Holzständer in Leichtbauwänden können aus verschiedenen Gründen eine horizontal ausgerichtete Aussteifung erfordern – z. B. Aussteifung an Schubfeldkanten, Brandaussteifung und Knickstabilisierung bei axialer Beanspruchung.
Zwecke des Ausblocken
Ausblocken zur Verringerung des Schlankheitsgrades der Ständer
Abschnitt 3.7.1.4 der National Design Specification for Wood Construction (NDS) des American Wood Council besagt, dass der Schlankheitsgrad der Ständer unter Betriebsbedingungen 50 und während der Bauzeit 75 nicht überschreiten darf. Das bedeutet, dass die maximal zulässige unverspannte Länge in der schwachen Achse für einen Holzständer mit einer Nennlänge von 2 x 6′-3″ (50 x 1,5″) unter Betriebsbedingungen oder 9′-4,5″ (75 x 1,5″) unter Baubedingungen beträgt. Dies bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass in diesen Abständen eine Massivholzverschalung zwischen den Ständern erforderlich ist, um die Ständer in ihrer schwachen Achse als ausreichend ausgesteift zu betrachten. Sowohl Innen- als auch Außenwände aus Holz enthalten üblicherweise Schichten von Holzstrukturplatten (Sperrholz oder OSB) und/oder Gipskartonplatten. In der Regel werden diese Ummantelungsprodukte und ihre Befestigungen an den Holzständern als ausreichende Aussteifung der schwachen Achse der Ständer angesehen, was bedeutet, dass die NDS-Schlankheitsverhältnisse ohne Massivholzverriegelung zwischen den Ständern eingehalten werden können. In der Bauphase ist es jedoch üblich, dass tragende Innenwände, die die Baulasten von oben tragen, noch nicht mit Gipskartonplatten verkleidet sind.
Ein einzigartiger Zustand, der in einigen Innenwänden vorkommt, ist eine versetzte Ständerwandmontage, bei der 2×4 Holzständer auf 2×6 Ober- und Unterplatten montiert werden, wobei die Ständer abwechselnd von einer Kante der Platten zur anderen verlaufen. Diese Wandbeschaffenheit bietet hervorragende akustische Eigenschaften.
In diesem Fall haben jedoch nur die Außenseiten der Ständer Kontakt mit der Ummantelung und/oder den Gipsverkleidungen; die Innenseiten der Ständer sind nicht verspannt. Der NDS 2015 Anhang A.11.3 weist darauf hin, dass eine Aussteifung auf nur einer Seite der Ständer ausreichend ist:
Wenn Ständerwände in Leichtbauweise auf mindestens einer Seite ausreichend ummantelt sind, darf bei der Berechnung des le/d-Verhältnisses die Tiefe und nicht die Breite des Ständers als geringstes Maß angesetzt werden. Die Ummantelung muss erfahrungsgemäß die seitliche Abstützung gewährleisten und ausreichend befestigt sein.
In ähnlicher Weise zeigt NDS 2015 Abbildung 3F die unverspannte Stützenlänge, die auf der Aussteifung nur auf einer Seite des Ständers/der Stütze basiert. Im NDS 2015 Kommentar C.3.6.7 heißt es weiter:
Die Verwendung der Tiefe des Ständers als kleinstes Maß bei der Berechnung des Schlankheitsgrades zur Bestimmung der axialen Tragfähigkeit von ummantelten oder verkleideten Leichtbauwandsystemen ist eine langjährige Praxis. Die Erfahrung hat gezeigt, dass Holzbauplatten, Faserplatten, Hartfaserplatten, Gipskartonplatten oder andere Ummantelungsmaterialien bei ordnungsgemäßer Befestigung eine ausreichende seitliche Unterstützung des Ständers über seine Dicke bieten.
Zusätzlich zur Berücksichtigung der Schlankheitsgradgrenze von Holzständern in ihrer schwachen Achse sollte auch die Knickfähigkeit von tragenden Ständern berücksichtigt werden. Dies wird im Stützenstabilitätsfaktor gemäß NDS-Abschnitt 3.7.1.5 berücksichtigt.
Obwohl das Regelwerk keine Mindestkapazitäten für die Aussteifung/Versteifung vorschreibt, um dieses Knicken in der schwachen Achse einzudämmen, wird in der Praxis davon ausgegangen, dass jedes der oben erwähnten Ummantelungssysteme mit Standardbefestigungselementen oder eine massive Holzversteifung zwischen den Ständern eine ausreichende Kapazität aufweist, um dem Knicken in der schwachen Achse zu widerstehen.
Schubwandkanten
Bei Schubwänden in Holzrahmenbauweise ist es üblich, die Wände als blockiert auszulegen, was zu deutlich höheren zulässigen Schubtragfähigkeiten führt als bei nicht blockierten Schubwänden. Bei einer blockierten Bemessung müssen alle Schubwandkanten an einem gemeinsamen Rahmenteil befestigt werden; diese gemeinsamen Rahmenteile sind in der Regel vertikal ausgerichtete Ständer und eine horizontal ausgerichtete Blockierung zwischen den Ständern. Abschnitt 4.3.6 der American Wood Council’s Special Design Provisions for Wind and Seismic (SDPWS) enthält Anforderungen für diese Verblockungselemente und dieser WoodWorks-Beitrag „Fragen Sie einen Experten“ diskutiert Optionen für Größen und Ausrichtungen der Verblockung von Scherpaneelkanten.
Zwecke der Brandverblockung
Der International Building Code (IBC) enthält Anforderungen an die Brandverblockung, die die Ausbreitung von Flammen, Rauch und Gasen in brennbaren, verborgenen Räumen, wie z. B. einem Holzrahmen-Wandhohlraum, begrenzen sollen. Diese Anforderungen, die in Abschnitt 718.2.2 der IBC 2015 enthalten sind, besagen, dass eine Brandabschottung vertikal an der Decke und am Boden und horizontal in Abständen von höchstens 10 Fuß erforderlich ist. Darüber hinaus schreibt IBC Abschnitt 718.2.3 vor, dass Verbindungen zwischen horizontalen und vertikalen Räumen eine Brandabschottung aufweisen müssen, um den Durchgang von Flammen, Rauch und Gasen von den Wänden zu den Verbindungsböden und umgekehrt zu verhindern. Im konventionellen Holzleichtbau, bei dem Wand- und Deckenbekleidungen dicht an den zugehörigen Rahmenteilen angebracht werden, und bei der Verwendung von Plattform-Rahmenkonstruktionen fungieren die oberen Platten der Wände als Brandabschottung. Dieses Konzept wird im Code-Kommentar zu IBC Abschnitt 718.2.3 bestätigt. In Situationen wie Ballonrahmenwänden oder abgehängten Decken kann jedoch eine zusätzliche Brandabschottung in der Wand erforderlich sein. Das folgende Bild zeigt ein Beispiel dafür aus dem IBC-Kommentar 2015.
