Holz als Befestigungsgrund

Befestigungsgrund oder auch Befestigungsuntergrund bedeutet i.d.R. dass in diesem Untergrund / Werkstoff eingebunden bzw. befestigt werden soll. Im Gegensatz dazu kann man von einem Anbauteil sprechen, dass auf oder an dem Befestigungsgrund befestigt werden soll.

Seit Jahrtausenden wird Holz als Baumaterial genutzt. Holz hat zahlreiche Vorteile: So kann es relativ leicht bearbeitet werden – man spricht im Bauwesen auch vom Abbinden – dem Vorbereiten der Bauteile in der Werkstatt, so dass diese auf der Baustelle leicht zusammengebaut werden können. Die Möglichkeit des hohen Vorfertigungsgrades ist auch der Hauptgrund dafür, dass Holz im Fertighausbau fast ausschließlich für die tragenden Bauteile zum Einsatz kommt. Holz hat eine relativ geringe Dichte und ist somit relativ leicht und leicht zu transportieren. Dennoch hat es eine hohe Tragfähigkeit. Insbesondere in Faserrichtung hat Holz eine hohe Druck-, Zug- und Biegezugfestigkeit. Da Holz ein inhomogener und vor allem anisotroper Werkstoff ist, hat es aber senkrecht zur Faserrichtung und somit auch senkrecht zur Wuchsrichtung eine deutlich geringere Tragfähigkeit. Diese Schwächen können aber heutzutage durch spezielle Vollgewindeschrauben, wie eine Art Bewehrung – analog zum Betonstahl im Stahlbetonbau – zu einem großen Teil aufgehoben werden.

Holz ist zwar ein brennbarer Baustoff, aber im Brandfall ermöglichen Tragkonstruktionen aus Holz im Gegensatz zu Stahl- und vielen Stahlbetonkonstruktionen den im Gebäude befindlichen Menschen eine sichere Flucht ohne Gefahr, welche oft ohne besondere, zusätzliche Maßnahmen erreicht werden können.

Holz ist außerdem ein nachwachsender und somit nachhaltiger Baustoff. Er kann auch wiederverwertet werden. Holz bindet CO2 und schon ein kleines Einfamilienhaus aus einer Holzkonstruktion kann das Klima um bis zu 80 Tonnen CO2 schon erheblich entlasten.Holzgebäude erzeugen auch erwiesenermaßen ein sehr behagliches Wohnklima.Insbesondere in den letzten 100 Jahren wurden auch zahlreiche Holzwerkstoffprodukte für das Bauwesen entwickelt.

Mögliche Untergründe aus Holz können sein:

Vollholz aus Nadel- oder Laubholz. Dazu kann man auch Duo- oder Triobalken bzw. Konstruktionsvollholz KVH oder Brettschichtholz (Leimholz oder Leimbinder) zählen. In den letzten Jahren bzw. Jahrzehnten sind immer mehr auch Holzprodukte und vor allem auch Hochleistungsprodukte aus Holz entwickelt worden: So gibt es Furnierschichtholz aus Nadelholz oder auch aus Laubholz wie z.B. das Buchenfurnierschichtholz BauBuche der Fa. Pollmeier mit sehr hoher Tragfähigkeit. Aber auch andere Produkte, wie Brettsperrholz (kreuzweise verleimte Brettlagen) und seit vielen Jahrzehnten auch die Spanplatten (Kunstharz- oder Zement- gebunden), Grobspanplatten (OSB-Platten), Faserplatten (MDF-, HDF- Platten), Sperrholz und noch viele mehr.

Bezüglich Verbindungen oder als Befestigungsgrund ist Holz sehr gut für viele Verbindungsmittel geeignet. Manche Verbindungsmittel, wie z.B. Nägel und Schrauben können einfach und ohne Vorbereitung (z.B. ohne Vorbohrung) eingebracht werden. Nägel werden entweder über das Einschlagen mittels eines Hammers oder bei Massenanwendungen meist mit einem Druckluftnagelgerät / Nagelschussapparat eingebracht. Klammern werden ausschließlich mit Druckluftgeräten eingebracht. Dieses Verbindungsmittel ist meist das günstigste und am schnellsten und einfachsten einzubringen. Auch Schrauben können sehr einfach und mit oder ohne Vorbohren eingedreht werden. Das erfolgt heutzutage meist mit einem Akkubohrschrauber – bei größeren Schrauben auch mit einem Schlagschrauber oder Tangentialschlagschrauber. Es gibt verschiedene Schraubenarten, welche in Holz eingebracht werden können: Für schnelle und kleinere Anwendungen kommen meist sogenannte Spanplattenschrauben (bei fischer: Power-Fast bzw. Power-Fast II) in Frage. Diese sind selbstschneidende Schrauben, welche meist ohne Vorbohren eingebracht werden. Sie dürfen aber auch mit dem Kerndurchmesser vorgebohrt werden. Für sicherheitsrelevante Verbindungen sollten diese Schrauben durch eine Europäische Technische Bewertung (ETA) beurteilt worden sein.

Es gibt diese Schrauben mit Voll- und Teilgewinde. Die Vollgewindeschrauben (bei fischer: Power-Full) haben ein durchgängiges Gewinde über die gesamte Schraubenlänge – außer dem Schraubenkopf und der Spitze. Die Teilgewindeschrauben (bei fischer: Power-Fast) haben noch einen glatten Schaftbereich zwischen dem Ende des Gewindes und dem Schraubenkopf. Insbesondere die Vollgewindeschrauben haben aufgrund ihres langen Gewindes die Fähigkeit, sehr hohe Zugkräfte zu übertragen. Diese Zugkräfte können so groß werden, dass die Schrauben abreißen, da die Gewindeeinschraubtiefe in den Holzbauteilen so groß ist, dass das Gewinde nicht mehr aus den Holzbauteilen herausgezogen werden kann.

Die möglichen Versagensmechanismen solcher Schrauben können sein:

Stahlversagen der Schrauben auf Zug und
Herausziehen des Gewindes aus dem Holz.
Bei Teilgewindeschrauben kann noch ein Kopfdurchziehen des Schraubenkopfes auf der Anbauteilseite maßgebend werden.

Auch Schlüsselschrauben nach DIN 571 und Gewinde nach DIN 7998 mit Sechskantkopf sind im Baustoff Holz gerne verwendete Schrauben.

Seit einigen Jahrzenten werden auch Stahlteile in Holzbauteile verklebt. Insbesondere Gewindestangen in sogenannten Satteldachbindern werden schon lange als Querzugsicherung im Firstbereich eingesetzt. Heutzutage werden aber auch immer mehr sonstige Anschlüsse insbesondere interessant in den Hochleistungswerkstoffen wie dem Furnierschichtholz BauBuche gerne in Fachwerkträgern beispielsweise zur Verbindung der einzelnen Stäbe eingesetzt. Hier kommen vorwiegend 1- komponentige Polyurethankleber oder 2-komponentige Epoxidharzkleber zum Einsatz. Diese werden verwendet, um Anschlüsse mittels Gewindestangen, Innengewindeankern oder Betonstabstahl (z.B. B500) auszubilden.

Es gibt noch zahlreiche anderen Verbindungsmittel wie z.B. Stahlblechformteile wie Winkel, Sparren- Pfettenanker, Zuganker, Knaggen und Windrispen, sowie ein- oder zweiseitige Dübel besonderer Bauart (auch als Scheibendübel, Ringkeildübel, Einlass-/ Einpressdübel bezeichnet) wie Geka-, Appel- oder Bulldog- Dübel. Diese Verbindungsmittel benötigen aber fast immer eine oder mehrere zusätzliche Schrauben oder Nägel, um im jeweiligen Holzbauteil befestigen zu können. Bei den genannten Verbindern handelt es sich aber - wie der Name schon sagt - eher um Verbindungs- als um Befestigungsmittel.