Schrauben für Buchen-Furnierschichtholz

Buchen-Furnierschichtholz ist um ein Mehrfaches fester als Fichte und genauso viel schwieriger zu verschrauben. Eine gewöhnliche Konstruktionsschraube ist dafür ohne Vorbohrung nicht vorgesehen - im vorgebohrten Loch liefert die ETA-11/0024 aber vollständige Werte für die Bemessung.

Warum eine gewöhnliche Schraube es ohne Vorbohren nicht schafft

Die Rohdichte von Buchen-LVL liegt deutlich über der von Nadelholz. Die ETA-11/0024 bezieht die Tragfähigkeit von Schrauben in Buchen-LVL auf eine Bezugsrohdichte von 730 kg/m³, in Nadelholz auf 350 kg/m³. Ohne Vorbohrung steigt der Eindrehwiderstand so stark, dass die Schraube ihr Bruchmoment erreichen kann, bevor sie auf volle Tiefe kommt.

Die Folge: abgerissener Kopf und ein Schaft, der im Material klemmt und sich mit der Bohrmaschine nicht mehr herausholen lässt - je tiefer er sitzt, desto weniger lässt sich tun. Das ist kein Fehler eines Einzelstücks, sondern eine Montage außerhalb der Bedingungen, für die die Schraube beschrieben ist: Für gewöhnliche Konstruktionsschrauben sieht die ETA in Buchen-LVL vorgebohrte Löcher vor.

Die schlimmste Variante ist die leise: Der Kopf reißt nicht ab, aber der TX-Antrieb rundet sich auf halbem Weg aus. Die Schraube bleibt dann unvollständig eingedreht, wirkt gesetzt, und die Verbindung hat nicht die angenommene Tragfähigkeit.

Was eine Verbindung in Buche auszeichnet

Die ETA-11/0024 beschreibt für Buchen-LVL zwei Wege, und es lohnt sich, sie vor jeder Bestellung auseinanderzuhalten:

• Schrauben, die für das Eindrehen ohne Vorbohren bestimmt sind. Für sie nennt das Dokument eigene Werte in nicht vorgebohrtem Buchen-LVL - es sind LBS und WBS ZK Hardwood. FixWoodSystem führt sie derzeit nicht.
• Gewöhnliche Konstruktionsschrauben in vorgebohrten Löchern. KonstruX, Paneltwistec und WBS haben in der ETA Werte für vorgebohrtes Buchen-LVL. Diesen Weg geht die KonstruX aus unserem Sortiment.

Der Unterschied liegt also in der Montagetechnik, nicht darin, ob sich der Knoten berechnen lässt. Vorbohren kostet Zeit bei jedem Verbinder - und in der Vorfertigung zählt der Takt, nicht das einzelne Loch -, dafür erhalten Sie eine in der ETA beschriebene Verbindung und Kennwerte, die der Planer in die Berechnung einsetzen kann.

Warum sich LVL anders verhält als Vollholz

Buchen-LVL besteht aus verklebten Furnierlagen, deren Fasern überwiegend in eine Richtung laufen. Das gibt ihm seine Festigkeit, bringt aber drei Eigenschaften mit, die bei der Montage überraschen.

• Es ist homogen. Keine Äste, keine schwächeren Zonen - der Widerstand ist über die ganze Tiefe gleich. Die Schraube „fällt“ nicht in eine weiche Stelle und warnt daher nicht vor der Überlastung.
• Die Leimfugen sind härter als das Holz. Die Schraube durchtrennt sie alle paar Millimeter, was auf das Moment schlägt.
• Es delaminiert, wenn es bricht. Der Schaden läuft nicht entlang eines Jahrrings, sondern zwischen den Lagen - und ist oft größer, als er von außen aussieht.

Was Buchen-LVL eigentlich ist

LVL steht für laminated veneer lumber, Furnierschichtholz. Es entsteht aus geschältem Furnier, das unter Druck verklebt wird, wobei die Fasern in den meisten Lagen längs zum Bauteil verlaufen.

Buche kommt hier nicht zufällig zum Einsatz: sie ist hart und dicht, und die Zerlegung in Furnier beseitigt ihre natürlichen Schwächen - Äste und Drehwuchs. Das Ergebnis ist ein Material, dessen Wiederholgenauigkeit eher an Stahl erinnert als an Vollholz: zwei Bauteile aus derselben Charge verhalten sich gleich, was man von zwei Balken nicht sagen kann.

Diese Wiederholgenauigkeit ist der Grund, warum LVL in die Vorfertigung geht - und zugleich der Grund, warum Verbinder und Montageweise genau passen müssen. In Vollholz gibt die Streuung des Materials einen Spielraum für Irrtümer. Hier gibt es ihn nicht: ist das Moment zu hoch, ist es bei jeder Schraube zu hoch, nicht bei jeder zehnten.

Anwendungen

• Verbinden von Bauteilen aus buchenfurnierten Platten untereinander.
• Befestigung von Vollholz, Holzwerkstoffen und Stahl daran.
• Vorfertigung von Konstruktionsbauteilen - dort, wo ein wiederholbarer Montagetakt zählt.
• Knoten, in denen ein LVL-Bauteil auf ein Knotenblech oder einen Stahlbeschlag trifft.

Die Einschränkung, die man vor der Bestellung kennen muss

Die zweite Frage neben der Tragfähigkeit ist die Nutzungsklasse. Die EN 1995-1-1 (Eurocode 5) definiert sie über die Feuchte, unter der das Holz arbeitet, nicht über den Namen des Bauwerks:

• Klasse 1 - Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20°C und einer relativen Luftfeuchte entspricht, die nur einige Wochen im Jahr 65% übersteigt. Beispiel: beheizter Innenraum.
• Klasse 2 - wie oben, aber mit der Schwelle 85%. Beispiel: überdachter, unbeheizter Bereich, den kein Wasser erreicht.
• Klasse 3 - Bedingungen, die zu höherer Holzfeuchte führen als in Klasse 2. Beispiel: ein Bauteil, das nass wird.

Die Klasse legt der Planer für das einzelne Bauteil fest - derselbe Carport kann Bauteile in Klasse 2 und in Klasse 3 haben. Die KonstruX aus unserem Sortiment ist verzinkter Kohlenstoffstahl. Die ETA-11/0024 nennt für solche Schrauben eine mittlere Zinkschichtdicke von 5 µm und hält fest, dass der Korrosionsschutz der Nutzungsklasse und der erwarteten Nutzungsdauer entsprechen muss. Dünne Verzinkung ist im Außenbereich keine dauerhafte Lösung - bei gerbsäurehaltigem Holz erst recht nicht.

Das ist eine andere Frage als die Festigkeit und wird am leichtesten verwechselt, weil die Einschränkung nicht wie eine Zahl aussieht.

Vorbohren in Buchen-LVL - Pflicht

Für KonstruX nennt die ETA-11/0024 Werte in Buchen-LVL ausschließlich für vorgebohrte Löcher, und bei Paneltwistec-Schrauben heißt es ausdrücklich, dass Löcher in Buchen-LVL nach EN 14374 immer vorzubohren sind. In der Praxis: Jedes Loch für KonstruX in Buchen-LVL wird vorgebohrt. Die Bohrdurchmesser aus der Tabelle der ETA für die Größen, die wir führen:

Schraubendurchmesser	Bohrloch in Buchen-LVL	Zum Vergleich: Nadelholz
5,2 mm	3,5 mm	3,0 mm
5,9 mm	4,0 mm	3,5 mm
6,5 mm	5,0 mm	4,0 mm
8,0 mm	6,0 mm	5,0 mm

Vorbohren nach der ETA-Tabelle ersetzt nicht die Bemessung des Anschlusses, die ETA liefert dafür aber alle Werte. Der Ausziehparameter f_ax,k, den die ETA für KonstruX in vorgebohrtem Buchen-LVL angibt, beträgt 31 N/mm² für Durchmesser von 5-7 mm und 25 N/mm² für 8-10 mm - gegenüber 15 N/mm² für dieselben Schrauben in Nadelholz-LVL. Wann ein solches Dokument nötig ist und wie man es liest, steht im Ratgeber zur ETA.

Wenn der Kopf schon abgerissen ist

1. Versuchen Sie nicht, den Schaft mit der Bohrmaschine herauszudrehen. Ohne Kopf gibt es keinen Angriffspunkt, und das Erwärmen des Materials verschlimmert die Lage.
2. Setzen Sie keine neue Schraube daneben in dieselbe Achse. Der Schaft im Inneren ist ein Hindernis, der neue Verbinder läuft aus der Spur und delaminiert das Material.
3. Rücken Sie auf den zulässigen Abstand ab und setzen Sie den neuen Verbinder dort. Sieht der Entwurf eine solche Verschiebung nicht vor, entscheidet der Planer, nicht der Monteur.
4. Notieren Sie die Stelle. Der Schaft bleibt im Bauteil und wird zur Überraschung für jeden, der später dort bohrt.

Bei LVL ist es deshalb günstiger, jedes Loch vorzubohren, als hinterher zu retten - ein beschädigter Knoten kostet oft mehr als die Zeit, die das Vorbohren der ganzen Charge braucht.

Montage - was sich zu prüfen lohnt

1. Bohrerdurchmesser aus der ETA-Tabelle, nicht nach Augenmaß. Ein für Nadelholz gewählter Bohrer ist in Buche zu klein - bei jeder Größe aus der Tabelle oben beträgt der Unterschied 0,5-1,0 mm.
2. Das Drehmoment am Schrauber. Stellen Sie es ein, statt nach Gefühl nachzuziehen. Im homogenen LVL gibt es kein Warnsignal vor der Überlastung.
3. Ein TX-Bit in gutem Zustand, passend zum Antrieb. Ein ausgeschlagenes Bit zerstört den Antrieb bei hohem Moment in Sekunden. Es ist das billigste Teil im Satz und die häufigste Ursache für Ärger.
4. Abstände und Randabstand. Für Schrauben in vorgebohrten Löchern verweist die ETA auf EN 1995-1-1, Abschnitt 8.3.1.2 und Tabelle 8.2 - wie für Nägel in vorgebohrten Löchern. LVL delaminiert am Rand, und der Schaden läuft zwischen den Lagen statt entlang eines Jahrrings - von außen wirkt er klein und reicht tiefer.
5. Der Winkel aus dem Entwurf. Die ETA unterscheidet in LVL den Winkel zwischen Schraubenachse und Faser sowie den Winkel zur Breitseite des Bauteils - beide gehen in die Berechnung ein, also wird die Schraube genau so gesetzt, wie sie gerechnet wurde.

Wann LVL zu viel ist

Ehrlich auch andersherum: Gibt es im Entwurf keinen Grund für Buchen-LVL, gibt es auch keinen, sich das Vorbohren bei jedem Verbinder aufzuladen.

LVL nimmt man dort, wo hohe Tragfähigkeit bei kleinem Querschnitt oder Wiederholgenauigkeit in der Vorfertigung gebraucht wird: Stürze, Träger, Hallenbauteile, Rahmen. In einer üblichen Nadelholzkonstruktion wird dieselbe KonstruX ohne Vorbohren eingedreht - die ETA lässt in Nadelholz beide Wege zu -, die Montage geht also deutlich schneller.

Das sei gesagt, weil LVL gern „auf Vorrat“ gewählt wird. Reicht ein Querschnitt aus Nadelholz, sparen Sie am Material und an der Montagezeit.

Produkt

KonstruX - Vollgewindeschraube mit Zylinderkopf - verzinkter Stahl mit Blauzinkbeschichtung, Nummer ETA-11/0024 in der Spezifikation auf dem Produktdatenblatt. Im Sortiment 30 Varianten: Durchmesser Ø 5,2, 5,9, 6,5 und 8,0 mm, Längen 80-330 mm, Packungen zu 100 Stück (Ø 5,2-6,5 mm) und zu 50 Stück (Ø 8,0 mm). In Buchen-LVL - immer ins vorgebohrte Loch.

Schrauben für Buchen-LVL ohne Vorbohren gibt es in der ETA, FixWoodSystem führt sie aber nicht. Buchen-LVL verhält sich anders als Nadelholz, und das ist die häufigste Fehlerquelle bei der Auswahl. Schreiben Sie uns, wenn Sie die Wahl vor der Bestellung bestätigen wollen - nennen Sie die Bauteildicken und was woran befestigt wird.

Was dieser Ratgeber nicht klärt

Tragfähigkeitswerte für einen konkreten Knoten. Sie hängen von den Bauteildicken, der Lastrichtung, den Winkeln und davon ab, was woran befestigt wird - die ETA-11/0024 liefert Verfahren und Kennwerte, das Ergebnis für Ihren Knoten rechnet der Planer.

Er klärt auch nicht, ob ein bestimmtes LVL-Produkt in den Geltungsbereich der ETA fällt. Die Werte für Buchen-LVL gelten für Buchen-LVL nach EN 14374; einen anderen Holzwerkstoff prüfen Sie anhand seiner eigenen Unterlagen.

Kurz gefasst

In Buchen-LVL ist eine gewöhnliche Konstruktionsschraube nicht für das Eindrehen ohne Vorbohrung vorgesehen - das Problem ist das Bruchmoment, nicht die Länge. Mit Vorbohrung sieht es anders aus: Die ETA-11/0024 nennt für KonstruX in vorgebohrtem Buchen-LVL einen Ausziehparameter von 31 N/mm² (Ø 5-7 mm) und 25 N/mm² (Ø 8-10 mm). Zwei Dinge gehören vor die Bestellung: Jedes Loch wird vorgebohrt, mit dem Durchmesser aus der ETA-Tabelle, und der Korrosionsschutz richtet sich nach der Nutzungsklasse, die die Holzfeuchte bestimmt, nicht der Name des Bauwerks.