Dachstuhl - Konstruktionsformen und Tragweise

Sicherlich haben sich einige von Ihnen beim Gang auf den Dachboden schon geärgert, daß senkrechte oder waagerechte Balken den Dachraum durchqueren. Am liebsten hätten Sie sofort die Säge in die Hand genommen, um die verdammten Holzbalken, an denen man sich sowieso nur den Kopf stößt, sofort zu entfernen. Im letzten Moment haben Sie jedoch innegehalten und gedacht: " Aus irgendeinem Grund müssen die Balken doch genau an dieser Stelle stehen". Dies war auch gut so, denn sonst wäre Ihnen das Dach irgendwann mit großem Getöse entgegengekommen und hätte Sie unter sich begraben. Auf dem Grabstein hätte vielleicht dann stehen können: " Hier liegt der Mann, der statisch denkt, aber dabei nicht an Statik denkt". Die wichtigsten Konstruktionsformen von Dachstühlen und ihr Tragweise haben wir daher hier zusammengestellt.

Aufgaben des Dachstuhls

Der Dachstuhl muss zunächst einmal sich selbst tragen können und zusätzlich die Dachziegel. Bei einem ausgebauten Dach kommen die Wärmedämmung und eine Schalung hinzu. Weiterhin muss ein Dachstuhl noch die Belastung von Schnee und von Wind aufnehmen können. Damit der Wind den Dachstuhl nicht davonbläst, muss er im Mauerwerk verankert sein. Deshalb werden die Sparren mit den Schwellen bzw. Pfetten mit Nägeln oder mit Blechverbindern verbunden. Die Schwellen und Pfetten werden in der Regel mit einbetonierten Ankerschrauben, Flachstallaschen oder Stahlwinkeln auf der Unterkonstruktion befestigt. Bei der Planung von Dachstühlen muss besonders auch darauf geachtet werden, daß der First in Längsrichtung keine Eigendynamik entwickelt. Einfach gesagt, darf er sich nicht verschieben. Dies erreicht man durch Längsaussteifungen oder Längsverbände, die je nach Art des Dachtragwerks verschieden sein können. Die wichtigsten Arten sind das Sparrendach, das Kehlbalkendach und das Pfettendach.

Sparrendach

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Das Sparrendach ist entstanden aus der Dachhütte des nordeuropäischen Raumes. Es besteht aus einer Aufeinanderfolge von jeweils in sich standfesten Sparrenbindern (Gespärre). Am First sind die Sparren kraftschlüssig verbunden und bilden mit der darunter liegenden Decke ein unverschiebliches Dreieck. Die Kräfte aus Wind und Auflast werden über die Sparren nach unten geleitet. Dort werden sie von einem Widerlager aufgenommen und entweder direkt oder über einen Kniestock (Drempel) in die Decke eingeleitet. Der Kniestock darf bei einem Sparrendach nicht gemauert werden, da er wegen der großen Lasten abknicken würde. Er wird daher in Einheit mit der Decke geschalt. Der große Vorteil eines Sparrendachs ist, daß keine Balken den Dachraum stören, der Dachausbau ist sehr einfach möglich. Allerdings können keinen keine größeren Gauben oder Dachflächenfenster verwendet werden, da die Sparrenpaare immer direkt gegenüber angebracht werden müssen und keine Verschiebung der einzelnen Sparren möglich ist. Auch ein großer Dachüberstand und breitere Grundrisse sind beim Sparrendach nicht so einfach zu bewerkstelligen. Ein Sparrendach sollte mindestens eine Dachneigung von 20° haben, da sonst die Kräfte an First und Sparrenfußpunkt zu groß für eine Holzverbindung werden.

Kehlbalkendach

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Das Kehlbalkendach ist eine Weiterentwicklung des Sparrendachs. Hiermit lassen sich auch größere Spannweiten zwischen 9m und 14 m herstellen. Bei dieser Dachkonstruktion stützen sich die Sparrenpaare nicht nur am First, sondern auch am Kehlbalken gegenseitig ab. Die Kehlbalkenverkürzen die Stützweiten der Sparren und mindern somit die Knick- und Biegebeanspruchung. Neben größeren Stützweiten sind somit auch kleinere Sparrenquerschnitte möglich. Die Kehlbalken werden etwa in Raumhöhe zwischen jedes Sparrenpaar eingebaut und durch seitlich genagelte Brettlaschen verbunden. Ein balkenfreies Ausbauen ist somit auch beim Kehlbalkendach gewährleistet. Um das seitliche Ausknicken der Sparren zu verhindern, nagelt man im Bereich der Sparrenanschlüsse ein Brett über die Kehlbalken.

Pfettendach

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Das Pfettendach ist eine Weiterentwicklung des römischen Daches, das aus einer flach geneigt liegenden Balkenlage bestand. Beim Pfettendach liegen die Sparren auf waagerechten Längsträgern, die man Pfetten nennt. Die Sparren werden bei dieser Konstruktion vorwiegend auf Biegung beansprucht. Der Vorteil des Pfettendachs liegt darin, daß beide Dachhälften getrennte Systeme sind. Die Sparren müssen daher nicht mehr unbedingt direkt gegenüber liegen. Die Auswechslung von Dachgauben und Dachflächenfenstern in jeder beliebigen Größe ist somit jederzeit möglich. Auch der Schornstein kann ohne Probleme versetzt werden. Der Nachteil des Pfettendachs sind aber zweifelsohne die störenden Pfosten, die aber auch in eine Wand integriert werden können. Die Pfosten werden am besten über tragenden Innenwänden aufgestellt, damit keine Einzellasten auf die Decke wirken. Beispiele für ein Pfettendach sind beispielsweise das Pfettendach mit einfach stehendem Stuhl oder das Pfettendach mit zweifach stehendem Stuhl.

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Für Spannweiten bis zu 10 m ist das einfach stehende Pfettendach geeignet. Die Sparren werden am First durch die Firstpfette, am Fuß durch die Sparrenschwelle bzw. Fußpfette getragen. Beträgt die Spannweite bis zu 14 m, wird ein zusätzlicher Pfosten mit eingebaut. Bei diesem Pfettendach mit zweifach stehendem Stuhl liegen die Sparren am Fuß und auf der Mittelpfette auf und kragen über diese bis zum First aus. Ein dritter Pfosten wird ab Gebäudebreiten von über 14 m zweckmäßig.