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Fachwerk

Wie ist beim Fachwerk die Konstruktion aufgebaut?

Von Stephan Wayan | 26. November 2022
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Bei Fachwerk denkt fast jeder die Konstruktion aus Holzbalken, aus der Hauswände bestehen. Diese Tragwerksform ist nicht nur auf Fachwerkhäuser beschränkt. Viele Kräne und deren Ausleger bestehen aus metallischem Fachwerk. Auch Brücken, Dächer und Türme werden als Fachwerk konstruiert.

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Ein Fachwerk besteht aus senkrechten, waagerechten und diagonalen Stäben
AUF EINEN BLICK
Wie funktioniert die Fachwerk-Konstruktion?
Ein Fachwerk ist eine Konstruktion aus Holz- oder Metallstäben, die Kräfte über gelenkige Knotenpunkte leitet. Typische Anwendungen sind Fachwerk­häuser, Brücken, Türme, Dächer und Kräne. Die Konstruktion besteht aus senkrechten, waagerechten und diagonalen Stäben, die Lasten abtragen und verteilen.

Welche Arten von Konstruktion gibt es beim Fachwerk?

Ein Fachwerk ist ein mechanisches Tragwerk aus Stäben, die aus Holz oder Metall bestehen können. Die technische Mechanik funktioniert bei allen Fachwerken gleich. Das gilt ebenfalls für eine dreidimensionale Konstruktionsart, die möglich ist. Die einfachste Konstruktionsart ist der Verband nebeneinanderliegender gleichschenkeliger Dreiecke (Strebenfachwerk ohne Pfosten). Ein Fachwerk hat immer gelenkige Knotenpunkte, die an den Stabenden liegen. Es gibt sechs Konstruktionsarten, die sich aus der Anzahl und Position der Stäbe ergibt:

  • Andreaskreuze
  • K-Verband
  • Rautenfachwerk
  • Ständerfachwerk
  • Strebenfachwerk (mit und ohne Pfosten)

Wie funktioniert die Konstruktion vom Fachwerk mechanisch?

Beim Bauen eines Fachwerks entsteht ein Stützwerk zum Abtragen einwirkender Kräfte. Es besteht aus Stäben in drei Ausrichtungen, die Kräfte zur Mitte (Zugstäbe) oder zu den Knotenpunkten (Druckstäbe) leiten.

Senkrechte Stäbe

Die als Pfosten und Ständer bezeichneten Stäbe nehmen vertikale Kräfte auf.

Waagerechte Stäbe

Die als Rahmholz, Rähm und Riegel bezeichneten Stäbe befestigen die senkrechten Stäbe und verteilen die Kraft.

Diagonale Stäbe

Die als Bänder und Streben bezeichneten Stäbe steifen die Konstruktion aus und leiten seitliche Kräfte weiter.

Besteht die Konstruktion im Fertighaus aus Fachwerk?

Die meisten Fertighäuser werden in Holzrahmen- oder Ständerbauweise errichtet. Es handelt sich um Holzskelette, die mechanisch nicht dem Prinzip von Fachwerk folgen. Fachwerk ist ein komplexes und zusammenhängendes Tragwerk mit einer spezifischen Wirkdynamik über die Knotenpunkte.

Wo wird Fachwerk als Konstruktion eingesetzt?

Ein Fachwerk wird auch über seine statische Bestimmtheit definiert. Sie bildet die Berechnungsgrundlage bei der Dimensionierung und Planung. Die bekanntesten und verbreitetsten Fachwerke im Bauwesen sind:

  • Brücken (Holz- und Stahlbrücken, parallelgurtig, pfostenlos, Strebenfachwerk)
  • Dächer (Räumliche Fachwerke wie Tetraeder für Hallen und Kuppeln)
  • Kräne (Auslegerkran, Containerbrücken, Turmkräne)
  • Türme (Hochspannungsmasten, Sendemasten, Windkraftmasten)
  • Wände (Fachwerkhaus, Mauern, Raumteiler)

Wann und wie hat sich die Konstruktion von Fachwerk entwickelt?

Da Holzbau lange vor der Stahlherstellung begonnen hat, entwickelte sich das Fachwerk aus dem historischen Hausbau. Bis ins Mittelalter wurden Tragwerke in Ständerbauweise gebaut, die dann mehr und mehr vom Rähmbau abgelöst wurden, dem heutigen Konstruktionsprinzip von Fachwerk. Die ältesten noch erhaltenen Fachwerkhäuser Deutschlands wurden im späten 13. Jahrhundert gebaut. Die technische Konstruktion und das kraftabtragende Funktionsprinzip gleichen sich überregional, lediglich optische Schmuckelemente unterscheiden sich. Heute gibt es trotz Kriegen und Naturkatastrophen noch etwa zwei Millionen Fachwerkhäuser in Deutschland.

Tipp: Definition der technisch idealen Konstruktion von Fachwerk
Ein ideales Fachwerk wird technisch durch vier Aussagen definiert. Alle Stäbe sind gerade, an ihren Enden gelenkig verbunden, schneiden sich axial an den Knotenpunkten und Kräfte wirken ausschließlich an den Knotenpunkten.