Berechnung Schraubendurchmesser Kinderhaus

ich finde du solltest so konstruieren das die Hauptkräfte nicht die 
Schrauben zu tragen haben.

Ich beschreibe es mal mit dem Fußballtor.

Die Latte muss über nicht zwischen den Pfosten sitzen, dann muss die 
Schraube nur Zugkräfte aushalten und nicht da ganze Gewicht der Latte 
als Scherkraft.

Ansonsten die Konstruktion von alten Fachwerkhäusern anschauen. Es gibt 
da lustige Diskussionen. Früher haben die es geschafft mehrstöckige 
Häuser zu bauen die nun seit über 1000 Jahren stehen und heutzutage 
bekommt es kein Statiker mehr hin selbst ne kleine Garage ohne 36er 
Balken zu konstruieren, aus Angst wir da gerne mal Sicherheitsfaktor 10 
gerechnet.

Stefan schrieb:

> Welche Last kann zum Beispiel eine 12 mm Schraube aufnehmen?

Grob geschätzt kannst Du daran ein Auto aufhängen.

Stefan schrieb:
> Angenommen ich habe 4 senkrechte Masten (Holz 80x80). Jeweils zwei
> werden mit einer Querstrebe (Holz, z.B. 20x70) verbunden, die an 2
> Masten mit jeweils einer Gewindestande/Schraube befestigt ist.
>
> Welche Last kann zum Beispiel eine 12 mm Schraube aufnehmen?
>
> z.B. Diese hier.
> 
https://www.hornbach.de/shop/Sechskantschraube-m-Schaft-12x160-mm-DIN-931-verzinkt-25-Stueck/3835998/artikel.html?

12mm-Schrauben kannst Du dafür verwenden.
Aber NICHT die im Link angegebenen, weil das 8.8er sind! :)

Hier so ziemlich alle Daten zu Schrauben.
Schau Dir v.a. mal die Tabelle 25 und v.a. dort die Bruchdehnung in % 
an.
http://schrauben-lexikon.de/td3-werkstoffe-stahl.asp

Je höher die Festigkeit ist, desto geringer wird die Bruchdehnung:
Z.B. 4.6:22% während 8.8:12% hat.
Das bedeutet "über den Daumen" 50% Bruchdehnungsminderung bei Verwendung 
von 8.8er-Schrauben.

Und im Klartext bedeutet das somit eine Einbuße an 
"Sicherheits-Reserve", die v.a. bei einem Bauwerk Schaukel, Kletterturm 
usw. unbedingt eingehalten werden sollte.

Nimm also 4.6er-Schrauben mit Sechskant-Kopf und in geeigneter Länge.
Keinesfalls irgendwie in die Kanthölzer absenken, sondern beidseits mit 
Unterlegscheiben anziehen, damit Du maximale Verpressung erreichen 
kannst.

Selbstsichernde Muttern dazu besorgen und den Gewinde-Überstand absägen.
Schutzkappen bekommst Du auch im KFZ-Bereich (dort gedacht für 
Radschrauben).

Wenn Du die Konstruktion (Masten) nicht (abgewandelt) wie hier
http://www.ziegler-spielplatz.de/fileadmin/ziegler/Informationen/Kundenhinweise/Aufbauanleitung_f%C3%BCr_Schaukeln_NEU2015.pdf
machst, brauchst Du oben zusätzliche Aussteifungen, um Schubkräfte längs 
des oberen Querbalkens sicher auf die Masten übertragen zu können.

Wie willst Du denn den Aufbau machen und wie lange soll das halten?

Grüße

Wie mehrfach erwähnt sollte man versuchen seine Gebilde so zu 
konstruieren das die Schrauben nur nur die Aufgabe der "Lagesicherung" 
von Hölzern übernehmen.

Also die Torlatte AUF die Stirnflächen der Ständer legen und mit der 
Schraube  gegen wegrutschen oder allenfalls geringere Seitlich wirkende 
Kräfe sichern. Noch besser die Ständer so einkerben das die Latte noch 
gegen seiliches verrutschen in einer oder 2 Richtungen gesichert ist, 
geht auch bei deinem Klettergerüst (google Verkämmung von Ständer und 
Zarge)

Wenn man die Latte seitlich mit einer Schraube gegen die Ständer 
verschraubt(verschrauben muss weil sein Gebilde anders nicht 
funktioniert) kann es zwar sein das eine M8 Schraube die Belastung 
aushält, aber man sollte sich darüber im klaren sein das dann das Holz 
nur auf die sehr kleine Fläche der Schraube drückt. Das klügere Holz 
gibt im laufe der Zeit nach (wird weich, durch feuchte gammelig) und 
dadurch kommt dann Spiel in die Aktion. Daher sieht man an solchen 
Konstruktionen gerne mal M24 Bolzen, da ist die Auflagefläche einfach 
größer und somit weniger Flächenbelastung auf dem Holz im Bereich der 
Schraube. Zudem gibts da dann auch größere und Stärker Unterlegscheiben, 
in Dimensionen speziell für Holzkonstruktionen.

Ein Satz den jeder Zimmermann bestätigt:
Dreieck besteht, Viereck vergeht!
Baue immer wo es geht Dreiecke mit ein. Zur not auch nur als Zugbänder, 
dann in beide Richtungen.

Wenn Du glaubst für deine Kinder noch öfter Zimmermann zu spielen und 
abends mal ne stunde ruhe hast kann ich Dir dieses Buch empfehlen:
https://www.amazon.de/gp/product/3826219015/ref=oh_aui_detailpage_o01_s00?ie=UTF8&psc=1
Das ist zwar anno Toback und spricht Stellenweise von Kaiserlichen 
Bauvorschriften für Trepppen und die Ausdruckweise selbst ist "gehörig" 
alt, aber die paar Euro wirklich wert. Da begreift man erst was Holz 
fast ganz ohne Metall alles kann. Sicherlich - es fehlt die Überleitung 
in die Neuzeit, aber wenn man das Prinzip verstanden verstanden hat, 
dann ist einem schon klar bei welchem Verbinder man durch einen 
Metallwinkel Arbeitszeit spart und  wo es trotz dem breiten 
Baumarktsortiment einfach besser ist mal klassisch mit Säge und 
Stecheisen eine Kerbe zu machen.

Mit einer M12-er Schraube kannst Du einen LKW am Ausparken hindern.

Ob allerdings von der Festigkeit, bei durchbohrtem Holz noch viel übrig 
bleibt, ist eine eigene Sache.
Hier gilt nämlich: Der Klügere gibt nach!

Sebastian S. schrieb:
> Ob allerdings von der Festigkeit, bei durchbohrtem Holz noch viel übrig
> bleibt, ist eine eigene Sache.
> Hier gilt nämlich: Der Klügere gibt nach!

So lange man die Kanthölzer mittig, also im Bereich der neutralen Faser 
durchbohrt, ist das kein Problem.

Berni schrieb:
> Ich denke hier gilt beiliegende Tabelle:

Nein, die gilt nicht; denn leider hast Du Dich gleich doppelt geirrt:
1) ist die Rede von einer M12-Schraube, und
2) lt. Tabelle geht es dabei darum, wann das Gewinde bzw. eine Schraube 
im Gewindebereich bricht/abreisst.

Das ist aber hier irrelevant, weil es um die Belastbarkeit einer 
Schraube auf Scherung in ihrem Schaftbereich geht.
Dort liegt keinerlei Kerbwirkung durch ein Gewinde vor, weshalb die 
ungeminderte Schaft-Querschnittsfläche für Berechnungen angesetzt werden 
darf. ;)

Grüße

Um mal von der Theorie wegzukommen:

Das angehängte Stelzenhaus steht auf 100er Rundhölzern, die Bodenträger 
sind ebenfalls 100er Rundhölzer. Die Wände bestehen aus 
19mm-Hobeldielen, das Dach aus 12mm OSB-Platte mit Bitumenschindeln 
belegt.

Die Rundhölzer sind untereinander mit 10mm-Schlossschrauben verbunden 
und die Verbindung der sekrechten Rundhölzer zu den Balkenschuhen sind 
ebenfalls 10mm-Schlossschrauben. Die Rundhölzer sind dazu jeweils mittig 
durchbohrt.

Das steht da jetzt seit 10 Jahren und im letzten Sommer bin ich mehrmals 
auf dem Dach herumgeklettert - das hält...

P.S. Die Gipsfigur ist nicht meine!

Wer Holz kennt, nimmt Metall. (alte Schlosserweisheit).

Die Schrauben (egal ob M 10 oder M 12) sind eh überdimensioniert.

Das Problem ist das Holz.

Grüße Bernd

Bernd F. schrieb:
> Wer Holz kennt, nimmt Metall. (alte Schlosserweisheit).

nun Schlosser können kein Holz :)

Soweit ich weiss ist Holz ein nachwachsender Rohstoff, wie man aus Rost 
wieder Eisen macht weiss ich nicht. (scnr)

oszi40 schrieb:
> Wenn Holz so dauerhaft wäre, hätten die Ägypter ihre Pyramiden sicher
> aus Brettern gebaut.

in Venedig und im Spreewald stehen die Hütten auf Holz schon einige 
Jahre, allerdings räume ich ein das in Thailand die Dachstühle 
überwiegend aus Stahl gebaut werden.

Joachim B. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Wer Holz kennt, nimmt Metall. (alte Schlosserweisheit).
>
> nun Schlosser können kein Holz :)
>
> Soweit ich weiss ist Holz ein nachwachsender Rohstoff, wie man aus Rost
> wieder Eisen macht weiss ich nicht. (scnr)

So einfach ist das nicht. Ich habe nichts gegen Holz.
Im Innenbereich (Möbel, Parkett usw.) ein tolles Material.

Im Außenbereich ?
Holz lässt trotz (oder weil?) guter Pflege  in 2-3 Jahrzehnten
heftig nach. Wenn wir dann einen Holzbalkon nach 30 Jahren gegen
eine Metallkonstruktion erneuern müssen, frage ich mich schon:

Taugt das Holz nichts mehr?, Sind die Konstrukteure zu blöd?
Liegt es an den "tollen" Anstrichen?

Feuerverzinkte Stahlkonstruktionen + Farbe können locker 100 Jahre.

Nun gibt es durchaus Holzkonstruktionen, die mehrere 100 Jahre
alt sind. Was läuft da falsch?

Grüße Bernd

oszi40 schrieb:
> Wenn Holz so dauerhaft wäre, hätten die Ägypter ihre Pyramiden sicher
> aus Brettern gebaut.

Aber welche Kinder bleiben schon 1000 Jahre lang Kinder? Naja, Tut Ench 
Amun ist über die Kindheit nicht hinausgekommen, aber für meine Kids 
wollte und will ich kein Grabmal bauen...

Lasst mal die Kirche im Dorf - für ein Kinderspielhaus ist Holz doch 
ganz in Ordnung. Wer baut denn ein Spielhaus aus Stahlplatten? Oder aus 
Kalksteinblöcken? Länger als 10, vielleicht 15 Jahre muss es doch nicht 
halten. Bernd hat natürlich insoweit Recht, dass das Holz vor 
Verwitterung geschützt werden muss. Stahl aber auch...

Meine Rundhölzer stehen deshalb in den Balkenschuhen "in der Luft", also 
nicht auf dem Boden, sodass sie nicht in Dauerfeuchtigkeit stehen und 
dort wegfaulen können. Der Rest des Häuschens ist durch den 
Dachüberstand ausreichend geschützt. Und natürlich ist das Holz lasiert.

Bernd F. schrieb:
> Wer Holz kennt, nimmt Metall. (alte Schlosserweisheit).

Naja - Klappern gehört zum Handwerk. :D
Macht jedes Gewerk nach Kräften.

Grüße

Bernd F. schrieb:
> Sind die Konstrukteure zu blöd?

ja vermutlich

Bernd F. schrieb:
> Nun gibt es durchaus Holzkonstruktionen, die mehrere 100 Jahre
> alt sind. Was läuft da falsch?

was lange hält ist ja kein Geschäft

Ich meinte das auch nicht despektierlich, ich bewundere alle die mit 
Metall so toll arbeiten können, für mich ist Holz leichter.

Joachim B. schrieb:
> Bernd F. schrieb:
>> Wer Holz kennt, nimmt Metall. (alte Schlosserweisheit).
>
> nun Schlosser können kein Holz :)
>
> wie man aus Rost wieder Eisen macht weiss ich nicht.

Frag mal in einem Stahlwerk nach, die machen das tagtäglich.

wie halt wie immer bei ALLEM in diesem Forum Thematisierten:
Es ufert in Belanglosigkeiten aus!

Thematisiert war und ist:
Kann man im Betreff nachlesen. :)

Grüße

L. H. schrieb:
> Je höher die Festigkeit ist, desto geringer wird die Bruchdehnung:
> Z.B. 4.6:22% während 8.8:12% hat.
> Das bedeutet "über den Daumen" 50% Bruchdehnungsminderung bei Verwendung
> von 8.8er-Schrauben.
>
> Und im Klartext bedeutet das somit eine Einbuße an
> "Sicherheits-Reserve", die v.a. bei einem Bauwerk Schaukel, Kletterturm
> usw. unbedingt eingehalten werden sollte.

Also das sehe ich irgendwie anders. Die Bruchdehnung hat doch nichts mit 
der Sicherheit zu tun?! Die gibt doch lediglich an, wie weit sich der 
Bolzen dehnt, bevor er versagt. Und ein 8.8er Bolzen versagt erst bei 
einer doppelten so hohen Kraft wie der 4.6er. Die Sicherheit ist bei 8.8 
also Faktor 2 größer, oder nicht?

Zitat Wikipedia: "Die Bruchdehnung geht in übliche Berechnungsmodelle 
(z. B. in der Baustatik) nicht ein."

Walter schrieb:
> ein Beispiel aus der Praxis:
> einseitige Aufhängung des Vorderrads eines Liegedreirads,
> 10.9er: beim Aufprall auf einen Bordstein reißt die Schraube, das Rad
> fliegt weg
> 8.8.er: die Schraube verbiegt sich, das Rad hängt schief, fliegt aber
> nicht weg

Also willst du damit sagen, dass die weichere Schraube mehr Energie in 
plastische Verformung umwandeln kann? Dies hat dann einen dämpfenden 
Effekt und verringert das Kraftmaximum?

Rick S. schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Je höher die Festigkeit ist, desto geringer wird die Bruchdehnung:
>> Z.B. 4.6:22% während 8.8:12% hat.
>> Das bedeutet "über den Daumen" 50% Bruchdehnungsminderung bei Verwendung
>> von 8.8er-Schrauben.
>>
>> Und im Klartext bedeutet das somit eine Einbuße an
>> "Sicherheits-Reserve", die v.a. bei einem Bauwerk Schaukel, Kletterturm
>> usw. unbedingt eingehalten werden sollte.
>
> Also das sehe ich irgendwie anders. Die Bruchdehnung hat doch nichts mit
> der Sicherheit zu tun?! Die gibt doch lediglich an, wie weit sich der
> Bolzen dehnt, bevor er versagt. Und ein 8.8er Bolzen versagt erst bei
> einer doppelten so hohen Kraft wie der 4.6er. Die Sicherheit ist bei 8.8
> also Faktor 2 größer, oder nicht?

Nur die Zugfestigkeit ist bei 8.8-Schrauben doppelt so hoch wie bei 
4.6-Schrauben.
Was sich aber dadurch kompensieren läßt, daß man bei einer 4.6-Schraube 
ihren Querschnitt verdoppelt.

Rick S. schrieb:
> Zitat Wikipedia: "Die Bruchdehnung geht in übliche Berechnungsmodelle
> (z. B. in der Baustatik) nicht ein."

So pauschal kann man das eigentlich nicht sagen.
Denn z.B. im Stahl-Hochbau geht es bei Verbindungen von Stahlteilen 
miteinander u.a. auch darum, Scherkräfte über Schrauben aufnehmen zu 
können.
Wobei dann auch zwangsläufig tau berücksichtigt werden muß.
Hier ist ganz gut dargestellt, welche Minderungsfaktoren dabei 
anzusetzen sind:
https://www.cnc-lehrgang.de/scherbeanspruchung/

Das ist auch der Hintergrund, warum es beim Bauvorhaben des TE besser 
ist, 12mm-Schrauben 4.6 einzusetzen.
Zumal die Schraubenschäfte in den Verbindungen auf Scherung beansprucht 
werden.

Bei 4.6 ist der Faktor tau ~ 0,9 vernachlässigbar. "Erschlägt" man über 
den gesamten Sicherheitsfaktor (SF).
Bei 8.8 würde ich tau nicht mehr vernachlässigen.
Zugfestigkeit ist nicht alleine ausschlaggebend - man muß sich schon 
ansehen, was im Einzelfall auftritt.

Grüße

Nun spielt die Zugfestigkeit bei Verschraubungen durch Holz nicht
die wirkliche Rolle.

Eine hochfeste Schraube drückt sich auch mit extragroßen Unterleg-
scheiben hemmungslos ins Holz.

Die Festigkeit des Holzes ist entscheidend.

Aber: lieber M 12 als M 8, der Kerndurchmesser ist auch für spätere
Korrosion wichtig. Viel hilft viel.

Grüße Bernd

Stefan schrieb:
> Angenommen ich habe 4 senkrechte Masten (Holz 80x80). Jeweils zwei
> werden mit einer Querstrebe (Holz, z.B. 20x70) verbunden, die an 2
> Masten mit jeweils einer Gewindestande/Schraube befestigt ist.
>
> Welche Last kann zum Beispiel eine 12 mm Schraube aufnehmen?

Sah gerade beim Einloggen das hier nochmal.
Ich kenne zwar die Spannweite der Querstrebe nicht, aber 20x70 scheint 
mir doch etwas arg "mickrig" dimensioniert zu sein. :)

Holz ist einer der besten Baustoffe, die es überhaupt gibt.
Leicht bearbeitbar und unglaublich vielseitig einsetzbar.
Es ist auf Grund seiner Leichtigkeit teilweise Stahl-Konstruktionen 
haushoch überlegen, obwohl es eine geringere Zugfestigkeit als Stahl 
hat.

Aber es hat auch so seine Eigenheiten, die man bei Holz-Konstruktionen 
kennen sollte, um solche sicher bauen zu können.
V.a. dann, wenn Kinder an oder in solchen Konstruktionen "herumtoben". 
:D

Die Eigenheiten sind z.B. bei Kiefer (weil man dabei alles ganz gut im 
Kopf überschlägig berechnen kann):
- Zugfestigkeit (axial) 100N/mm^2
- Druckfestigkeit (axial) nur 50% davon
- Druckfestigkeit (quer zur Faser) nur 10 bis 15% der Zugfestigkeit

Arno schrieb:
> Bei schiefer Belastung und ungleichmäßig
> angezogenen Schrauben -> Die am stärksten belastete 8.8er-Schraube
> reißt, dann die zweite, dann die dritte, wogegen die am stärksten
> belastete 5.6er-Schraube sich evtl. nur verformt, bis die anderen
> 5.6er-Schrauben einen ausreichend großen Teil der Last übernehmen.

Ja, genau das ist der Sinn, warum im Stahlbau auch 4.6er-Schrauben 
verbaut werden dürfen.
Es kommt auf die Vielzahl und die % Bruchdehnung der Schrauben an und 
NICHT
(unbedingt) auf deren Zugfestigkeit.

> Wobei
> das bei Holz unwahrscheinlich ist, da wird sich vermutlich das Holz
> schon so verformen, dass auch die 8.8er-Schrauben sich die Last sauber
> teilen.

Bei Holz kommt es eher darauf an, entspr. Flächen vorzusehen/erreichen 
zu können, welche für die Lastaufnahme "herhalten" können.

> Bei Scherbelastung in Holz wird das Problem sein, dass sich die
> Schrauben lockern wenn das Holz arbeitet (Wasser aufnimmt, sich
> ausdehnt, trocknet, sich wieder zusammenzieht...) und damit die Kraft
> nicht mehr über Reibung übertragen werden kann, sondern relativ
> undefiniert über den Schraubenschaft, der sich ins Holz drückt. Bis die
> Schraube - zumindest bei Wechsellast - irgendwann ganz herausfällt.

Naja, ganz abgesehen davon, daß man das "Arbeiten" von Holz auch evtl. 
über Tellerfedern kompensieren könnte, kann man da viel aus früher 
üblichen Kombinationen von Holz und Stahl lernen.
Ich denke dabei z.B. an Fuhrwerks-Deichseln, bei denen überwiegend Holz 
verarbeitet wurde.
Aber auch Stahl, das Holz "einhülsend" und mit ein paar Querschrauben im 
Stahl/Holzverbund.

Gar keine üble Lösung - ganz im Gegenteil:
Da konnte das Holz arbeiten, wie es wollte.
Durch die Querschrauben konnte es nicht "aufgesprengt" werden, weil die 
Stahlhülse das verhinderte.

Grüße

Arno schrieb:

> Die am stärksten belastete 8.8er-Schraube
> reißt, dann die zweite, dann die dritte,

Genau, man sollte also immer nur ein Auto an seine Konstruktion
hängen und nicht drei.

Klettermax schrieb:

> Ps: Zur Sicherheit sollte er noch ein paar Piloten in den Boden schlagen
> bevor er das Fundament gießt.

Was können denn die armen Piloten dafür?

Klettermax schrieb:

> Okay aber könnte bitte trotzdem mal jemand dem TO sagen, dass er bei
> Verwendung von M12 Schrauben neben seinen Kindern noch seinen PKW auf
> das Gerüst packen kann?

Siehe vor zwei Tagen um 16.00 Uhr. :-)

Karl schrieb:
> Für die Kraftübertragung haben Zimmerleute schon vor 3000 Jahren so Kram
> wie Überblattung, Zapfen, Zinkung erfunden. Damit stehen ganze Häuser
> völlig ohne eine Schraube, nur verbunden durch Holznägel.

Wer Metall kennt, nimmt Holz. (alte Zimmererweisheit).

Klettermax schrieb:
> Das Härten erhöht aber nicht die Zugbelastbarkeit oder?

Doch. Härte und Zugfestigkeit korrelieren.

Jobst Q. schrieb:
> Wer Metall kennt, nimmt Holz. (alte Zimmererweisheit

Weiter oben sagte, ich glaub Bernd F wars, sinngemäß

Wer Holz kennt, nimmt Metall (alte Schloßerweisheit)

Da frag ich mich doch, was macht einer,  der die Zimmerei und die 
Schloßerei gelernt hat?

Klettermax schrieb:
> Okay aber könnte bitte trotzdem mal jemand dem TO sagen, dass er bei
> Verwendung von M12 Schrauben neben seinen Kindern noch seinen PKW auf
> das Gerüst packen kann?

Bei einer Querstrebe von 20x70 einen PKW draufstellen?
Kann man schon tun, aber dann sollte man das besser ohne Kinder machen. 
:)

Karl schrieb:
> Gruß aus einem Holzhaus. Komplett ohne Schraube gefügt.

Gruß zurück.
Schön, daß Du in einem Holzhaus wohnst, das nach traditioneller 
Zimmermannskunst zusammengefügt wurde.

Ist aber hier nicht das Thema. ;)

Grüße

Karl schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Ist aber hier nicht das Thema. ;)
>
> Ähm doch...

Nein.
Der TE beschrieb, was er vorhat.
Und stellte nur zwei Fragen zu M12-Schrauben.

Nach Alternativen dazu fragte er nicht.

Grüße

Nach all den Beiträgen eigentlich keine Frage mehr, egal ob M 10
oder M 12, die Schrauben halten mehr als das Holz.

Viel wichtiger finde ich den Rostschutz. Diese hauchdünne galvanische
Verzinkung ist nur Optik. Nach wenigen Jahren ist die weg und es
gammelt vor sich hin.

Beim Baumhaus/Kinderhaus mit seiner begrenzten Lebensdauer mag das
angehen, ansonsten sollte man rostfreien Stahl einsetzen.

Und zwar Säurebeständigen, da die Gerbsäure und Dauerfeuchtigkeit
im Holz nicht zu vernachlässigen sind.

Grüße Bernd

michael_ schrieb:

> Da aber heute die Kinder doppelt so dick sind, braucht man doch sicher
> auch 12mm :-)

Du meinst, wenn sie doppelt so dick sind, haben sie das 4-fache Gewicht?

J. T. schrieb:
> Jobst Q. schrieb:
>> Wer Metall kennt, nimmt Holz. (alte Zimmererweisheit
>
> Weiter oben sagte, ich glaub Bernd F wars, sinngemäß
>
> Wer Holz kennt, nimmt Metall (alte Schloßerweisheit)
>
> Da frag ich mich doch, was macht einer,  der die Zimmerei und die
> Schloßerei gelernt hat?

Entweder - Oder. Holz verträgt sich gut mit Holz und Metall gut mit 
Metall. Aber Holz und Metall zusammen ergeben besonders auf längere Zeit 
oft Probleme, an die man beim Zusammenbau nicht gedacht hat.

OldMan schrieb:
> Bei Schrauben hat sich folgende Faustformel bewährt:
> Kerndurchmesser in mm * 100 = Scherfestigkeit in kg

Woher hast Du denn diesen Schmarrn? ;)

Nicht, daß ich etwas gegen Faustformeln oder kg-Berechnungen hätte, aber 
gerade bei Scherung hängt die richtige Dimensionierung nicht nur von der 
Festigkeitsklasse, sondern auch von den SF ab, die man anlegt.

Nehmen wir z.B. eine Schraube 8.8 mit 10mm Schaft-D an, damit wir Deine 
Faustformel möglichst leicht im Kopf überschlägig überprüfen können.

Deine These => 1000 kg Scherfestigkeit.

Bei 8.8 ist in der ersten Zahl die Zugfestigkeit "geschlüsselt".
Sind 800N/mm^2 bzw. 80kg/mm^2
Den Wert korrigieren wir, da höher legierter Stahl, zunächst über 
tau-Faktor 0,6 und landen dadurch bei 48kg/mm^2.

Und dann legen wir auch gleich noch einen (moderaten) SF von 4 an:
=> 12kg/mm^2

Querschnittsfläche: 25 x pi => 78,5mm^2

78,5mm^2 x 12kg/mm^2 = 942kg

Täusch Dich da bitte mal nicht mit Deiner Faustformel! :)

Völlig klar:
Der Sicherheits-Anspruch hängt nicht nur davon ab, inwieweit tau 
(richtig) anzusetzen ist, sondern viel mehr davon, wo man den SF 
ansiedelt.
Bei definitiv in NUR zwei direkt entgegengesetzt wechselnde Richtungen 
wirkenden Lastfällen genügt es, einen SF von 3 anzusetzen.
In allen anderen Fällen liegt der aber über 3.
Bis zu 10!

Gegenrechnung 12er-Schraube 4.6.
40kg/mm^2 x 0,9 (tau) => 36kg/mm^2
36/4 (SF) => 9kg/mm^2

Querschnittsfläche: 36 x pi => 113mm^2

113mm^2 x 9kg/mm^2 = 1017kg

Du siehst:
Höhere Querschnitte sind entscheidend. :)
Was v.a. bei Verbund-Konstruktionen Stahl + Holz bedacht werden muß.

Besonders dabei geht es darum, im Holz tragfähige Flächen bereitstellen 
zu können.
Oder aber zu unterbinden, daß das Holz "aufgespaltet" werden kann.
Im Extremfall z.B. mit den w.o. von mir gen. "Einhülsungen" von Holz in 
Stahl.

Was man jedoch bei einem Kletterturm bzw. dem, was der TE vorhat, nicht 
unbedingt braucht:
Da genügt es auch, die vier 80x80 "Masten" oben über die Querstrebe 
überstehen zu lassen, um etwas darüberstülpen zu können, das 
Wassereindringen in das Stirnholz verhindern kann.

Gibt es m.W. in Baumärkten auch:
Abdeck-Kappen für 80x80-Kantholz.

Grüße

Daniel Handrik schrieb:
>> Welche Last kann zum Beispiel eine 12 mm Schraube aufnehmen?
>>
>> Grob geschätzt kannst Du daran ein Auto aufhängen.
>
> Es ist ein Unterschied wie eine Schraube belastet wird. Wenn man etwas
> an einer Schraube aufhängt hälst sie meist mehr aus als wenn sie "quer"
> belastet sind.

Ja, das ist korrekt.
Ich erinnere mich noch daran, als man einen Opel Kadett (etwas unter 1t 
GG) an einem Kran mit einer Schraube M5 (höchstens M6) aufhängte.
Der wurde an seinem Heck damit hochgehoben und hing dann am Kran ohne 
daß er herunter fiel.

Wenngleich das ohne jegliche SF durchgezogen wurde, war das schon 
phänomenal. :)

Davon darf man sich aber nicht dazu verleiten lassen, so etwas völlig 
kritiklos 1:1 in der Praxis umzusetzen.

Daniel Handrik schrieb:
> Wenn man einen Balken auf den anderen schraubt hält zwangsläufig nicht
> unbedingt die Schraube sondern der durch die Schraube erzeugte
> Anpressdruck. Das Stichwort hierzu ist "Kraft- / Formschluss".

Da hast Du vielleicht die Werte Deiner Tabellen-Bücher nicht mehr so 
ganz gegenwärtig in Deinem Kopf. :)

Der Gleitreibungsfaktor von Holz ist zwar mit ca. 0,3 dreimal so hoch 
wie der von Stahl mit ca. 0,1.

Aber was nützt das, wenn Du bei Holz nur ca. 10 bis 15% 
Druckbelastbarkeit quer zur Faser ansetzen kannst??
Das sind dann, z.B. bei Kiefer, gerade mal max. 15% von 100N/mm^2.
(Ohne SF!)

Demgegenüber stehen aber 370N/mm^2 von stinknormalem St37.

Folglich kannst Du m.E. Anpressdruck per hochfesten Schrauben bei Holz 
schlicht und einfach "vergessen". ;)

Es geht bei Verbindungen, wie vom TE angedacht, letztlich NUR um 
Scherbelastbarkeit von denen.

Wenn wir die w.o.g. Berechnungen als einigermaßen richtig annehmen, 
haben wir insgesamt vier Scherstellen, von denen jede einzelne ca. 1t 
tragen kann.
(Ob die "Masten" das jeweils "mitmachen" sei dahingestellt).

Diese Tragfähigkeit der Scherstellen ist aber additiv.
Genau so wie eine Vielzahl von Schrauben bei Flanschen oder 
Platten-Verbindungen im Stahlbau.

Wir reden hier also von insgesamt ca. 4t Belastbarkeit.

Und das bei einer Querstrebe von 20x70!!
Das ist doch alles nur noch irrsinnig. :)

Grüße

Daniel Handrik schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Stefan schrieb:
>>
>> Welche Last kann zum Beispiel eine 12 mm Schraube aufnehmen?
>>
>> Grob geschätzt kannst Du daran ein Auto aufhängen.
>
> Es ist ein Unterschied wie eine Schraube belastet wird.

Trotzdem passt es.

Stefan schrieb:

> Ja, das müsste funktionieren, wie in der Zeichnung angegeben. Selbst
> wenn meine Kinder noch ein par ganze Rinder verspeisen, dürfte die
> Konstruktion halten.

Die Frage war insofern falsch gestellt, weil die Stabilität nicht
durch die Festigkeit der Schrauben, sondern durch die Festigkeit
der Holzteile bestimmt wird.

Hallo Karl,

> Vor 30 Jahren hat man hier Fachwerkhäuser mit Aufputz "saniert". Die
> gammelten weg, weil unter dem mineralischen Putz das Holz die
> Feuchtigkeit nicht los wurde. Die standen vorher 200 Jahre.

Und wo ist jetzt der Zusammenhang zu der Frage welche Schraubengröße man 
nehmen sollte wenn man ein Kinderhaus baut?

@Bär Luskoni
> Heute ist es so, daß hier allen Ernstes gefragt wird, wie man einen
> Stecker in eine Steckdose steckt oder wie und womit man einen
> Messigstempel erwärmen kann. Kurzum: Die Menschheit verblödet im
> praktischen Sinn, hat aber die Schrankwandfächer voller Diplome.

Ja, genau das ist das Problem. Immer mehr Wichtigtuer und theoretische 
Nichtskönner mischen sich in Dinge ein und komplizieren selbst 
einfachste Zusammenhänge, während die Praktiker schon beim 
Feierabendbier sitzen.

@Stefan
Ob du 10 oder 12mm Schrauben nimmst ist völlig egal. Beide 
Schraubengrößen sind für die auftretende Belastung mehr als ausreichend. 
Verzinkte Schrauben reichen völlig aus, da so ein Turm eh nur 3-4 Jahre 
benutzt wird. Wenn du sicher gehen willst, nimm Edelstahl.

rhf

Manfred schrieb:
> Früher hat man Häuser und Scheunen einfach so nach Gefühl gebaut

und Brücken mit viel Angstzuschlag, +viel Pflege hält die Brooklyn 
Bridge auch dem heutigen Verkehr stand.

unsere Brücken, modern berechnet kaum 40 Jahre.

Joachim B. schrieb:

> unsere Brücken, modern berechnet kaum 40 Jahre.

...und Flughäfen sollen schon abgerissen werden, bevor sie
überhaupt eröffnet werden.

Harald W. schrieb:
> ..und Flughäfen sollen schon abgerissen werden,

das war Satire :P (du musst nicht alles glauben was im TV gezeigt wird)

Lach schrieb:

> die DDR kommt nicht wieder,

Wieso? Da gibts doch ständig neue Versionen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Double_Data_Rate

Karl schrieb:
> Einige gut gemachte Bauwerke stehen heut noch und
> suggerieren, früher war Alles besser.

und?
https://de.wikipedia.org/wiki/Pantheon_(Rom)

"Eine Kuppel bildet die Decke des Gebäudes. Sie besitzt einen 
Durchmesser von etwa 43,45 m bei annähernd halber Stichhöhe. Zu einer 
Kugel vervollständigt würde sie etwa einen halben Meter unter dem Boden 
hindurch führen. Der römische Beton der Kuppel wurde aus leichtem 
vulkanischen Tuff- und Bimsstein vermischt."

Hallo Karl,

> Ich verweise hier gern wieder auf:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Survivorship_Bias

Ich nehme alles zurück, du hast recht. Ich hatte die nahezu täglichen 
Berichte in den Medien vergessen, in denen davon berichtet wird wie oft 
es vorkommt das kleine, aus Holz gebaute Klettertürme zusammenbrechen 
und die darauf spielenden Kinder darunter begraben. Und das nur weil 
statt 12mm Schrauben nur 10mm Schrauben verwendet wurden.

@Stefan
Falls du hier noch mit lesen solltest rate ich dir zu folgendem 
Vorgehen:

1. beauftrage eine Fachfirma (mit mindestens 30-jähriger Erfahrung) für 
Holzbauten mit der Konstruktionen eines kleinen Kletterturm.

2. stelle die Konstruktion im diesem Forum zur Diskussion und lasse die 
hier gemachten Vorschläge sofort in die Konstruktion einfließen

3. lasse die Konstruktion von einem Statiker prüfen.

4. stelle die statische Berechnung im diesem Forum zur Diskussion und 
lasse die hier gemachten Vorschläge sofort in die Berechnung 
einfließen.

5 vergebe den Bauauftrag an eine Fachfirma (mit mindestens 30-jähriger 
Erfahrung) für Holzbauten (erkundige dich vorher hier im Forum welche 
Fachfirma geeignet ist)

6. lasse die Ausführung von einem international anerkanntem 
Ingenieurbüro überwachen, stelle die Überwachungsberichte hier im Forum 
zur Diskussion

7. erstelle nach Beendigung der Bauarbeiten einen Baubericht und stelle 
ihn hier im Forum zur Diskussion, die folgenden Verbesserungsvorschläge 
lässt du dann in kleine-Kletterturm-Nachfolgeprojekte einfließen

Nur so baut man heute kleine Klettertürme für Kinder.

rhf

8. TÜV Abnahme nicht vergessen
9. GS Zeichen beantragen
10. div. Institute mit Prüfsiegel beauftragen

Stefan schrieb:
> Aber auch hier habe ich verstanden, dürfte meine Fichte-Konstruktion mit
> den genannten Maßen das Gewicht von ein paar springenden Kindern halten
> ;)

Mit Fichte liegst Du von den Werten her etwas unter Kiefer.
Was aber gar nicht mal der Punkt ist.

Bei den Masten 80x80 eh nicht, aber bei Deinen konzipierten Querstreben
20X70 schon; denn das sind gerade mal 14cm^2.

Damit liegst Du unter z.B. Dachlatten 30x50 od. 40x60.

Deine Spannweiten kenne ich nicht, aber ich will Dich nur dringend davor 
warnen, bei den Querstreben zu geringe Querschnitte zu verbauen!

Da genügt ein Ast (hochkant) im Säge-Querschnitt, um die 
Biegezugfestigkeit (bei 20mm Breite) um bis zu 50% mindern zu können.

Hier wurden viele Vorurteile "gepflegt".
Laß Dich v.a. von einem bitte nicht beeindrucken:
Daß Praktiker keine Ahnung von Theorie hätten und umgekehrt!

Das ist schlicht und einfach ein Irrglaube und falsch. :)

Bei Fichte bist Du bei Deinen Querstreben mit einer Biegezugfestigleit 
von 80N/mm^2 dabei.
"Münzen" wir das ohne "Kniefieseleien" um den Faktor g auf kg um, damit 
wir ein Gefühl für springende Kinder erhalten können, entspricht das ca. 
800kg/cm^2.

Wenn Du das nun mit 1000kg/cm^2 bei St37 (unter Anlegung eines SF von 
3,7)vergleichst, stellt sich natürlich die Frage:
Wie realistisch sind diese 800kg/cm^2 bei Holz??

Legst Du da den gleichen SF von 3,7 an, landest Du bei ca. 216 kg/cm^2.
Und dann nimm mal noch 50% davon an => 108kg/cm^2.

Was glaubst Du denn, warum man Studenten des Bau-Ing.-Wesens darauf 
"hintrimmt", bei Holz nur 1/10 der Belastbarkeit (unter Anlegung von SF 
3,7 abzüglich weiterer 50%) von St37 anzusetzen?
Das (spezielle) Holz ist dabei an sich irrelevant:
Da meistens Fichte oder Tanne.
Es wird prinzipiell jedes Holz mit 100kg/cm^2 bei statischen 
Berechnungen
angesetzt.

Und Du glaubst, ca. 100kg "Sprungbelastung" (als Spitzenlast 
eingeordnet) könnten mehrere springende Kinder nicht "auf die Beine 
stellen" können.
Täusch Dich dabei bitte nicht. :)

Im Prinzip kann mir das ja eigentlich wurscht sein, und ich schreibe Dir 
das nur, weil Kinder (incl. Nachbar-Kindern) nicht durch Fehler ihrer 
Väter zu Schaden kommen sollten. :)

Querstreben unter dem halben Querschnitt der Masten, also 40x80 halte 
ich für grob fahrlässig.
Was aber nur für eine Spannweite bis zu 1m gilt.
Darüber muß man das durch mehr "Hochstegigkeit" kompensieren.

Noch ein Wort zu Praktikern:
Geh mal zu einem Zimmermann und frag den z.B. nach 
Dachsparren-Dimensionierungen.
Wenn Du ihm die Spannweite nennst, wird der sofort sagen können:
7x14 od. 8x16cm.
Warum ist das so?

Weil er schon Hunderte von Dächern baute und deshalb das jederzeit "über 
den Daumen" benennen kann.

Analog verhält es sich bei Deinen Schrauben.
Praktiker können Dir sofort sagen:
M12-Schraube paßt.

Und nun vergleich mal alle Antworten dazu.
NUR die sachdienlichen.

Grüße und Frohe Ostern.
Nach ca. 5 Tagen ohne Nachtfrost und tagsüber +T werden alle Knospen 
förmlich "explodieren".
Wird ja auch allmählich Zeit dafür, daß man draußen wieder "loslegen" 
kann.
Viel Erfolg bei Deinem Bauwerk. :)

Stefan schrieb:
> Die ganze Zeit wurde erwähnt, dass Schrauben nicht die Last aufnehmen
> sollten.
>
> Bei den H-Ankern ist dies aber doch der Fall, oder?

Ja, stimmt. Das hält aber. Meine Balkenschuhe haben sogar nur eine 
Schraube pro Bein.

Walter schrieb:
> einfach den Querschnitt zu vergleichen ist falsch,
> die richtige Größe zum Vergleichen ist das Flächenträgheitsmoment:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%A4chentr%C3%A4gheitsmoment

Warum sollte das falsch sein?
I und W werden ja schließlich aus den jeweiligen Querschnitten 
berechnet. ;)

Stefan schrieb:
> Ein Aspekt, der mit noch durch den Kopf geht ist die Befestigung im
> Boden, z.B. mit H-Ankern wie hier zu sehen:
>
> 
https://www.garten-holzhaus.de/65001/Uploaded/admin%7Cpfostenanker-h-anker-karibu.jpg

Diese Art der Befestigung ist völlig i.O.
Beachten mußt Du dabei v.a.:

1) Luftspalt von ca. 1cm zum "Querbalken" des H einhalten.
Der verhindert nämlich, daß das Holz in Staunässe steht.
2) Bei Deinen vier Masten die H-Stahlbänder reihum um 90° verdreht 
einbetonieren.
Also so:
        __
| |     __

            (Die Striche stehen für die herausragenden Stahlbänder)
__
__      | |

Damit hast Du an jeder Seite ein H-Stahlelement drin, das maximal 
belastbar ist.

Grüße

Stefan schrieb:
> Liegt die Last hier auf den Schrauben oder durch die Flächenpressung?

Ja, natürlich liegt die Last auf den Schrauben-Schäften.
Flächenpressungen hast Du oberseitig bei beiden Schrauben in den 
Holzbohrungen und unterseitig zwischen Schäften und Bandeisen in den 
Stahlbohrungen.

Wenn Du mit Flächenpressung die zwischen den Bandeisen und den Masten 
meintest:
Die wird meistens überschätzt.
Acht bei den Schrauben darauf, daß in beiden Bandeisenlöchern der volle 
Schaft-Querschnitt aufliegt.
Evtl. auf der Gewindeseite eine Beilagscheibe mehr verwenden.

Wenn Du die Löcher ins Holz bohrst, mach das am besten von beiden Seiten 
her durch die Löcher in den Bandeisen.
Bohr zunächst das untere Loch und steck die Schraube durch, ohne sie 
festzuziehen.
Dann steht das Holz auf der unteren Schraube und Du kannst es dann in 
den Senkel korrigieren, um die obere Bohrung richtig zu setzen.

Grüße

Bei Normschrauben (metrisch) oder DIN571 nimmt man Tabellenwerte. DIN571 
Schrauben sind jedoch nicht mehr für Holzkonstruktionen zulässig. 
Schrauben für Holzkonstruktionen haben entsprechend EN 14592 + A1:2012 
eine CE Kennzeichnung, bei der ein notifiziertes Organ eine Typenprüfung 
durchgeführt hat und die Festigkeit und Belastbarkeit der angibt.

"Viel hilft viel" gilt auch hier wiedermal nicht.

https://ing.dk/sites/ing/files/styles/w1140_gallery/public/images/52929.jpg?itok=qgDMHsFe
Der Kollaps der Siemens Superarena ist ein schönes Beispiel wie eine 
Leimholzdachkonstruktion über einer Radrennbahn kollabiert, weil zu 
viele Schrauben gesetzt werden und kein Holz mehr da ist um die Kräfte 
abzuleiten.

Der Andere schrieb:
> Prima Beispiel wie man es nicht macht.

Sehe ich auch so. Die geistige Arbeit wäre in der Konstruktion besser 
aufgehoben gewesen als in der Dokumentation. Eine rechtwinklige 
Scherengitterkonstruktion, die nirgendwo die rechten Winkel festhält und 
damit weder stabil noch schön ist. Da wackeln nicht nur die Brücken.

Wenn es unbedingt sein muss, gibt es auch stabile rechtwinklige 
Konstruktionen. Dann aber nicht mit klobigen 90 x 45 Querverbindungen, 
sondern mit breiten Bohlen, die dafür auch ruhig etas dünner sein 
dürfen, zB 200 x 30. Diese müssen dann jeweils mit mindestes 2 Schrauben 
an den Ständern befestigt werden.

Die Stabilität kommt dann aus den Dreiecken innerhalb der Bohlen.