Balkon an Stahlseilen

Kenngrößen          Planung          die Theorie          Vorbereitung des Dachstuhls          Anfertigung der Anschlagpunkte          Anfertigung der Umlenkecken der Seile          die tragenden Teile           
das neue Dach          die neuen Rolladen          neue Schrägrolladen                                                                                                                                                                                     Zurück zu  INGBILLY

Kenngrößen                                                                                                                  Zum Seitenanfang

  keine Stützbalken nach unten
  Befestigung nahezu unsichtbar
  kaum sichtbares Geländer

Planung                                                                                                                         Zum Seitenanfang

Die oben genannten Vorgaben bzw. Ziele, die erreicht werden sollten, machten die Aufgabe nicht unbedingt leichter.

Zunächst wurde an eine Befestigungsmöglichkeit mit schrägen Stützelementen von unten gedacht. Allerdings erwies sich diese Variante als nicht besonders elegant, da die Elemente durch die extremen Belastungen auf Knickung sehr stark ausfallen hätten müssen. Außerdem ist an der Abstützstelle bereits ein Balkon des Geschosses darunter. Somit besteht nur schlecht die Möglichkeit, den oberen Balkon abzustützen.
So kam bald die Idee, die Abhängung des Balkones durch ein bzw. zwei Stahlseile vorzunehmen.

Da der schon vorhandene Erker aus Leimbindern ein solides Dreieck zu beiden Seiten des Erkers bot, kam bald die Idee, diese Leimbinder als Stützbalken für die Kraftumlenkung herzunehmen. Die Leimbinder sind für das Ertragen einer Druckbelastung im Stile von Knickstäben sehr gut geeignet. Allerdings scheidet der obere Eckpunkt als Befestigungspunkt für das Befestigungselement aus, da eine Verbindung in Holz für einen auf Zug belasteten Knotenpunkt zu unsicher erschien.
Daher sollten die beiden Leimbinder die auftretenden Kräfte nur als Druckstäbe aufnehmen. Somit mußte die Befestigung des Stahlseiles über die Leimbinder hinweg an der restlichen Dachkonstruktion vorgenommen werden.

Aufgrund einer Planänderung gehts hier erst in einiger Zeit weiter.
Erst muß der Erker neu abgedichtet und gestrichen werden.

So, nun kanns also weitergehen.
Aus der Aktion Balkon entstand eine Kettenreaktion, deren Ausmaß im Vorfeld gar nicht so richtig abgeschätzt werden konnte -> vor Balkon, neue Fester fürs Haus -> wenn schon neue Fenster, dann auch neuer Putz ans Haus -> wenn schon neuer Putz, dann auch die Garage -> wenn schon Garage, wieso nicht eine zweite Garage. Aber das beschreibe ich noch an anderer Stelle.... bleiben wir vorerst beim Balkon.

Die Schäden, entstanden aus Altlasten, Wind und Wetter, nicht so richtig sorgfältiger Pflege und tollen fachmännischen Ratschlägen (das reicht schon, mehr brauchts da nicht) sind mittlerweile behoben.
Die Eckleisten und Abdeckleisten aus ehemals Holz wurden durch Kupferbleche ersetzt.

Bei dieser Gelegenheit wurden auch einige Befestigungsteile für den Balkon gleich mit angebracht, da somit unter Umständen sogar eine Montage des Balkones ohne weiteres Gerüst möglich ist.

Der Balkon soll an Gelenken (Festlager) und Stahlseilen (Loslager) befestigt werden.
Die unteren Gelenke werden dabei in der vorhandene Erkerkonstruktion verankert, während die Stahlseile über die als Stützelemente gedachten Leimbinder geführt werden. Die Anfertigung der Gelenke und die Befestigung der Führungsteile für die Seile wurden bei der Ausbesserungsaktion gleich mit vorgenommen.

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Die Theorie                                                                                                                                                            Zum Seitenanfang

Die groben Eckdaten wurden ja bereits oben beschrieben. Eigentlich sollte man das Kapitel "Kenngrößen" in "Wunschliste" umbenennen. Nach dem Wunsch folgte also die Suche nach Lösungsmöglichkeiten. Diese waren durchsetzt von der überschlägigen Berechnung der verschiedenen Wunschlösungsvarianten, bis schlußendlich die gröbsten Michmädchenrechnungen erfolgversprechend waren.

Was gab es an dieser Aktion theoretisch zu betrachten:

Der Balkon muß selbstverständlich dem Zweck nachkommen, eine begehbare und stabile Plattform zu bieten. Nun, das begehbar ist einfach, aber das "stabil" sollte zumindest rechnerisch überprüft werden. Weiterhin soll das "stabil" in die Wunschliste des Kapitels Kenngrößen passen. Da sich die Idee der Stahlseile als tragende Elemente nach einer kurzen Recherche als gangbarer Weg herausstellte, wurde die Belastung, die der Balkon einmal ertragen können müßte ermittelt. Hierzu gibt es einige Ansätze aus der Architektur, die eine Gewichtsbelastung und eine Belastung des Geländers ergeben, deren Einzelheiten ich hier ausspare.
Diese Belastungsdaten müssen zunächst von der Plattform und zusätzlich vom Geländer bzw. den Tragelementen erfüllt werden.

Am Ende vieler verschiedener Varianten und Berechnungen stand die im vorherigen Kapitel gezeigte Lösung. Ein Tragebalken aus zwei U-Trägern 80 mm, ein Rahmen aus L-Winkeln 80mm und der Bodenbelag aus Bohlen.

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Vorbereitung des Dachstuhls                                                                                                               Zum Seitenanfang

Da die waagerecht liegenden Leimbinder auf den Pfetten aufliegen, bietet es sich an, diese Knotenpunkte durch Balkenschuhe zu verstärken. Dazu wurden die Balkenschuhe selbst angefertigt.
An diesen Balkenschuhen wurde nicht nur die Pfette mit den Leimbindern verbunden, sondern auch gleich die Möglichkeit vorgesehen, Zugstangen zur gegenüberliegenden, nordseitigen Pfette anzulegen.
Somit wird das eigentliche Gewicht bzw. die eigentlich an den Stahlseilen liegende Last nicht nur von einer, sondern von beiden Pfetten getragen.
Die Anfertigung der Balkenschuhe war eine etwas mühsame Angelegenheit, da jeder der 5 Balkenschuhe individuell gestaltet werden mußte.

Endkappe des Leimbinders Ostseite                                                                                             Balkenschuh Leimbinder Ostseite

Auf dem linken Bild sieht man die beiden Halterungen für die Zugstangen zur Nordpfette und obenauf den Bolzen zur Befestigung des Stahlseiles. Das rechte Bild zeigt den Balkenschuh, der die Pfette mit dem Leimbinder und dem rechtsliegendem Sparren verbindet. Eine sinngemäß gleiche Konstruktion findet sich am gegenüberliegenden Leimbinder des Erkers.

Für die gesamte Aktion (Ausmessen, Anpassen, Schweißen, Lackieren, Bohren, Verschrauben) wurde über 400 mal das Dach bestiegen, ich habe eine Strichliste geführt.
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Anfertigung der Anschlagpunkte                                                                                                               Zum Seitenanfang

Nach der "Freestyle"-Gestaltung der Befestigungspunkte konnte nach den angefertigten Zeichnungen vorgegangen werden. Der komplette Zeichnungssatz wurde dreidimensional aus der Gesamtzeichnung des Balkones extrahiert und bemaßt.
So wurde ein korrektes Ineinandergreifen der noch zu erwartenden 190 Teile gewährleistet.

Zunächst wurden die Umlenk-Ecken für die Seile und die Gelenkpunkte für die drei unteren Lager der Balkonplatte angefertigt. Die am Erker montierten Teile sehen beispielsweise so aus:

Die Abbildung und die Fotos zeigen die mittlere Lagerbolzenhalterung des Balkones. Sie steht am Sims der Bodenplatte und wird mit dem Leimbinder verschraubt. Diese Halterung findet man in sinngemäß gleicher Art an allen drei Leimbindern. Dem aufmerksamen Betrachter wird übrigens sicherlich auffallen, daß die Blechlaschen mit der Aufnahmebohrung für den Bolzen in der 3D-Zeichnung gerundet sind, während sie live rechteckig ausgeführt wurden. Eine Verrundung würde zwar die Möglichkeit bieten, den Balkonrahmen bei der Montage hochzuklappen, aber es wurde vor Herstellung der Blechteile festgestellt, daß ein Klappen des Balkonbodens an anderer Stelle verhindert wird. Somit kann der Balkonboden nur um 10 Grad von der Waagerechten gehoben bzw. gesenkt werden, was zur Höheneinstellung völlig ausreichend ist. Eine Anpassung der Zeichnung wurde nicht vorgenommen.

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Anfertigung der Umlenkecken für die Seile                                                                                          Zum Seitenanfang

Die Seile werden an den oberen Enden der senkrechten Leimbinder umgelenkt. Dazu wurde erst eine Art Seilscheibe auf einer Halterung ersonnen und letztendlich in der praktischen Durchführung durch ein gebogenes Rohr auf einer Halterung ersetzt. Das gebogene Rohr bietet den Vorteil, daß das Seil auch nach oben hin geführt ist, während bei der Version mit der Seilscheibe eine Sicherung gegen das Herausspringen des Seiles vorgesehen werden müßte. Außerdem ist es sehr aufwendig und teuer, eine Seilscheibe mit dem Durchmesser von 300 mm drehen zu lassen. Somit wurde kurzerhand die Variante mit dem Rohr gewählt.

Theorie                                                                                              Praxis

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Die tragenden Teile                                                                                                                          Zum Seitenanfang

Abgesehen von den Stahlseilen und Anschlagpunkten sind die beiden U-Träger und die Rahmenteile der Bodenplattform als tragende Teile im Einsatz.

Nachfolgend eine Abbildung der Träger und der Einzelteile des Plattformrahmens

Die beiden Träger strecken sich mächtig über 4,5 Meter. Daneben zum Vergleich der Rahmen, der auf den U-Trägern aufliegen wird.

An jedem Ende des U-Träger-Paares wird ein Anschlagpunkt befestigt, der zum Einhängen des Seiles bzw. des Wantenspanners dient. Wie das durch die Umlenkpunkte gezogene Seil aussieht, kann man sich ja ein paar Absätze weiter oben ansehen.

So sieht das durch die Sparren zum hinten liegendem Anschlagpunkt auf den Endkappen der Leimbinder aus:

Das Seil hängt hier noch ein wenig durch, weil noch keine Last anliegt. Das wird sich aber die nächsten Tage geben, da die tragenden Teile des Balkones bereits vom Verzinken zurück sind.

06.11.2004
Heute war wohl der härteste Tag im Leben des Balkonbauers und dem seiner Helfer.
Es fanden sich tatsächlich drei Freiwillige, die mit auf das Gerüst stiegen und die etwas unhandlichen Teile mit hochgeschleppt haben. Alleine wäre dies keinesfalls machbar gewesen.

Zunächst wurden die Seileinhängungen montiert, in die die waagerecht liegenden U-Träger eingelegt wurden. Eingelegt klingt allerdings einfacher als es war, denn durch das Verzinken haben sich erstens die Träger leicht verzogen und zweitens auch die Abmessungen etwas verändert. Leider hat der Konstrukteur hier etwas wenig Spiel eingeplant, so daß schon die einfachere Montagearbeit ein haarsträubendes Erlebnis waren.

Ebenso die Montage der Tragrahmen. Die Teile behielten durch die Verzinkerei nicht die ursprüngliche Form und nutzten so die vorhergesehenen Spiele reichlich aus.

Kurz vor Einbruch der Dunkelheit war es dann soweit. Die Teile waren fixiert.

Zunächst ein Bild des entscheidenten Teiles:

Theorie                                                                                                                    Praxis

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Und nun mit Dach                                                                                                                                           Zum Seitenanfang

Nun, Jahre später, folgt doch tatsächlich noch ein Dach über den Balkon.

Es nervt so langsam, daß es an dieser exponierten Stelle ständig so stark an die Fenster regnet und man kommt mit dem Streichen der Hölzer ja echt nicht mehr nach.

Alle Empfehlungen der Bauberater, speziell der im Holzgewerk tätigen, würde ich heute gründlich mißachten und mir Kunststoffenster kaufen.

So schön die Holzbalkenkonstruktion ist… genug ist genug.

Jetzt ists aber so und bleibt erstmal so. Also kommt ein Dach drüber.

Da mir leider kein Kran zur Verfügung steht, muß das ganze Gebilde also wieder per Mannkraft transportabel sein. Die Bedachung soll transparent werden, um das Wohnzimmer nicht unnötig abzuschatten, denn grad das macht den Reiz dieses Erkers aus.

Zum Beschatten soll eine verschiebbare Markise unter der Bedachung angebracht werden.

Klar, am Anfang war die Zeichnung....

... aber bald schon mußte aus der Planungsphase ausgebrochen werden und das Dach im Freestyle angefertigt werden. Mir lief nämlich die Zeit davon.

Es wurde also eine hölzerne Schablone des vorhandenen Giebels angefertigt, damit das Gestell in der Garage aufgebaut werden kann.

So ersparte ich mir die häufige Schlepperei der doch relativ sperrigen Teile.

Die Schablonenbretter wurde an der Erkerspitze angebracht und verschraubt. Anschließend wurden die Bretter mir Latten verschraubt und ausgesteift.

Um nun auf der richtigen Seite der Bretter schrauben zu können, wurden dann die Rückseiten der Bretter versteift und die Vorderseiten wieder freigemacht. So konnte nun das Stahlrohrgestell direkt an der Erkersimulation befestigt und probiert werden.

Zur Montage des Werkes vorab einige Gedanken.

Das ganze Dach muß transportabel sein, damit es zum Verzinken kann. Außerdem muß es ja in luftiger Höhe möglichst ohne Kran montiert werden können. Somit sollte das Gewicht der Einzelteile möglichst unter 50 Kilogramm liegen.

Weiterhin muß irgendwie möglich gemacht werden, daß die Platten auf das Dachgestell montiert werden können, ohne daß ein Gerüst oder Kran benötigt wird.

Das Dach kann nicht einfach nur an den Erker angeschraubt werden. Hier muß ein weiterer Befestigungspunkt berücksichtigt werden. Der vorhandene Balkon eignet sich nicht als Befestigungspunkt.

Somit benötigt das Dach eigene Stützen zum Haus bzw. Dachstuhl

Das Ergebnis dieser Überlegungen war eine Dachkonstruktion, die klappbar ist. Das Dachgestell läßt sich aus zwei Teilen zusammengesetzt herunterklappen, bzw. wird erst hochgeklappt, wenn sie komplettiert ist.

Nach dem Hochklappen werden die Stützen montiert und die Verschraubung zum Erkersparren hergestellt.

Also denn: Frisch ans Werk……

Die Dachflächen bestehen aus einem Rahmen mit zwei Feldern. Dieser Rahmen besteht aus Vierkantrohr und wird zusammengeschweißt.

Damit der Rahmen auf den Stützen nicht grätscht, werden unter den drei Hauptstreben des Rahmens Unterzüge angebracht.

Hier sieht man die hintersten Riegel der beiden Dachhälften und einen Unterzug auf der hölzernen Erkersimulation.

An den äußeren Enden der Rahmenstreben befinden sich scharnierartige Laschen, die ein Klappen des Gestelles ermöglichen werden.

Hier sieht man die hintersten Riegel der beiden Dachflächen bereits hochgeklappt

und hier erkennt man das Scharnier

Wenn der Dachrahmen komplett und ausgeklappt ist, nimmt er schon eine beachtliche Erstreckung an J

Eine zusammengeheftete Hälfte des Daches mit Streben und den Zungen für die Unterzüge sieht dann so aus

Um den Aufbau nun auf Funktion zu testen, wird er vor dem Verschweißen mal ausprobiert.

Die Unterzüge liegen auf Holzklötzchen auf, die Dachhälften liegen in der richtigen Reihenfolge darauf. Die Unterzüge und die Dachhälften sind bereits verbunden, aber noch nicht festgezogen.

Somit läßt sich dann erst eine Hälfte des Daches hochklappen…

…. und dann die zweite Hälfte hochklappen.

Am "First" werden dann die beiden Hälften mit Schrauben verbunden.

So sieht das Ganze dann im Freien nach dem Verschweißen aus.

Dann wurden die Dachrahmen, die Unterzüge und die Stützen zum Verzinken gebracht. Nach dem Verzinken erfolgte eine Beschichtung mit einem Strukturlack.

Die Teile montagebereit auf dem Balkon:

Vor der endgültigen Montage mußten noch die Halterungen am Dachstuhl des Erkers angebracht werden. Seitlich die Scharnierteile und am Giebel entlang 8 Halter.

Nun wurden die Dachhälften auf das Geländer gestellt, miteinander verbunden und die Unterzüge angebracht. Leider konnte ich da grad kein Bild davon machen, weil meine Helfer und ich da grad alle Hände voll zu tun hatten.

Das komplette Dachflächengestell mit Unterzügen sieht eingehängt in die Scharniere dann aber so aus:

Hängend können gut die Stegplatten angebracht werden. So jedenfalls der Gedanke. In Wirklichkeit war es aber schon eine Plage, da das Dach gut in die Höhe ragt.

Trotzdem war das irgendwann auch geschafft und nun siehts ja schon aus, wie ein Dach.

Anschließend wurden die Anschraubpunkte für die Stützen vorbereitet und abgedeckt.

Soderle, und nun wird's innovativ. Irgendwie muß das Gestell ja nun klappen.

Ursprünglich dachte ich an mehrere Mann und stemmen, aber da gibt's ja noch den Ruckzuck, einen Kettenzug Baujahr 1946.

Dieser Kettenzug wird an den Dachlatten mit einer Kette eingehängt…

…. und über ein Seil….

… mit dem Dach verbunden.

Und dann geht's los. Ratschratschratsch und das Dach hebt sich. Entgegen jeden Erwartungen geht das Hochziehen leichter als gedacht und problemloser als befürchtet.

Nach mehreren schweren Tagen und einigen Aufräumarbeiten siehts dann so aus.

                                                                                                                                                                                            Zum Seitenanfang