Beschreibung
Ausführung in der Praxis
Das aufgehende Mauerwerk erreicht die kritische Höhe. Hier stoppt das Mauerwerk oder die Montage von Fertigteilen vorübergehend, um die Decken- oder Dachkonstruktion aufnehmen zu können. Bei Holzbalkendecken werden während des Bauprozesses häufig Aussparungen freigelassen; dies sind die Öffnungen, in denen die Balkenköpfe später ruhen. Manchmal wählt man eine durchlaufende Holzschwelle, die auf der Wand verankert wird. Diese Schwelle verteilt die Punktlasten der einzelnen Balken über die gesamte Länge der Konstruktion.
Im modernen Bauen mit Kalksandstein oder Beton werden häufiger Stahlbalkenträger verwendet. Diese mechanischen Verbindungen werden mit schweren Ankern direkt gegen die Wand befestigt. Der Balken ruht dann nicht in der Wand, sondern hängt gewissermaßen an ihr. Schrauben statt Löcher. Bei Renovierungsarbeiten sieht man oft, dass Löcher in das bestehende Mauerwerk gestemmt werden, um neue Balken einführen zu können. Nachdem der Balken an seinem Platz liegt, wird der verbleibende Raum um den Balkenkopf sorgfältig zugemauert oder mit schwindfreiem Gießmörtel verfüllt. Die Wand fungiert erst dann als tragendes Ganzes, sobald die Verbindungen zwischen der vertikalen Fläche und der horizontalen Balkenlage fixiert sind. Ein Zusammenspiel von Masse und mechanischem Widerstand. Die darüberliegenden Wandteile werden erst hochgezogen, nachdem die Balken gestellt sind. Die Einspannung sorgt für die endgültige Stabilität.
Variationen in Belastung und Material
Nicht jede Wand trägt auf dieselbe Weise. Der Unterschied liegt oft in der Richtung und der Intensität der Kräfte. Bei einer einseitig balkentragenden Wand ruhen die Balken nur an einer Seite in oder auf der Konstruktion, was man häufig bei Giebelwänden oder Wänden sieht, die an einen Treppenraum grenzen. Komplexer wird es bei der beidseitig belastbaren Zwischenwand. Im traditionellen Wohnungsbau des vorigen Jahrhunderts tragen diese Wände oft die hölzernen Deckenbalken zweier angrenzender Wohnungen gleichzeitig. Die Balkenköpfe liegen dann manchmal kalt aneinander oder versetzen sich gerade, um mehr Fleisch in der Wand zu haben.
Es gibt einen wesentlichen Unterschied zur sogenannten deckentragenden Wand. Während eine balkentragende Wand mit spezifischen Punktlasten an den Stellen der Balkenköpfe konfrontiert wird, verteilt eine deckentragende Wand den Druck von massiven Betondecken oder Hohlplatten über die gesamte Länge. Punktlast wird Linienlast. Ein subtiles, aber konstruktiv entscheidendes Detail.
Materialien bestimmen die Variante. Kalksandstein ist der moderne Standard für Innenwände wegen der hohen Druckfestigkeit. In alten Stadthäusern trifft man massives Ziegelmauerwerk an. Manchmal sogar Pfeiler. Dies sind schmale, verstärkte Wandabschnitte, die als vertikale Stütze innerhalb einer ansonsten leichteren Wand fungieren. Sie nehmen die Hauptbalken auf. Im Holzrahmenbau besteht die Variante aus einem tragenden Ständer- und Rahmensystem, wobei vertikale Holzständer den Druck der darüberliegenden Balkenlage aufnehmen. Masse versus Skelett. Die Wahl hängt von der Spannweite und dem Gesamtgewicht des Oberbaus ab.
Praxissituationen und Erkennung
Stell dir eine Renovierung eines Amsterdamer Grachtenhauses vor. Die hölzernen Deckenbalken liegen über die volle Breite des Gebäudes und verschwinden tief in der gemauerten Außenwand. Dies ist die klassische balkentragende Wand. Man sieht die Balkenköpfe manchmal in sogenannten Aussparungen sitzen. Wenn ein Bewohner eine Türöffnung in diese Wand sägen möchte, muss sofort ein Sturz oder Stahlbalken gesetzt werden. Geschieht dies nicht? Dann verlieren die darüberliegenden Balken ihr Auflager und die Decke versagt.
Im modernen Wohnungsbau sieht man es oft beim Übergang vom Erdgeschoss zum ersten Obergeschoss. Die Wände aus Kalksandstein stehen bereit. Der Bauunternehmer montiert Stahlrahmeneisen oder Balkenträger an der Wand. Die hölzernen oder zusammengesetzten Balken werden darin aufgehängt. Die Wand nimmt alle vertikalen Kräfte auf. Punktlasten der Balken werden durch die Masse des Kalksandsteins zum Fundament geleitet. Keine Bewegung möglich.
Auch bei einem Schuppendach kehrt das Prinzip zurück. Die Pfetten, die dicken horizontalen Balken, die die Dachschalung tragen, ruhen an den Enden auf den Giebelwänden. Diese Giebel fungieren in diesem Moment als balkentragende Wand. Sobald eine große Glasfront in diese Giebel kommen soll, wird die Konstruktion kritisch. Die Kräfte des Daches müssen dann über einen schweren darüberliegenden Balken zu den Eckpfeilern umgeleitet werden, weil die Wand direkt unter den Balken unterbrochen wird. Das Zusammenspiel zwischen der vertikalen Scheibe und den horizontalen Balken bestimmt hier die Stabilität des gesamten Daches.
Konstruktive Rahmen und Regelwerke
Das Gesetz kennt keine Gnade für den, der an die Haupttragkonstruktion geht. Die Musterbauordnung (MBO) bzw. die Landesbauordnungen geben die Rahmenbedingungen vor. Sicherheit geht vor. Eine balkentragende Wand fällt unter die primäre Struktur eines Gebäudes, und Änderungen daran sind unmittelbar genehmigungspflichtig. Man kann nicht einfach ein Loch für einen zusätzlichen Balken stemmen. Oder eine Türöffnung ohne Stahlabfangung schaffen. Keine Berechnung bedeutet keine Baugenehmigung.
DIN EN 1991, der Eurocode für Lasten, bestimmt, wie schwer diese Decke eigentlich auf die Wand drückt. Rechnen ist Pflicht. Für das Mauerwerk selbst greifen Tragwerksplaner auf DIN EN 1996 zurück. Diese Normung stellt Anforderungen an die Druckfestigkeit des Steins und die Qualität des Mörtels. Das Auflager des Balkens muss ausreichend groß sein, um ein Spalten des Mauerwerks zu verhindern; der Eurocode schreibt hier die minimalen tragenden Flächen vor.
Vergiss auch den Brandschutz nicht. Der Anschluss zwischen Balken und Wand muss oft spezifische Anforderungen an den Widerstand gegen Brandübertragung erfüllen. Ein Balken, der tief in der Wand ruht, darf keine Schwachstelle in der Brandkompartimentierung bilden. Harte Regeln für eine harte Wand. Die Stabilität muss nach DIN EN 1990 über die gesamte Lebensdauer gewährleistet sein. Punktlasten, Knickgefahr und Exzentrizität der Last sind dabei die entscheidenden Faktoren im konstruktiven Entwurf.
Entwicklung der vertikalen Lastabtragung
Mit dem Aufkommen der zweischaligen Wand zu Beginn des 20. Jahrhunderts fand eine grundlegende Verschiebung statt. Die tragende Funktion verlagerte sich von der Außenwand auf die Innenschale. Die Einführung von Stahl und später Stahlbeton sorgte für größere Spannweiten, wodurch die Punktlasten auf die Wände extremer wurden. Pfeiler, verstärkte Wandabschnitte, wurden notwendig, um diese Kräfte aufzunehmen, ohne die gesamte Wand zu verdicken.
Nach dem Zweiten Weltkrieg erzwang die Wohnungsnot eine Standardisierung. Die handwerkliche Holzbalkendecke wich in den 60er und 70er Jahren immer häufiger Fertigbetondecken. Dadurch verwandelte sich die balkentragende Wand in vielen Fällen in eine deckentragende Wand, bei der die Last nicht mehr über einzelne Balkenköpfe, sondern über die volle Länge der Wand verteilt wurde. Im heutigen Wirtschaftsbau und im seriellen Wohnungsbau ist Kalksandstein der Nachfolger des Ziegelsteins. Ein Material mit einer viel höheren Druckfestigkeit, wodurch Wände schlanker bleiben können, während sie mehr Gewicht tragen. Der moderne Balkenträger, der mechanisch an der Wand montiert wird, hat die traditionelle Aussparung inzwischen nahezu vollständig ersetzt. Keine Löcher mehr in der Wand, sondern chemische Verankerung.