquelle: SilentC / Wikipedia. — GNU FDLicense]

2.2. Keilzinkung – finger joint

Abb.: Keilzinkung
[Bildquelle: VanDerMouche. — http://www.flickr.com/photos/mgoulet/2063793123/. — Zugriff am 2009-10-29. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike) ]

3. Holzverbindungen mit Verbindungsmitteln aus Metall

Holzverbindungen mit Verbindungsmitteln aus Metall werden auch unzutreffend als ingenieurmäßige Holzverbindungen bezeichnet.

Aus der fast unübersehbaren Fülle von Produkten kann nur eine kleine Auswahl vorgestellt werden. Weiteres entnehme man den Katalogen der Anbieter.

Bei allen freiliegenden Metallteilen ist zu beachten, dass freiliegendes Metall im Brandfall plötzlich versagt. Es ist besser, tragende Metallverbindungen ins Innere des Holzes zu legen, bzw. zu überdecken. Alle metallischen Verbindungen bedürfen ebenso wie Konstruktionsholz der bauamtlichen Zulassung.

3.1. Stabdübel, Passbolzen, Bolzen, Gewindestangen

Stabdübel
selbstbohrende Stabdübel (mit Unterkopfgewinde und spezieller Bohrspitze)
Passbolzen
Bolzen – bolt
Bolzenanker- anchor bolt
Gewindestangen – thread rod /studding

Abb.: Stabdübel
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Bolzenverbindung
[Bildquelle: Kristina Walter / Wikipedia. — Public domain]

Abb.: Schäftung mit Bolzenverbindung, Schwäbisch Hall, Deutschland
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Gewindestange – thread rod /studding
[Bildquelle: Last Hero. — http://www.flickr.com/photos/uwe_schubert/3661784433/ . — Zugriff am 2009-10-29. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, share alike)]

Abb.: Bolzenanker zur Verbindung von Balken mit Mauern
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Anwendung des vorherigen Ankers
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Spannschloss
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.2. Nägel, Klammern und Schrauben – nails, staples and screws

Nägel – nail – ตะปู
Klammern – staple
Schrauben – screw – สกรู

Abb.: Beinageln = toe-nailing (Fig. 606) und Schrägnageln
[Bildquelle: Wheeler, Charles Gardner <1855 – >: Woodworking for beginners : a manual for amateurs. — New York : Putnam’s, 1900.]

Abb.: Blindnageln – blind-nailing
[Bildquelle: Radford’s, 1912]

Damit Nagelverbindungen nicht durch Quellen des Holzes gelockert werden, empfiehlt es sich oft Nägel schräg einzuschlagen (beinageln und schrägnageln).

Abb.: Bolzen und Schrauben um 1915
[Bildquelle: French ; Ives, 1915]

Handwerkzeuge
- Hammer – hammer – ค้อน
- Schraubendreher – screwdriver – ไขควง
- Versenkstift / Nageltreiber — bolt to drive in nails
Elektrowerkzeuge
- Hand-Bohrmaschinen – portable electric drill – สว่าน
- Bolzenschussgerät – nail gun (pneumatic nailer)
- Tacker – pneumatic stapler (staple gun, hammer tacker)

Abb.: Klauenhammer – claw hammer
[Bildquelle: Shakespeare / Wikiepdia. — GNU FDLicense]

Abb.: Framing hammer
[Bildquelle: Luigizanasi / Wikipedia. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, share alike)]

Abb.: Japanischer Hammer – Gennō ( 玄翁 / 玄能)
[Bildquelle: Theo / Wikipedia. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, share alike)]

Abb.: Ankernägel Ankernägel (ring shank nails)
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Schraubnägel (screw-shank nails)
[Bildquelle: StromBer / Wikipedia. — GNU FDLicense]

Abb.: Schraubenkopfformen
[Bildquelle: Wela49 / Wikiepdia. — Public domain]

Abb.: Schraubenkopfformen
[Bildquelle: One half 3544 / Wikipedia. — Public domain]

Abb.: Kreuzschlitzschraubendreher – Phillips screw driver
[Bildquelle: Wizard191 / Wikimedia. — GNU FDLicense]

Abb.: Bauklammer
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.3. Ringdübel, Scheibendübel, Scheibendübel mit Zähnen oder Dornen (Einpressdübel)

Wie der Bauingenieur Anton Steurer feststellt, war der Übergang zum runden Einpressdübel eine konstruktive Revolution:

„Die geringe Scherfestigkeit von Holz begrenzte die Leistungsfähigkeit der traditionellen Verbindungen des Zimmermanns rigoros. Dies bestimmte die Gesamtkonstruktion und manifestierte sich in entsprechend voluminösen Formen. Erst das Aufkommen von Zusatzbauteilen mit besseren Festigkeitseigenschaften bewirkte einen entscheidenden technologischen Fortschritt, der für die Entwicklung neuer Verbindungen ausschlaggebend war: Das Mittel zum Verbinden – das Verbindungsmittel schlechthin war geschaffen. […]Die Entwicklung tauglicher Fräs- und Bohrwerkzeuge versetzte den Zimmermann Anfang des 20. Jahrhunderts unvermittelt in die Lage, runde Einschnitte und Löcher ins Holz mit Leichtigkeit und Präzision zu fertigen. Daneben ermöglichte der stetige Fortschritt in der Stahlproduktion Erzeugnisse, die sich preiswert und massgenau in Serie herstellen liessen. Beide Umstände führten beim Verbindungsmittel zum Wechsel von der rechteckigen zur runden Form und vom Hartholz zu Stahl: Der Schritt zum mechanischen Verbindungsmittel war getan.“ [Quelle: Steurer, Anton <1947 – >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. — Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. — 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. — Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. — ISBN 978-3-7643-7164-7. — S. 146]

Ringdübel: werden in ausgefräste Ringnute eingesetzt
Geschlitzter Ringdübel
Zahnringdübel (Alligator-Ring)
Scheibendübel
Scheibendübel mit Zähnen oder Dornen (Einpressdübel) – toothed washer

Abb.: Ringdübel

[Bildquelle: Staudacher, Emil <1898 – >: Der Baustoff Holz : Beiträge zur Kenntnis der Materialeigenschaften und der Konstruktionselemente. — Zürich : Leemann, 1936. — XII, 111 S. : Ill. ; 24 x 17 cm. — Zugl. Diss., ETH Zürich. — S. 82. — Online: http://e-collection.ethbib.ethz.ch/eserv/eth:21447/eth-21447-02.pdf. — Zugriff am 2009-12-02]

Abb.: Verbindung mit Ringdübeln

[Bildquelle: Staudacher, Emil <1898 – >: Der Baustoff Holz : Beiträge zur Kenntnis der Materialeigenschaften und der Konstruktionselemente. — Zürich : Leemann, 1936. — XII, 111 S. : Ill. ; 24 x 17 cm. — Zugl. Diss., ETH Zürich. — S. 84. — Online: http://e-collection.ethbib.ethz.ch/eserv/eth:21447/eth-21447-02.pdf. — Zugriff am 2009-12-02]

Abb.: Einpressdübel (Scheibendübel) mit doppelseitigen Zähnen – toothed washer
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Einpressdübel (Scheibendübel9 mit einseitigen Zähnen – toothed washer
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Montage und Wirkungsweise von Einpressdübel und Ringdübel
[Zeichnung: A. Payer. — Public domain]

3.4. Eingeklebte Stahlstäbe / Gewindestangen

Gewindestangen werden z.B. mit Zweikomponentenklebstoff auf der Grundlage von Epoxydharz eingeleimt.

3.5. Nagelplatten – timber connector

Die Nagelplatte aus einem Stück entwickelte sich aus der Kombination Stahlplatte plus Nägel.

Abb.: Dachkonstruktion mit Nagelplatte – timber connector
[Bildquelle: FWnetz. — http://www.flickr.com/photos/40833837@N00/460324219/ . — Zugriff am 2009-11-23. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Nagelplatten sind Stahlbleche mit nagelförmigen Ausstanzungen, die auf eine oder beide Seiten rechtwinklig herausgebogen sind. Man presst sie mit hydraulischen Pressen in die Hölzer. Nagelplatten wurde schon 1891 »Zackenblech« patentiert.

Nagelplatten sind eine Weiterentwicklung der Flächennagelung. Diese brachte einen großen Fortschritt für Binderkonstruktionen, wie Johannes Wetzel zeigt:

„Eine andere Lösung der heiklen Knotenpunkte brachte die Nagelbauweise. Neu daran ist die Verwendung des längst bekannten Nagels oder Drahtstiftes mit relativ geringer Einzeltragkraft in einer Flächennagelung, die bei sachgemäßer Anwendung erhebliche Kräfte zu übertragen imstande ist. Die vermeintliche Schwäche der Nagelbauweise, keine dickeren Holzquerschnitte zu bewältigen, ist in Wirklichkeit ihre Stärke. „Einfache Bretter“ rücken zu konstruktiv nutzbaren Baugliedern auf, die Holzkosten sind entsprechend niedrig, und die Herstellung erfordert, sehr im Gegensatz zu anderen Verfahren, kaum besondere Betriebseinrichtungen. So hat sich der Nagelbinder für kleinere und mittlere Spannweiten immer mehr durchgesetzt, zumal er mittlerweile, entgegen mancher anfänglichen Befürchtung, auch eine recht ansehnliche Lebensdauer bewiesen hat.“ [Quelle: Wetzel, Johannes: Vom Bauen mit Holz und seiner Geschichte. — In: Hoffmann, Kurt ; Griese, Helga: Bauen mit Holz : Form, Konstruktion u. Holzschutz = Building with wood = Le bois dans le bâtiment / Kurt Hoffmann u. Helga Griese. Erl. an etwa 100 Beisp. d. In- u. Auslandes. Mit Beitr. von … — Stuttgart : J. Hoffmann, 1966. — 180 S. : Ill. ; 30 cm. — S. 10.]

Der Bauingenieur Anton Steurer bemerkt dazu:

„Die an sich einfache Kombination von Stahlplatte und Nagel ergibt letztlich einen effizienten Anschluss für große Kräfte. Die Platte verteilt die angreifende Kraft gleichförmig auf die vielen einzelnen Nägel. Dies führt zu einer gleichmäßigen Beanspruchung im Holz, was für Krafteinleitungen optimal ist.“[Quelle: Steurer, Anton <1947 – >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. — Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. — 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. — Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. — ISBN 978-3-7643-7164-7. — S. 56]

3.6. Stahlteile und Stahlblechformteile

Abb.: Verbindung durch Stahlteile, Spannweite der Trägers 24 m, Stowe Mountain Ski Resort, Vermont, USA
[Bildquelle: Vermont Timber Works Inc. / Wikimedia. — Creative Commoons Lizenz (Namensnennung, share alike)]

Abb.: Holzverbindung mit Lochplatte und Winkelverbindern
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.6.1. Loch- und Winkelbleche

Abb.: Lochplatte
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: T-Flachverbinder
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Flacher Eckverbinder
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Abstandshalter
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.6.2. Winkelverbinder

Abb.: Schwerlastwinkel
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.6.3. Stützenfüße – post base

Abb.: Stützenfuß (post base)
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.6.4. Auflagergelenke und Firstgelenke

Abb.: Balkenschuh (joist hanger), an Hauswand montiert
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Balkenschuh (joist hanger)
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Balkenschuh (joist hanger)
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Knagge
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Sparrenpfettenanker
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: Verbinder (metal connector)
[Bild: A. Payer, 2009. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

3.6.5. Knotenbleche (gusset plate) für Schlitze bei mehrschnittigen Stabdübelverbindungen

Abb.: Konstruktion: mehrschnittige Stabdübelverbindung

[Vorlage der Abb.: Steurer, Anton <1947 – >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. — Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. — 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. — Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. — ISBN 978-3-7643-7164-7. — S. 42.]

Solche Knotenplatten und Stabdübel können aus Stahl oder Hartholz (Dübel) und Hartholzsperrholz (Knotenplatte) sein. Wenn man beidseits auf das Holz Sperrholzplatten aufleimt, verhindert das das Aufspalten des eingeschnittenen Balkens.

Das Holz des Balkens ist entweder in mehrere Einzelquerschnitte aufgeteilt oder mit Sägeschlitzen versehen.

Bei der Greimbauweise (von Walther Greim) werden statt Stabdübeln Nägel durch das Holz und die Bleche getrieben. Dabei werden die Bleche nicht vorgebohrt, sondern die Nägel durch die ungelochten Knotenbleche getrieben.

3.7. Anschlussgabeln für Knotenkugeln

Raumfachwerke können verbunden werden durch die Kombination Knotenkugel aus Stahl mit Schraubbohrungen – hochfeste Schraube – Anschlussgabel aus Gusseisen, in Balken eingelassen – hochfeste Stahldübel durch Balken und Anschlußgabel.

3.8. Scharniere für Montagestöße

Für BSB™ (Blumer-System-Binder) gibt es vorgefertigte Scharnier-Anschlüsse mit Steckbolzen. Dies erlaubt eine einfache Montage der vorgefertigten Träger.

4. Verstärkungen und Bauteile

Abb.: Horizontal bridging
[Bildquelle: Cyclopaedia, 1907]

Abb.: Diagonal bridging
[Bildquelle: Cyclopaedia, 1907]

Abb.: Cross-bridging
[Bildquelle: Cyclopaedia, 1907]

Abb.: Vergitterter Holzträger mit Zuggurt aus Stahl – Howe truss (nach William Howe <1803 – 1852>)
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895, S. 88]

Abb.: Holzträger um 1905
[Bildquelle: Meyers großes Konversations-Lexikon. — DVD-ROM-Ausg. Faksimile und Volltext der 6. Aufl. 1905-1909. — Berlin : Directmedia Publ. —2003. — 1 DVD-ROM. — (Digitale Bibliothek ; 100). — ISBN 3-89853-200-3. — s.v. Träger]

Abb.: Dachbinder um 1909
[Bildquelle: Cyclopedia, 1909]

Abb.: Pratt truss
[Bildquelle: ZabMilenko / Wikipedia. — GNU FDLicernse]

Abb.: Brücke mit Town’s lattice truss – Gitterträger nach Ithiel Town <1784 – 1844>
[Bildquelle: Chris Light / Wikipedia. — GNU FDLicense]

Abb.: Runder Fachwerkbinder um 1910
[Bildquelle: Opderbecke, 1913. — S. 192]

Abb.: Bildung runder Bohlenbinder um 1910
[Bildquelle: Krauth-Meyer 1895]

Abb.: Bodenträger
[Bildquelle: super-structure. — http://www.flickr.com/photos/jason_coleman/286369076/. — Zugriff am 2009-11-04. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Abb.: I-beams
[Bildquelle: retropc. — http://www.flickr.com/photos/retropc/3446588790/ . — Zugriff am 2009-11-17. — Creative Commons Lizenz (Namesnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]

Ein Schritt zum Baukasten ist das Holzmodul STEKO^®, das Anton Steurer schildert:

„Ein Bauteil besonderer Art ist das an der ΕΤΗ Zürich entworfene und in Zusammenarbeit mit der Praxis um 1990 entwickelte Holzmodul STEKO. Geleitet von der Idee der Verwendung von Schwachholz, welches als dünne Brettquerschnitte kreuzweise verleimt ein abgesperrtes Modul ergibt, resultierte daraus ein «Baustein» für Wände, welcher beide Bedingungen, preiswert und nachhaltig, in offensichtlicher und selbsterklärender Weise erfüllt: Ein «Baustein», welcher leichthändig, einfach und ohne weitere Bearbeitung baukastenmäßig über einen mechanischen Verbund auf den anderen gesteckt und in Kürze zur ganzen Mauer verlegt wird. Ein breit angelegtes Forschungsprogramm unter der Federführung der ΕΤΗ Zürich schuf die wissenschaftlich gesicherten Grundlagen zum statischen Verhalten, zur Bauphysik, zum Brandverhalten, zur angepassten Haustechnik bis hin zu den Produktionsrichtlinien, welche für die gesicherte Praxisverwendung notwendig sind.“ „Während die Raumzellen eher für Bauwerke mit mittlerer Alterserwartung konzipiert sind, bietet das durch die ΕΤΗ Zürich gemeinsam mit der Holzbaupraxis in den Jahren 1994-96 entwickelte STEKO-Modul eine Alternative zum konventionellen Rahmenbau. Das kleinformatige, aber vollflächige STEKO-Holzmodul wird ähnlich den Lego-Steinen schnell und einfach, Stück für Stück, ohne Mörtel oder Klebstoff aufeinander gesteckt. Ein Bausystem, welches die Vorteile industrieller Fertigung und individuellen Bauens vereint. Das Kernstück des STEKO-Wandsystems bildet ein Holzmodul mit den Abmessungen von 160 mm χ 320 mm χ 640 mm. Das handliche Modul besteht aus fünf Lagen Massivholz, die kreuzweise verleimt sind, was hohe Massstabilität gewährleistet. Die einzelnen Module sind durch einen speziellen Steckverbund miteinander gekoppelt, sodass auch ein optimaler Verbund der Ecken sowie der Zwischenwandanschlüsse gewährleistet ist.“ [Quelle: Steurer, Anton <1947 – >: Entwicklung im Ingenieurholzbau : der Schweizer Beitrag. — Basel [u.a] : Birkhäuser, 2006. — 336 S. : Ill. ; 23 x 25 cm. — Engl. Ausg. u.d.T.: Developments in timber engineering. — ISBN 978-3-7643-7164-7. — S. 66, 224]

Abb.: Quervorgespannte Platte aus hochkant gestellten Brettern / Brettschichtholzträgern / verleimten Lamellen (QS-Platte)
[Bildquelle: ©http://www.informationsdienst-holz.de/shops/bwl/Br_cken.pdf. — Zugriff am 2009-12-03]

Abb.: Einfach unterspannte Brücke mit QS-Holzplatte als Fahrbahn
[Bildquelle: ©http://www.informationsdienst-holz.de/shops/bwl/Br_cken.pdf. — Zugriff am 2009-12-03]

Abb.: Holz-Beton-Verbund – wood-concrete-composite
[Bildquelle: Alexander Schreyer. — http://www.alexschreyer.net/projects/wccbridge/slideshow/. — Zugriff am 2009-12-03. — Creative Commons Lizenz (Namensnennung, keine kommerzielle Nutzung, share alike)]