Schwingung einer Holzbalkendecke reduzieren

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Gerry

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Hallo liebe Forumsbesucher!
Ähnliche Fragen wurden zwar schon in diversen Beiträgen gestellt, jedoch ist jeder Fall natürlich etwas anders, sodass ich es hier dennoch mal versuche:

Hintergrund:
Haus, Baujahr 192X, massive Außenmauern, Holzbalkendecken in EG und DG. Aufbau von Oben nach unten: Dielen ohne Nut und Feder (ca. 2 cm), Holzbalken (10 cm x 20 cm), Ascheschüttung (ca 15 cm hoch) zwischen den Balken, unterhalb der Holzbalken befindet sich die eingehängte Leichtbetondecke (ca 6 cm)


Problemfall:
Im Dachgeschoss liegen zwei Zimmer (Schlafzimmer und Bad)nebeneinander. Der Boden besteht aus einer Holzbalkendecke, deren Balken von einer Hauswand zur anderen Hauswand ununterbrochen durchgehen. Das Schalfzimmer ist durch eine Ziegelwand (12 cm) vom Bad abgetrennt, die Holzbalken verlaufen dabei rechtwinklig unter dieser Ziegelwand hindurch.
Wenn man sich nun im Bad bewegt, dann merkt man das sehr deutlich auch durch Schwingungen im Schlafzimmer und umgekehrt.

Statische Gegebenheiten:
Es handelt sich um ein Zweifeldtragsystem, d.h. die Holzbalken liegen auf einer Außenwand , einer Zwischenwand und einer weiteren Außenwand auf.
Die Balken sind 10 cm breit und 20 cm hoch.
Der Abstand der Balkenachsen beträgt zwichen 53 und 65 cm.
Die lichte Weite bezwogen auf die Tragfelder ist einmal 380 cm (z. B. im Schalfzimmer)und 460 cm (z. B. im Bad).

Meine Lösungsansätze:
1.
Holzbetonverbundsystem (z. B. TCC, slim-Variante), dass aufgrund fehlender Aufbauhöhe zwischen den Balken realisert werden müßte.
Hat jemand damit Erfahrungen ?

2.
Entkopplung durch Einzug einer separaten Holzbalkendecke im Schalfzimmer: Bestehende Dielung abnehmen und zwischen den existierenden Holzbalken neue Holzbalken einziehen, die auf im Mauerwerk verdübelten Balkenschuhen liegen. Oberfläche der neuen Balken ca. 1 cm höher als alte Balken. Neue Dielen schwimmende auf neue Balken verlegen.

3.
Verstärkung der Holzbalken durch zwei angelaschte Balken.

4.
Versteifung der Holzbalken mit rechtwinklig angebrachten Querbalken.

5.
Anbringung von verspannten Windrispenbändern diagonal aif den Holzbalken.

Mich würde interessieren, ob jemand beurteilen kann, welche dieser Varianten das Schwingungsverhalten der Holzbalkendecke bzw. deren Wahrnehmung am nachhaltigsten verbessern könnte?

Vielen dank im voraus

Gerry
 
Die Schwingungen resultieren

aus der Durchbiegung der Holzbalken bei Belastung, Belastung im einen Feld führt zu Entlastung im Nachbarfeld.
Abhilfe kann hier eigentlich nur die Verringerung der Durchbiegung schaffen, und das kann nur durch Verstärkung der tragenden Balken erfolgen. Bei 20 cm Balkenhöhe würden sich hier standardmässige Gerüstbohlen anbieten.
MfG
dasMaurer

PS: Alternativ die beiden Räume immer gleichzeitig und im Gleichschritt betreten ;-))).
 
Holzbalkendecke

Irgendwie komme ich mit Ihrer Beschreibung nicht klar.
Wie groß ist denn die Spannweite?
Nach Ihrer Beschreibung sind die Balken als entweder als Zweifeld- Durchlaufträger verlegt worden oder es sind einfach zwei einzelne Deckenfelder, von denen das eine Feld mit einer nicht tragenden Wand quer zur Spannrichtung belastet wird.
Was ist denn nun richtig?
Falls eine Holzbalkendecke quer zur Spannrichtung eine Wand trägt, sollte fühlbare Schwingungen nicht auftreten, dafür sorgt schon die Auflast der Wand.
Ist denn die beschriebene Trennwand nachträglich eingebaut worden?

Viele Grüße
 
Es handelt sich um Zweifeld- Durchlaufträger!

Die durchgehenden Balken im Fußboden des Obergeschosses werden von 3 Mauern getragen: An den Balkenenden jeweils von den Hausaußenwänden (Südwand und Nordwand) und im Bereich der Balkenmitte von einer Ziegelwand.

Auf dieser Ziegelwand des Erdgeschosses befindet sich eine weitere Ziegelwand im Obergeschoss, welche das Bad vom Schlafzimmer trennt.

Die Balken liegen also auf dieser Zwischenwand des Erdgeschosses und haben an den Balkenseiten und Balkenoberseite keine Verbindung zu dieser Zwischenwand. Auf den Balken stehen sonst keine Wände.

Die durchgehenden Balken haben eine Länge von ca. 880 cm (incl. Auflager).

Gerry
 
Holzbalkendecke

Jetzt ist mir die Situation klarer:
Die Trennwand steht nicht auf der Decke, sondern auf der darunter liegenden Mittellängswand.
Bei knapp 9 m Spannweite vermute ich, das die Balken auf der mittleren Wand gestoßen wurden, also zwei Einfeldträger.
Nach der DIN 104, Ausgabe 1920, sind für diesen Fall
(3,5 kN/m² Gesamtlast, 0,7 m Achsabstand, Spannweite 4,5 m) Balken im Qerschnitt 10/20 zulässig.
Die angenommene max. Durchbiegung betrug l/200.
Durchlaufwirkung wurde nicht berücksichtigt.
Falls eine Balkenkopplung über dem Auflager vorhanden ist, würde sie die Steifigkeit erhöhen.
Die Decke ist also nach den damaligen Bemessungskriterien geplant und erbaut worden.

Nach dem heutigen Regeln ergibt sich ein erforderlicher Balkenquerschnitt von 12/20 bei der gleichen Gesamtbelastung, einem Achsabstand von 65 cm und einer Spannweite von 4,4 m (Angaben aus Wienerberger Baukalender 2001).
Damit ist die Decke immer noch im sicheren Bereich.
Schwingungen der beschriebenen Art dürfen nicht auftreten.
Da sie aber vorhanden sind, deutet das auf Schäden entweder an den Balkenköpfen oder an den Auflagern.
Kann es sein, das an der Mittellängswand Veränderungen vorgenommen wurden?

Fazit:
Die Decke braucht keine Verstärkung.
Die Balkenköpfe und die Balkenauflager, vor allem im mittleren Bereich, sollten überprüft werden.

Viele Grüße
 
Vielen Dank schon mal für die Berechnungsangaben!

Die Balken sind allerdings wirklich durchlaufend, ca. 880 cm lang! Es gibt keine Verbingsstellen, Schnitstellen o. ä. am Balken.

Die Balken sind auch an den Köpfen und am mittleren Auflager absolut sehr gut erhalten. Auch sonst sind die Balken in Ordnung.

Allerdings wede ich mir die Auflagersituation mal genauer ansehen - vielleicht hängen die in der Mitte in der Luft?

Gerry
 
Holzbalkendecke

Das mit den durchlaufenden Balken ist schon seltsam, wer hantiert denn ohne Not mit 10 m langen Balken? Billig ist so was auch nicht gewesen.
Ob das Gerberträger sind?
Das wäre zumindest eine Erklärung für das Schwingen der Decke, denn Wanderlasten verträgt so ein System nicht.
Ich hatte mal einen Fall in einem Einkaufszentrum, das Flachdach wurde als Parkdeck genutzt. Das auf Durchlaufwirkung ausgelegte Betondach wies erhebliche Bewegungen in einer Fuge, die durch einen Momentennullpunkt lief, auf. Bei jedem Auto, was oben darüberfuhr, rummste es darunter im Blumenladen ordentlich.

Viele Grüße
 
Gerberträger werden es wohl nicht sein,

da ich keinerlei Gelenke, besondere Auflager o. ä. im bzw. am Balken erkennen kann. Das Haus bzw. die Siedlung wurde von einer "Gartenhausbaugenossenschaft Eigener Herd" in den zwanziger Jahren des letzen Jahrhunderts errichtet. das Ziel dieser Genossenschaften bestand u. a. darin, auch einkommensschwachen Menschen ein eigenes Haus zu ermöglichen. Dementsprechend war die Qualität auch recht einfach gehalten. Außenmauern bestehen z. B. aus 25-er (Reichsformat) Hüttenbims. Ob die Länge der Balken (ca. 9 m) damals ein gewichtiger Kostenfaktor waren, würde ich daher eher bezweifeln.

Nicht tragende Wände und die abgehängten Decken wurden aus 6 cm Leichtbeton (Vergleichbar heute vielleicht mit haufwerkporiger Leichtbeton mit porigen Zuschlägen) gemacht.

Die Balken liegen auch vollflächig auf der Mittelwand auf.
Die Qualität des Holzes erscheint mir als sehr gut. Keine Holzwürmer, Schädlingsbefall, Brand-/Kriegsschäden etc. erkennbar.

Somit liegt das Problem m. E. an der Konstruktion an sich und ich würde gerne wieder auf die im Eingangsbeitrag genannten Lösungsansätze zurückkommen.

Gerry
 
Holzbalkendecke

Das Gelenk eines Gerberträgers liegt im Momentenennullpunkt und der befindet sich in der Decke, ist also nicht sichtbar.

Viele Grüße
 
Ich hatte mir die Deckenbalken im Obergeschoss angesehen,

die das gleiche Schwingungsverhalten haben, wie im Erdgeschoss, in dem ich ein paar Dielen abgenommen habe.
Die Ascheschüttung ist dort teilweise nur 5-10 cm, sodass man weit in die Decke hineinschauen konnte...
Es sind wirklich keine Gelenke im Balken zu erkennen. Ich schwöre!

Gerry
 
"Gelenk"

ist wohl ein für den Laien irreführender Begriff.
Es handelt sich nicht um ein konstruktiv ausgebildetes Detail, sondern um einen rechnerisch zu ermittelnden Punkt innerhalb eines Durchlaufträgers. Und in diesem Fall sieht dieser Punkt eben aus wie Holzbalken.
MfG
dasMaurer
 
Ist bei mir...

...genauso im OG. Die Balken laufen die knapp zehn Meter vom Schlafzimmer ins Ankleidezimmer. Sie sind an der Trennwand nicht unterbrochen. Die Zwischenräume zwischen der Wand darunter und darüber sind stellenweise mit Riegeln versehen (wenn darüber und darunter eine Fachwerkwand ist, beim massiven Bereich durch Ziegel (Bereich Wand mit Rauchrohranschluß). Hatte mich auch etwas gewundert. Das alles 1911 ohne Kran...

Gruß Patrick.

P.S.: Schwingt auch schön...
 
Lassen wir mal die Annahme auf sich beruhen,

dass es sich um Gerberträger handelt und gehen davon aus, dass es sich um durchlaufende Balken handelt, die aus einem Stamm gefertigt worden sind, analog zum letzten Beitrag.

Wie kann das Schwingungsverhalten dann reduziert werden?
Kann man aus eigenenen Erfahrungen u. U. eine Priorisierung der im Einleitungsbeitrag aufgeführten Lösungsansätze aufstellen?
Gibt es noch weitere sinnvolle Lösungsvorschläge, wobei eine Montage - gleich welcher Art - unterhalb der Balken nicht in Frage kommt, da ich die Decke des Erdgeschosses nicht antasten möchte/werde (z. B. würde eine UHB-Decke nicht gehen).

Gerry
 
Holzbalkendecke

Ein Gelenk (keine Momentenübertragung!) wäre eine Erklärung für die Schwingungen. Bei durchgehenden Balken, Balkenkopplung und bei Balkenstößen liegt ein Schaden vor!

Viele Grüße
 
Also,

wenn ich das richtig verstanden habe, ergibt sich die statische Situation eines Gerberträgers automatisch bei Anordnung eines durchlaufenden Balkens über zwei Felder mit unterschiedlichen Spannweiten. Und ein Charakteristikum des Gerberträgers ist sein Schwingungsverhalten.
Dann lässt sich das nur durch Änderung des statischen Systems in zwei Einfeldträger ändern.
MfG
dasMaurer
 
Holzbalkendecke

Nun, das ist etwas komplizierter.
Bei einer ruhenden Streckenlast, so wie die rechnerische Annahme ist, ergibt sich bei einem Durchlaufträger in einem Feld ein Momentennullpunkt, eine Stelle, wo kein Moment im Träger vorhanden ist. Das macht man sich zunutze; um zu große Einbaulängen zu vermeiden, wird hier der Stoß zwischen zwei Trägerteile gesetzt.
Vorteil: Der Stoß braucht nicht biegesteif ausgeführt zu werden, da eben keine Momente übertragen werden müssen.
Wenn ich einen durchlaufenden Träger ohne Gelenk einbaue, dann ergibt sich ein völlig anderes, statisch unbestimmtes System. Das ist zwar steifer, ließ sich aber sich zu Fuß, in der Epoche der Rechenschieber und Logarithmentafeln, schwerer rechnen. Das war der zweite Grund für den Einsatz von Gerberträgern.
Der Nachteil von Gerberträgern ist, das bei wandernden Einzellasten unterschiedliche Verformungen am Gelenk auftreten, da es nicht biegesteif ist. Das kann zu Schwingungen führen.
Deshalb vermute ich, das im vorliegenden Fall entweder die Balken oder das mittige Auflager geschädigt sind.
Eine typische Schadensquelle ist z.B. der gemeine Heimwerker Homo sapiens OBIensis.
Da wird mir der Kreissäge mal eine Nut quer zum Balken geschnitten, ein paar Löcher gebohrt (auch mal gehackt!), um Leitungen zu versenken oder mal fix eine Wand versetzt. Was eindringende Feuchte in einem schlecht gedichteten Bad anrichten kann, wissen wir alle zur zu gut.
So eine Ausklinkung im Balken kann wie ein nachträglich eingebautes Gelenk wirken; das Widerstandsmoment und damit die Steifigkeit ist geschwächt, Querkräfte werden weiter übertragen.

Viele Grüße
 
Das die Holzbalken geschädigt sind,

ob durch OBIaner oder sonstwie, mag ich noch nicht völlig ausschliessen, halte es aber nach Sichtung schon vieler Holzbalken im Haus für höchst unwahrscheinlich. Bei Gelegenheit werde ich aber natürlich die Balken intensiv ansehen.

Ich tendiere eher zur Annahme von Herrn Warnecke, dass es aufgrund des durchlaufenden Balkens über zwei Felder mit unterschiedlichen Spannweiten zu diesem Schwingungsverhalten kommt. Wenn man in einem Feld aufrtitt, dann schwingt dieses Feld und das führt zur Schwingung des anderen.

Gerry
 
Das schließt

die von Georg Böttcher erwähnte Möglichkeit, daß Gerbergelenke existieren, nicht aus. Die übertragen zwar keine Momente aber doch in gewissem Maße Quer- und Längskräfte und damit Schwingungen.
Zu den von Ihnen erwähnten Möglichkeiten: bis auf die Bohlenverstärkung scheiden eigentlich alle aus irgendeinem Grunde aus.

Grüße vom Niederrhein
 
Ich kann natürlich nicht 100 %-ig ausschließen, dass

irgendwie eingebaute Gerbergelenke existieren, jedoch halte ich es für sehr unwahrscheinlich.

Das Frauenhofer hat über Schwingungsproblemen auch bei Durchlaufbalken Untersuchungen angestellt.
s."Schwingungsprobleme nach Eurocode 5 bei Wohnungsdecken. Abschlußbericht"
"Holzbalkendecken, die sich über benachbarte Räume hin erstrecken und statisch gesehen als Durchlaufträger wirken, können Schwingungen von dem einen in den anderen Wohnraum übertragen."

Ist das Vorhandensein von Durchlaufbalken und unangenehmen Schwingungen in der Praxis so ungewöhnlich ?

@Dietmar Beckmann
Können Sie mir freundlicherweise erklären, warum alle Lösungsansätze, bis auf die Verstärkung der Balken, keinn Sinn machen würden?

Gerry
 
Schwingungen

Gerne gelegentlich, heute dauert das zu lange.
Bitte um Verständnis.

Grüße
 
Thema: Schwingung einer Holzbalkendecke reduzieren

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