Verbinder

Prosa-Definition¶

Ein Verbinder ist ein Element der App-Ontologie, das als vermittelndes Bauteil zwischen zwei oder mehr Holzbauteilen eingesetzt wird, das selbst durch Verbindungsmittel an die verbundenen Bauteile befestigt wird, das in der Regel aus Stahl (seltener aus Holz oder Verbundwerkstoff) besteht und dessen Verwendung zu einer indirekten Verbindung im Sinne von DIN EN 1995-1-1 Abschnitt 8.2.3 führt.

Mathematische Definition¶

Sei

𝓔 die Menge der Elemente nach element,
𝓤 der UUID-Raum nach uuid,
𝓥𝓜 die Menge der Verbindungsmittel nach verbindungsmittel,
𝓦 die Menge der Werkstoffe (typisch Stahl S235 oder verzinkter Stahl, Edelstahl A2/A4; Hartholz für Holzlaschen),

𝓥𝓑_τ die Menge der Verbinder-Typen

𝓥𝓑_τ := { Balkenschuh, Winkelverbinder, Knotenblech,
          Schlitzblech, SherpaVerbinder, KnappVerbinder,
          PitzlVerbinder, Holzlasche, Zugband, Druckband,
          Verbindungsplatte }

(sealed enum; eigene Folge-Einträge),

𝓔𝓣𝓐 die Menge der ETA-Referenzen,
𝓢𝓰 die Menge der Stahlgüten.

Dann ist ein Verbinder das Tupel

VB := (uuid, geometrie, lokale_platzierung, werkstoff,
       typ, befestigt_durch,
       eta_zulassung?, stahlguete?,
       positionsnummer?, produktkennzeichnung?, bezeichnung?)

mit den von element ererbten Pflichtfeldern

uuid ∈ 𝓤,
geometrie ∈ 𝓖_VB ⊂ 𝓖 (typabhängig: 2D-Plattengeometrie mit Dicke und Bohrlochmuster für Bleche und Balkenschuhe; Profilgeometrie für Winkelverbinder; Polyeder für 3D- Verbinder wie Sherpa),
lokale_platzierung ∈ SE(3),
werkstoff ∈ 𝓦,

und den verbinder-spezifischen Pflichtfeldern

typ ∈ 𝓥𝓑_τ,
befestigt_durch ⊂ 𝓤 mit |befestigt_durch| ≥ 1: die UUIDs derjenigen Verbindungsmittel, die den Verbinder an den beteiligten Bauteilen befestigen,

und den Optionalfeldern

eta_zulassung ∈ 𝓔𝓣𝓐 ∪ {⊥} (für ETA-zugelassene Hersteller-Verbinder: Simpson Strong-Tie ETA-06/0106, Rothoblaas ETA-11/0496, Sherpa Z-9.1-447, BMF ETA-09/0322 u. a.),
stahlguete ∈ 𝓢𝓰 ∪ {⊥},
positionsnummer, produktkennzeichnung, bezeichnung wie in element.

Es ist 𝓥𝓑 ⊂ 𝓔, d. h. die Menge der Verbinder ist eine disjunkte Teilmenge der Element-Menge.

Die durch einen Verbinder vermittelte Menge der mittelbar verbundenen Bauteile ergibt sich (transitiv) aus den Verbindungsmitteln:

verbundene_bauteile(VB) := ⋃_{vm ∈ befestigt_durch} verbindet(vm).

Wohldefiniertheit¶

Existenz: Für jeden konkreten in einem Tragwerk eingebauten Verbinder lässt sich das obige Tupel erfassen. Mindest- konfiguration: typ = Balkenschuh, geometrie als 2D-Plattenkörper, |befestigt_durch| = 2 (eine Schraubengruppe in den Träger, eine in den Hauptträger).
Eindeutigkeit der Identität: über uuid (geerbt von element).
Geometrie-Konsistenz: Die Geometrie ist im lokalen Verbinder-Koordinatensystem zu interpretieren, dessen Lage durch lokale_platzierung ∈ SE(3) festgelegt wird. Bohrlochmuster im Verbinder müssen geometrisch mit den Achsen der Verbindungsmittel in befestigt_durch zusammenpassen (Konsistenzbedingung; im Glossar zugesichert, formaler Nachweis in der Geometrie-Schicht).
Befestigung: |befestigt_durch| ≥ 1 ist zwingend (ein Verbinder ohne Verbindungsmittel ist kein Verbinder, sondern ein lose eingelegtes Stück Stahl). Typisch ist |befestigt_durch| ≥ 2: mindestens ein Verbindungsmittel pro angeschlossenem Bauteil. Foreign-Key-Regel (siehe uuid): die Liste enthält ausschließlich UUIDs.
Mindestens zwei mittelbar verbundene Bauteile: |verbundene_bauteile(VB)| ≥ 2 — sonst handelt es sich nicht um eine vermittelnde Funktion. (Ausnahme: Wandanker an einer Betonwand, der nur ein Holzbauteil mit dem Untergrund verbindet; dies ist ein Sonderfall „Verankerung" und wird im Datenmodell durch eine virtuelle Bauteil-UUID Untergrund aufgelöst.)
Disjunktheit zu Bauteil und Verbindungsmittel: Ein Verbinder ist kein Bauteil im Sinne von bauteil (er ist nicht primär tragend/raumbildend, sondern vermittelnd) und kein Verbindungsmittel (er ist nicht das einzelne kraftübertragende Stück, sondern das Stück, durch das Verbindungsmittel hindurchgehen).
Indirekte Verbindung: Die Wirkung eines Verbinders entspricht dem EC5-Konzept der indirekten Verbindung (8.2.3): die beteiligten Stäbe haben je einen Anschluss an das vermittelnde Element, statt direkten Holz-Holz-Kontakt. Dies ist eine funktionale Eigenschaft, formal nicht in Zahl gefasst, aber als Klassifikations-Kriterium im Glossar fixiert.
Nicht-Zirkularität: Die Definition stützt sich auf element, uuid, verbindungsmittel, werkstoff und toleranzen. Sie verweist auf verbindung, bauteil, verstaerkungselement ausschließlich in der Abgrenzung.

Erläuterung (nicht normativ)¶

Werkstoff¶

Verbinder haben typisch Werkstoff werkstoff_stahl (verzinkter Stahl S235 / S355 für Balkenschuhe, Winkelverbinder, Schlitzbleche und Knotenbleche; Edelstahl A2 / A4 für korrosionsbeanspruchte Anwendungen; Aluminiumlegierungen bei Sherpa-Verbindern als Sonderfall, der hier konventionell der Stahl-Klasse zugeordnet wird, weil ETA und Bemessung analog laufen). Holzlaschen sind die Ausnahme: sie haben Werkstoff axiales_holz (Hartholz oder zur Hauptkonstruktion passendes Konstruktionsholz) und folgen in der Bemessung einem eigenen Versagens-Regime (Holz-Lochleibung, Spaltbruchgefahr).

Typische Verbinder-Bauarten¶

Typ	Funktion	Beispiele
Balkenschuh	hängender Trägeranschluss an Hauptträger	Simpson BSI, Rothoblaas WHT, BMF, Knapp K
Winkelverbinder	rechtwinkliger Anschluss zweier Stäbe	Simpson AKR, BMF AB, Rothoblaas ALUMINI
Knotenblech	mehrteiliger Knoten mit Stabdübeln/Bolzen	Schlitzblech-Knoten in BSH-Trägern
Schlitzblech	eingeschlitztes Stahlblech mit Stabdübeln	EC5 8.6, BSH-Stützenfuß
Sherpa-Verbinder	aluminiumgegossener Schwalbenschwanz	Z-9.1-447
Knapp-Verbinder	Holz-Holz-Verbinder mit gehärteten Klauen	RICON, MEGANT
Holzlasche	beidseitig anliegendes Holzbrett	klassischer zimmermannsmäßiger Stoß
Zugband	Stahlband, das Zugkräfte zwischen Bauteilen weiterleitet	Sturmanker, Holz-Beton-Verbund

Verbinder vs. Verbindungsmittel — die EC5-Trennung¶

DIN EN 1995-1-1 trennt in Kap. 8 systematisch:

Verbindungsmittel (Kap. 8.3 ff.): das einzelne Stück (Nagel, Schraube, Bolzen, Stabdübel) — ein Verbindungsmittel überträgt Lasten direkt zwischen Holzfasern oder zwischen Holz und Stahl.
Verbindungselement = Verbinder (Kap. 8.2.3): ein vermittelndes, oft stählernes Bauteil, das selbst durch Verbindungsmittel angeschlossen ist — die Lastübertragung erfolgt dann indirekt über das Verbindungselement.

Die App folgt dieser Trennung strikt: ein einzelner Stabdübel ist ein Verbindungsmittel, ein eingeschlitztes Knotenblech mit mehreren Stabdübeln ist ein Verbinder, befestigt durch n Verbindungsmittel.

IFC- und BTLx-Mapping¶

Element	IFC	BTLx
Bauteil	IfcBeam / IfcColumn / IfcMember / IfcPlate	Part mit @GUID
Verbindungsmittel	IfcMechanicalFastener (`IfcElementComponent`)	Processing oder eigenes Part
Verbinder	IfcDiscreteAccessory (`IfcElementComponent`)	eigenes Part oder Reference
Verstärkungselement	IfcMechanicalFastener + Pset_Function	wie VM + Funktionsattribut
Verbindung	IfcRelConnectsElements (Beziehung)	implizit über mehrere Parts

Der Verbinder hat immer eine eigene Stückliste-relevante Identität (er wird als ETA-Bauteil bestellt, nummeriert, geliefert, montiert) und wird in BTLx daher als eigenes Part oder als Reference geführt — anders als ein Standardnagel, der im BTLx-Processing aufgeht.

Stücklisten-Trennung¶

Verbinder haben eigene Stücklisten, getrennt von Bauteil- und Verbindungsmittel-Stücklisten. Hersteller liefern Verbinder mit ETA-Nummer, Bestellnummer und WPK-Zertifikat; im cadwork-Workflow ist die „Verbinderliste" eine eigene Sicht.

Beziehungen¶

Oberbegriff: element.
Spezialisierungen (eigene Einträge folgen):
Balkenschuh (balkenschuh): hängender Trägeranschluss.
Winkelverbinder (winkelverbinder): rechtwinkliger Anschluss.
Knotenblech (knotenblech): mehrteiliger Knoten.
Schlitzblech (schlitzblech): eingeschlitztes Stahlblech.
Sherpa-Verbinder (sherpa_verbinder): Aluguss-Verbinder.
Holzlasche (holzlasche): zimmermannsmäßiger Holzverbinder.
Zugband (zugband): Stahlband zur Zugkraft-Übertragung.
Bestandteile (partitiv): alles geerbt von element plus typ, befestigt_durch.
Verwendung:
Bestandteil einer Verbindung (verbindung): der Verbinder ist Aggregatbestandteil neben Bauteilen, Verbindungsmitteln und ggf. Verstärkungselementen.
Bestandteil eines Tragwerks (tragwerk): erweitert die Element-Menge.
Abgrenzung:
Verbindungsmittel (verbindungsmittel): das einzelne kraftübertragende Stück (Nagel, Schraube, Bolzen, Stabdübel). Verbindungsmittel sind das, womit der Verbinder befestigt wird; der Verbinder ist das, was befestigt wird. Anders formuliert: Verbindungsmittel gehen durch den Verbinder in das Bauteil.
Verstärkungselement (verstaerkungselement): ein Verbindungsmittel in Verstärkungsfunktion mit eigener axialer Bemessung. Verbinder hingegen ist ein eigenes Stück Stahl/ Holz, nicht eine Funktionsrolle eines Verbindungsmittels.
Bauteil (bauteil): tragend/raumbildend mit Querschnitts- bemessung nach EC5 Kap. 6. Sonderfall: wenn ein Knotenblech selbst als druck- oder zugbeanspruchtes Tragglied (z. B. als Diagonale) ausgelegt ist und nicht primär Holzstäbe vermittelt, wird es als Stahl-Bauteil (eigene Folge-Klasse) modelliert, nicht als Verbinder. Die Klassifikations-Frage ist funktional zu entscheiden: vermittelnd zwischen Holzstäben → Verbinder; primär tragend ohne vermittelnde Funktion → Bauteil.
Verbindung (verbindung): Aggregat-Klasse, die einen Verbinder enthalten kann. Der Verbinder ist Bestandteil der Verbindung, nicht selbst die Verbindung.
Element (element): abstrakter Oberbegriff; Verbinder ist eine konkrete Subklasse.

Implementierungshinweis¶

Datentyp (Domänen-Schicht, Kotlin, Schicht domain.element.verbinder):

package domain.element.verbinder

import domain.element.Element
import domain.geometrie.Geometrie
import domain.geometrie.LokalePlatzierung
import domain.holzbau.Werkstoff
import domain.identifikation.Positionsnummer
import domain.identifikation.Produktkennzeichnung
import domain.identifikation.Stahlguete
import domain.identifikation.ETAReferenz
import java.util.UUID

/** Verbinder-Typ. */
sealed interface VerbinderTyp {
    data object Balkenschuh        : VerbinderTyp
    data object Winkelverbinder    : VerbinderTyp
    data object Knotenblech        : VerbinderTyp
    data object Schlitzblech       : VerbinderTyp
    data object SherpaVerbinder    : VerbinderTyp
    data object KnappVerbinder     : VerbinderTyp
    data object PitzlVerbinder     : VerbinderTyp
    data object Holzlasche         : VerbinderTyp
    data object Zugband            : VerbinderTyp
    data object Druckband          : VerbinderTyp
    data object Verbindungsplatte  : VerbinderTyp
}

/**
 * Verbinder: vermittelndes Bauteil zwischen Holzstäben, das selbst
 * durch Verbindungsmittel befestigt wird (EC5 8.2.3 indirekte
 * Verbindung).
 *
 * Glossar: hg_verbinder.md
 *
 * IFC: IfcDiscreteAccessory (Subtyp von IfcElementComponent).
 * BTLx: eigenes Part mit @GUID oder Reference.
 *
 * Synonym laut EC5: Verbindungselement.
 */
data class Verbinder(
    override val uuid: UUID,
    override val geometrie: Geometrie,
    override val lokalePlatzierung: LokalePlatzierung,
    override val werkstoff: Werkstoff,
    val typ: VerbinderTyp,
    val befestigtDurch: List<UUID>,    // FK auf Verbindungsmittel-UUIDs, |...| >= 1
    val etaZulassung: ETAReferenz? = null,
    val stahlguete: Stahlguete? = null,
    override val positionsnummer: Positionsnummer? = null,
    override val produktkennzeichnung: Produktkennzeichnung? = null,
    override val bezeichnung: String? = null
) : Element {
    init {
        // 1. befestigtDurch.isNotEmpty()
        // 2. befestigtDurch.all { it != uuid }   (kein Selbstbezug)
        // 3. befestigtDurch.distinct().size == befestigtDurch.size
    }
}

Einheit: Längen in mm (Double). Winkel intern in Radiant.
Identität: uuid von element ererbt.
Foreign-Key-Regel: befestigtDurch referenziert ausschließlich Verbindungsmittel-UUIDs. Die mittelbar verbundenen Bauteile werden nicht direkt persistiert, sondern über die Verbindungsmittel transitiv ermittelt.
IFC-Mapping:
IFC-Klasse: IfcDiscreteAccessory (Subtyp von IfcElementComponent).
Predefined Types: ANCHORPLATE (Verankerungsplatte), BRACKET (Konsolen-/Winkelverbinder), SHOE (Balkenschuh), USERDEFINED (Sonstige; z. B. Sherpa).
Property Sets: Pset_DiscreteAccessoryCommon, Pset_DiscreteAccessoryGeneral.
Hersteller-BIM-Bibliotheken (Simpson Strong-Tie, Rothoblaas, BMF, Sherpa) liefern Verbinder als IfcDiscreteAccessory aus.
BTLx-Mapping:
Standardfall: eigenes Part mit @GUID (entspricht Verbinder.uuid).
Alternativfall: Reference auf eine externe Hersteller-Bibliothek mit ETA-Bezug.
Die zugehörigen Bohrlöcher in den verbundenen Holz-Bauteilen werden als Drilling-Processings geführt — das sind nicht die Verbinder selbst, sondern die Bearbeitungen, die durch die Verbindungsmittel im Holz entstehen.
Edge Cases:
Verbinder ohne Verbindungsmittel (|befestigtDurch| = 0): nicht erlaubt; Entartet.UnbefestigterVerbinder.
Verbinder, der nur ein Bauteil mit dem Untergrund verbindet (Wandanker an Beton): zulässig, sofern eine virtuelle Bauteil- UUID Untergrund/Fundament im Modell existiert. Das ist eine Modellierungs-Konvention, nicht eine Eigenschaft des Verbinders.
Knotenblech als Tragglied (Diagonale im Stahlfachwerk): nicht als Verbinder, sondern als Stahl-Bauteil modellieren.
Holzlasche aus Hartholz: Werkstoff = Holz, nicht Stahl; Konsistenz wird in der Bemessung beachtet (eigene Versagens-Mechanismen).
Abgeleitete Eigenschaften:
verbundeneBauteile(model: Modell): Set<UUID> — transitiv ermittelt aus befestigtDurch und den verbindet-Listen der Verbindungsmittel.
geometrieInWelt(): GeometrieInW — Verbinder-Geometrie unter lokalePlatzierung transformiert nach W.
Bezeichner-Konvention (CLAUDE.md): Domänen-Klasse heißt Verbinder (deutsch, Glossarbegriff). Synonym Verbindungselement (EC5) wird in KDoc erwähnt, aber nicht als zweite Klasse geführt.

Quellen¶

Primär (normativ):

DIN EN 1995-1-1:2010-12, „Eurocode 5 – Bemessung und Konstruktion von Holzbauten", Abschnitt 8.2.3 sowie Verbinder-spezifische Abschnitte.
DIN EN 1995-1-1/NA, deutscher Nationaler Anhang.
SIA 265:2021, „Holzbau", Anhang A.
ISO 16739-1:2024, IFC-Entität IfcDiscreteAccessory.
design2machine: BTLx 2.x Specification (Stand 2024).
ETA-06/0106 (Simpson Strong-Tie 3D-Verbinder).
ETA-11/0496 (Rothoblaas Verbinder-Familie).
Z-9.1-447 (Sherpa-Verbinder, DIBt).
ETA-09/0322 (BMF Balkenschuh).

Sekundär:

Blass, H. J.; Sandhaas, C.: Ingenieurholzbau – Grundlagen der Bemessung. KIT Scientific Publishing, Karlsruhe 2016, Kap. 8.6 ff.
Holzbau-Handbuch, Reihe 2, Teil 1, Folge 4 (Anschlüsse mit Stahlblechformteilen), Informationsdienst Holz.
Mönck, W.; Rug, W.: Holzbau – Bemessung und Konstruktion.
Auflage, Beuth, Berlin 2015, Kap. 7.
Hersteller-Kataloge: Simpson Strong-Tie, Rothoblaas, BMF, SFS, Würth, Knapp, Pitzl, Sherpa.

Korpus (nicht autoritativ):

Holzbau Deutschland, Merkblatt „Begriffe und Klassifizierungen für den Holzbau" (abgerufen 2026-05-08).
Wikipedia, Lemma „Holzverbinder" (abgerufen 2026-05-08).

Quelle herunterladen¶

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