Baumhaus Gewicht berechnen

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Du willst ein Baumhaus bauen und bist dir nicht sicher, wie groß und wie schwer es werden darf?

Hier widmen wir uns der Tragwerk-Konstruktion und Statik. Dies ist wichtig, wenn du ein großes Baumhaus bauen möchtest oder wenn ein öffentliches Projekt planst.

Damit dir dieser Beitrag weiterhilft, solltest du bereits grobe Vorstellungen haben von:

• Dem Baum in dem du dein Baumhaus bauen möchtest
• Gesamtgröße und Ausrichtung deiner Plattform
• Gesamtgröße deines Baumhauses m²
• Die verschiedenen Befestigungs-Möglichkeiten

Das Ziel dieses Beitrags:

Wir wollen wissen, wie viel Last auf unsere einzelnen Verbindungen wirkt, um anschließend die perfekte Baumhaus-Befestigung zu finden.

 1. Das Gesamtgewicht des Baumhauses – Flächenlast pro m²

Das Gewicht deines Baumhauses setzt sich zusammen aus:

Eigenlast

Die Summe aller festen, statischen Teile deines Hauses: Holzbalken, Bretter, Dachdeckung, Fenster, Möbel, Schrauben, … 

Verkehrslast

Die Summe aller beweglichen Teile: Menschen & Tiere. Halte dir folgendes Szenario vor Augen: bei einer Party gehen all deine Freunde aufs Baumhaus und posieren alle auf einer Seite für ein Foto… “und auf 3 bitte alle springen!” Das ist Verkehrslast – das muss dein Baumhaus aushalten.

Windlast

Die Wände deines Baumhauses wirken wie ein Segel. Je höher dein Haus im Baum ist, desto stärker wird die Windbelastung, und desto größer wird gleichzeitig der Hebelarm – Je höher also dein Haus im Baum ist, desto kleiner sollte es werden!

Der Baum und die Befestigungsmittel mögen keine Torsion: Um Drehbewegungen zu vermeiden baue dein Baumhaus möglichst gleichmäßig um den Stamm.

Schneelast

Achte auf die Schneelast in alpinen Regionen, diese wird teils mit über 500 kg/m² angesetzt! Plattformgröße und Dachneigung sollten dementsprechend angepasst werden.

Alle diese Lasten müssen von deinem Tragwerk aufgefangen, und in den Boden abgetragen werden. Dies geschieht entweder direkt über den Baum und dessen Wurzeln oder über eine künstliche, einbetonierte Stütze.

Die Last sollte dabei möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Befestigungsmittel verteilt werden.

Dies sind Orientierungswerte zur Eigenlast von drei Baumhaustypen

(die Werte beinhalten Unterkonstruktion, Plattform, Geländer und Haus):

Das Eigengewicht eines “Bewohnbares Baumhaus” mit 10 m² ist also in etwa:

10 m² x 125 kg/m² =  1250 kg

2. Grundregeln zur Lastverteilung

Bei einem Projekt in mehreren Bäumen gilt:

• Der stärkste Baum ist der Fixpunkt (z.B. mit “Static Support”), da dieser sich am wenigsten bewegt.
• Großer Baum – große Last – viele Befestigungen (z.B. Baumschrauben)
• Kleiner Baum – kleine Last – wenig Befestigungen

Ausnahmeregel Hartholz vs. Weichholz:

Beachte, dass bei der Aufnahme der Lasten primär nicht der Stammdurchmesser maßgebend ist, sondern die Belastbarkeit der einzelnen Verbindungsmittel! Diese ist bei Baumschrauben in Hartholz etwa doppelt so hoch wie in Weichholz!

3. Lastverteilung – Finde die perfekte Position von Plattform und Haus

Anhand von einem klassischen 2-Baum-Baumhaus zeigen wir dir, wie du Schritt für Schritt deine Lasten berechnest um anschließend die perfekte Befestigungs-Methode zu wählen.

Schritt 2: Mittelgerade finden

Die Mittelgerade ist die Trennlinie der Lasteinzugsflächen. Sie zeigt uns welcher Flächenanteil der Plattform auf welchen Baum wirkt; das wird graphisch ermittelt:

• verbinde die Baumstämme mit einer geraden Linie
• zeichne die Mittelgerade dieser Linie ein (gelbe Linie: am Mittelpunkt eine lotrechte Trennlinie)
• was du jetzt siehst sind die Flächen, die der jeweilige Baum zu tragen hat…

Schritt 3: Lasteinzugsflächen in m²

• Die Fläche unserer Beispiel-Plattform beträgt 4 m x 4 m = 16 m²
• Die Lasteinzugsfläche vom linken, kleinen Baum ist ca.  6 m²
• Die vom rechten, großen Baum ca. 10 m²

Schritt 4: Das Baumhaus auf die Plattform setzten

Jetzt positionieren wir unser Haus auf der Plattform – in diesem Beispiel der Einfachheit halber zentral.

Hier wird offensichtlich:

• würde das Haus in der grünen Zone liegen, müsste der “kleine Baum” die Last übernehmen
• würde das Haus in der orangenen Zone liegen, träge der “große Baum” dessen Last

Schritt 5: Die Gesamtlast berechnen

Jetzt berechnen wir mit Hilfe unserer Faustformeln die zu erwartende maximale Belastung unseres Baumhauses.

Diese extreme Spitzenbelastung tritt wahrscheinlich nur alle paar Jahre auf – dann muss die Baumhaus-Konstruktion aber standhalten!!!

Angaben:

• Gesamtfläche = 16 m²
• Das Baumhaus steht mittig auf der Plattform (Typ “Bewohnbares Baumhaus”; 10 m²) = Eigenlast
• Darin befinden sich 6 lustigen Erwachsene, die alle einen Liter Bier trinken (70 kg + 1 kg) = Verkehrslast
• Es ist Winter und es liegt eine Menge Schnee (100 kg/m²) = Schneelast

Berechnung:

Dies ist die Formel:

Last [kg] = Fläche [m²] x Flächenlast [kg/m²] (+ Andere Lasten [kg])

Die Flächenlast ist die Summe der einzelnen Lasten (Eigenlast + Verkehrslast + Sonstige Lasten).

• Eigenlast Baumhaus [kg] = 10 m² x 125 kg/m² = 1250 kg
• Eigenlast restliche Plattformfläche [kg] = 6 m² x 30 kg/m² = 180 kg
• Verkehrslast “Lustige Menschen” [kg] = 6 x 71 kg = 426 kg
• Schnee [kg] = 16m² x 100 kg/m² = 1600 kg

Gesamte Last [kg] = 1250 kg + 180 kg + 426 kg + 1600 kg = 3456 kg

Schritt 6: Lastverteilung auf die Bäume

Daraus lässt sich mit Hilfe der Einzugsflächen die Belastung der einzelnen Bäume berechnen:

• Auf dem großen Baum lasten:   (10m² / 16 m²) x 3456 kg = 2160 kg
• Auf dem kleinen Baum lasten:   (6 m² / 16 m²) x 3456 kg = 1296 kg

Der SICHERHEITSFAKTOR (SF >2)!!!

Jetzt gilt es die passende Befestigungsmethode zu wählen.

Dabei sollte unbedingt mit dem Sicherheitsfaktor > 2 gerechnet werden, d.h. zum Beispiel für den großen Baum:

Statt 2160 kg, gehen wir von der doppelten Last 4320 kg aus, somit sind unsere Berechnungen stets auf der sicheren Seite. Dann werden selbst Orkanstürme, Erdbeben und Tsunamis deinem Baumhaus nichts mehr anhaben können!

Nun geht es darum eine Befestigungsmethode zu finden, die deine Plattform sicher trägt. Hierfür gibt es oft mehrere gute Lösungen und Kombinationen.

Die “GTS Allstar” ist perfekt geeignet für unser Beispiel-Projekt, die maximale Belastung einer Schraube ist laut Berechnung:

1080 kg x SF2 = max. 2160 kg / Schraube

Die Tragfähigkeit einer einzelnen GTS Allstar ist etwa 2 Tonnen in Fichte (Weichholz). In Kombination versteifen sich die Schrauben, so können zwei zusammen wirkende Schrauben etwa 5 Tonnen Last in der Fichte aufnehmen.

Jetzt zeigen wir dir zwei Varianten zur Verankerung des Tragwerks mit unserer GTS Allstar:

Variante 1: Parallele Trägerbalken

Analyse: Dies ist der Klassiker unter den Baumhaus Konstruktionen. Allerdings wäre das Ganze hier etwas wackelig, da:

• die Plattform seitlich weit übersteht
• das Haus relativ groß ist und seitlich übersteht

Würden jetzt z.B. alle 6 Bierfreunde für ein Foto in der rechten unteren Ecke posieren, so würde die Plattform ins Wanken geraten. Die Konstruktion würde zwar sicher standhalten, aber zu viel Wackeln gibt ein ungutes Gefühl und beansprucht auf Dauer die Verbindungsmittel!

Ein weiterer Nachteil:

Bei einem Durchmesser ø 40 cm (small tree) haben zwei gegenüberliegende GTS Allstar evtl. zu wenig Platz. Ist der Durchmesser an dieser Stelle doch etwas kleiner, da z.B. der Stamm oval statt rund ist, so könnten sich die Schauben in der Mitte berühren – das wäre großer Kackmist!

Variante 2: Dreieck Konstruktion mit V-Bracket

Analyse: Hier bietet sich eine Dreieckkonstruktion perfekt an!

Die Schrauben liegen sauber untereinander, wodurch auch ein kleiner Stammdurchmesser nichts ausmacht.

Dank der V-Bracket können die Dreiecke zur auskragenden Plattformseite aufmachen. So wird garantiert nichts Wackeln und die Lasten werden perfekt in den Baum übertragen.

5. Belastbarkeit des Baumes – hält mein Baum?

Bäume können unglaubliche Lasten aufnehmen!

Holz hat längs der Faser eine durchschnittliche Druckfestigkeit von ca. 2 kN/cm², das sind umgerechnet 200 kg/cm². Ein runder, gerad wüchsiger Baumstamm, Durchmesser ø 40 cm, kann also theoretisch eine Last von 1256 cm² x 200 kg = 251,2 Tonnen aufnehmen.

Wie oben bereits erwähnt, der Baum wird höchstwahrscheinlich nicht maßgebend sein – es sind die einzelnen Befestigungsmittel welche die Grenzen setzen (Genaueres zu den einzelnen Befestigungsarten findest du hier.)

6. Zusammenfassung – Was wir gelernt haben

• Baumhausbau ist Leichtbau – Vermeide schwere Materialien wie Steinplatten, riesige Fensterflächen mit Dreifachverglasung, Harthölzer, Stahlskulpturen, Milchkühe, …
• Reize die Belastungsgrenzen deiner Befestigungen nie ganz aus – arbeite immer mit einem Sicherheitsfaktor > 2!  Dieser beinhaltet eventuelle Fehlstellen im Holz und Ausnahmebelastungen wie heftige Unwetter oder zu viele dicke Partygäste.

Auch wenn die Schraube theoretisch 4 Tonnen aufnehmen kann, sollte sie nur mit 2 Tonnen belastet werden.

• Wähle den „Rucksack“ lieber eine Nummer kleiner; Anbauen und Erweitern kann man das Baumhaus bei Bedarf immer noch zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Baum sich an die neue Belastung gewöhnt hat!

Falls du dir bei den Themen Statik, Lasten und Konstruktion sehr unsicher bist oder ein öffentliches Projekt planst, dann hol dir auf jeden Fall Hilfe von einem Ingenieur oder Zimmermeister.

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