CZ2014901A3

CZ2014901A3 - Spřahovací dílec pro dřevobetonovou stropní spřaženou konstrukci

Info

Publication number: CZ2014901A3
Application number: CZ2014-901A
Authority: CZ
Original assignee: Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-22
Also published as: EP3230533B1; WO2016091227A1; EP3230533A1

Abstract

Spřahovací dílec (4) pro dřevobetonovou spřaženou stropní konstrukci je tvořený spřahovací lištou (9) implementovanou do dřevěného těla (10) spřahovacího dílce (4), která zčásti přesahuje povrch těla (10) spřahovacího dílce (4). Pro nasunutí spřahovacích výztuh (6) je spřahovací lišta (9) opatřena otvory (11). Pro spojení se stropním rámem (1) je spřahovací lišta (9) opatřena soustavou otvorů (14) nebo drážek (12) a na spodním okraji zazubením (13).

Description

SPŘAHOVACÍ DÍLEC PRO DŘEVOBETONOVOU STROPNÍ SPŘAŽENOU

KONSTRUKCI

Oblast techniky

Řešení se týká spřahovacího dílce pro dřevobetonovou spřaženou stropní konstrukci.

Dosavadní stav techniky

Dřevěné stropní konstrukce ve stavebních objektech jsou namáhány převážně ohybem, významná jsou také dynamická namáhání, například kmitání pochůzních stropů. Nevýhodou standardních konstrukčních řešení dřevěných stropů je jejich malá požární odolnost, nevýhodné akustické vlastnosti a malá tuhost konstrukce. V současné době existuje mnoho způsobů jak realizovat spřažený dřevo-betonový kompozitní průřez na stávající stropní konstrukci. Jedná se o spřahovací systém s diskrétními prvky (hřebíky, vruty, šrouby, speciální šrouby).

Systém spřažení pomocí perforované lišty vyrobené z vysokopevnostní vodovzdorné překližky bez povrchových úprav je popsán v CZ užitném vzoru č. 25368.

V přihlášce užitného vzoru č. PUV 2009-21325 je popsáno technické řešení, které se týká kombinovaného stropního nosníku pro použití při budování stropů v novostavbách i při náhradě stávajících stropních trámů, nebo celých stropů v rámci rekonstrukce budov. Podstata technického řešení spočívá vtom, že základní část stropního nosníku je tvořena podlouhlým, trámovitým tělesem, z konstrukčního nebo lepeného lamelového dřeva. Do základní části je rovnoběžně sjeho podélnou osou pomocí lepidla vlepena alespoň jedna ocelová nebo plastová perforovaná lišta, která je ve svislé rovině, částečně zapuštěna a její vyčnívající část je opatřena perforací pro potažení ocelové výztuže betonové desky. Dřevěný nosník je nosnou součástí betonové stropní konstrukce v pozemních, zejména bytových stavbách. Kombinovaný stropní nosník s vlepenou ocelovou nebo plastovou spřahující lištou je sestaven z podlouhlého trámovitého tělesa, do kterého je pomocí vrstvy lepidla vlepena ocelová, nebo perforovaná lišta. Kombinovaný stropní nosník s vlepenou perforovanou lištou je v konstrukci spřažen s železobetonovou stropní deskou.

V přihlášce vynálezu PV 2013-187 je popsán vynález, který se týká kompozitních materiálů, konkrétně dřevobetonových nosníků. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník se skládá z dřevěné části a železobetonové části. Dřevěná část je vyrobena z lepeného lamelového dřeva a její rozměry jsou navrženy na základě požadavků na zatížení a rozpětí finální konstrukce, v níž bude nosník použit. V horním líci dřevěné části profilu, v jeho ose, je vyfrézována průběžná drážka speciálních rozměrů a geometrie. Do drážky je vlepena spřahovací lišta z vysokopevnostní vodovzdorné dřevěné překližky bez dodatečných povrchových úprav. Lišta je vyrobena jako nekonečný prvek, její délka se odvíjí od délky nosníku.

V přihlášce užitného vzoru č. PUV 2014-27419 je popsáno technické řešení, které se týká nosných stropních konstrukcí, konkrétně spřažených dřevobetonových nosníků. Kompozitní dřevobetonový nosník spřažený kovovými prvky je složen z dřevěné a železobetonové desky. Železobetonová deska je vyrobena z betonu, do kterého je zabudována betonářská výztuž a následně je povrch této desky vyhlazen. Na takto upravenou desku je položen nejméně jeden dřevěný trám opatřený perforovanými kovovými destičkami a to tak, že destičky jsou zapuštěny do podkladní betonové desky. Délka destiček nepokrytých betonem je nejméně jedna třetina. Spojení kovových perforovaných destiček s dřevěným trámem je zajištěno pomocí konvexních hřebíků. Perforace na destičkách jsou rozmístěny rovnoměrně.

V přihlášce užitného vzoru č. PUV 2011-24397 je popsáno technické řešení, které se týká statického zesílení stávající dřevěné trámové stropní konstrukce. Řešení je vhodné pro použití zejména u starých, památkově chráněných objektů. Podstata technického řešení spočívá v tom, že alespoň k části jednoho trámu je připevněn spřahovací prvek. Ten je pevně spojen s betonovou nosnou konstrukcí, umístěnou nad dřevěnými trámy. Podstatou technického řešení je rovněž to , že betonová nosná konstrukce je tvořena monolitickou, železobetonovou deskou a že betonovou nosnou konstrukcí je vláknobetonová deska. Dále je podstatné, že spřahovací prvek je tvořen smykovou lištou, jejíž spodní část je uložena v drážce na horní ploše trámu, přičemž volný prostor v drážce je vyplněn lepidlem. Smyková lišta je opatřena otvory, do kterých jsou situovány armovací prvky betonové nosné konstrukce.

V přihlášce technického řešení č. PUV 2011-23937 je popsána stropní konstrukce opatřené podlahovou konstrukcí tvořenou vrstvami kročejové a akustické izolace, zejména konstrukce trámového stropu tvořeného dřevěnými nosníky opatřenými záklopem. Podstata spočívá vtom, že akustická izolace je tvořena alespoň jednou vrstvou vláknocementových desek. Na vrstvě vláknocementových desek může být položena pružná fólie a na ní vlastní podlaha. Stropní konstrukcí může být trámový strop tvořený dřevěnými nosníky opatřenými záklopem, na němž je v provedení pro rodinné domy položena vrstva kročejové izolace a na ní položena vrstva složená zvíce než dvou na sobě ležících vláknocementových desek. V provedení trámového stropu pro bytové domy, kde jsou na akustikou izolaci kladeny větší nároky, je na záklopu umístěna pružná fólie, na ní uložena vrstva z více než dvou vláknocementových desek, na ní položena vrstva kročejové izolace, na které leží další vrstva složená z více než dvou na sobě ležících vláknocementových desek. Dřevěné nosníky mohou být opatřeny spodním záklopem, který plní statickou funkci příčného ztužení. Na spodním záklopu může být zavěšen sádrokartonový podhled, přičemž mezi ním a záklopem je vložena vrstva minerální izolace.

V mezinárodní přihlášce č. WO9411589 je předložený vynález, který se týká dřevo-betonové podlahy, která zmírňuje přenos smykového zatížení mezi dřevem a betonem. Podlaha obsahuje sadu podstavců na nosičích připojených k betonové desce. Spojení mezi dřevem a betonem je zajištěno pomocí desky s kovovými hroty. Desky jsou částečně vloženy do betonu a částečně do nosníků.

Cílem vynálezu je navrhnout kompozitní dřevo-betonovou spřaženou stropní konstrukci, která umožňuje realizovat stropní konstrukce, které jsou schopny přenášet vyšší zatížení na větší rozpony, než je běžné u tohoto materiálového a konstrukčního uspořádání dílčí části stavby možné.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo a výše uvedené nedostatky jsou odstraněny spřahovacím dílcem pro dřevobetonovou spřaženou stropní konstrukci, jehož podstata, spočívá v tom, že má spřahovací lištu implementovanou do dřevěného těla spřahovacího dílce, která zčásti přesahuje povrch těla spřahovacího dílce, přičemž pro nasunutí spřahovacích výztuh je spřahovací lišta opatřena otvory a pro spojení s dřevěným konstrukčním prvkem je spřahovací lišta opatřena soustavou otvorů nebo drážek a na spodním okraji zazubením.

Pro vytvoření pevného spoje jednotlivých součástí spřahovacího dílce je výhodné je-li spřahovací lišta s tělem spřahovacího dílce pevně spojena prostřednictvím lepeného spoje, což může být provedeno vlepením za použití vhodného lepidla ve výrobně tak, aby lepený spoj byl pevný a trvanlivý.

Pro vytvoření požadované stropní konstrukce opatřené spřahovacími dílci je výhodné, jsou-li stropní trámy opatřeny drážkami, ve kterých jsou uspořádány spřahovací dílce, přičemž spřahovací výztuž je v kontaktu s podélnými výztuhami, které jsou pak jako celek zality v betonové desce.

Pro zajištění dostatečné tepelné nebo zvukové izolace stropní konstrukce opatřené spřahovacími dílci je výhodné, je-li mezi spřahovacími dílci uspořádána izolace uložená na bednění.

Podstata řešení dřevo-betonové spřažené stropní konstrukce spočívá ve vytvoření spřaženého dřevo-betonového průřezu v rámci stropní konstrukce, kdy jeho betonová, resp. železobetonová část je namáhána tlakem a dřevěná část převážně tahem, resp. ohybem. Tento účinek je zajištěn pomocí spřahovacího dílce speciálního tvaru a uspořádání, ve kterém je implementována spřahovací lišta, která může mít variabilní tvar a současně má určené materiálové složení. Je vyrobena z vysokopevnostní vodovzdorné tenké dřevěné překližky. Spřahovací lišta je vlepena mezi dřevěné tělo spřahovacího dílce a je jeho pevnou součástí. Vlepování spřahovací lišty se provádí symetricky na střed těla dílce a spřahovací lišta zčásti přesahuje jeho profil. Lišta je opatřena otvory pro nasunutí spřahovacích výztuh a na druhém konci uspořádána v drážce vytvořené v dřevěném prvku. Spřahovací dílec je při montáži vlepen do horního líce dřevěného stropního trámu, v němž je předem připravena v horním líci stropního trámu drážka pro jeho vlepení. Ve spřahovací liště, která je pevnou součástí spřahovacího dílce, jsou provedeny otvory, jimiž prochází spřahovací výztuž, která navazuje na konstrukční betonářskou podélnou výztuž, přičemž obě výztuže jsou zality betonem a tvoří železobetonové části stropu.

Dřevo-betonová spřažená stropní konstrukce svým uspořádáním umožňuje také realizaci akustických a /nebo tepelně-technických opatření, což je zajištěno vkládáním příslušné izolace mezi spřahovací dílce.

Stropní konstrukce vytvořená technologií Kompozitní dřevo-betonová spřažená stropní konstrukce DB-ECO II má větší únosnost a tuhost, přičemž vyšší tuhost znamená vyšší odolnost proti kmitání, oproti tradičním dřevěným stropním konstrukcím. Konstrukce svým uspořádáním umožňuje také realizaci dalších stavebních opatření a tím může konstrukce dosáhnout vlastností lepších, než standartních.

Objasnění výkresů

Vynález je dále přiblížen pomocí výkresů, kde na obr. 1 znázorňuje stropní konstrukci s vloženými spřahovacími dílci v řezu, obr. 2a řez spřahovacím dílcem s protaženou spřahovací lištou, obr. 2b znázorňuje variantní povedení spřahovací lišty s mělkými drážkami a obr. 2b znázorňuje variantní povedení spřahovací lišty s kulatými otvory, obr. 2c znázorňuje boční pohled na spřahovací dílec s implementovanou spřahovací lištou a obr. 4 znázorňuje boční pohled na stropní konstrukci s vloženými spřahovacími dílci v řezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález řeší spřahovací dílec 4, který je znázorněn na obr. 2a, obr.2b a obr. 2c. Spřahovací dílec 4 v tomto provedení má spřahovací lištu 9 implementovanou do dřevěného těla 10 spřahovacího dílce 4, která zčásti přesahuje povrch těla 10 spřahovacího dílce 4, přičemž pro nasunutí spřahovacích výztuh 6 je spřahovací lišta 9 opatřena otvory 11 a pro spojení s dřevěným konstrukčním prvkem je spřahovací lišta 9 opatřena soustavou otvorů 14 nebo drážek 12 a na spodním okraji zazubením

13. Spřahovací dílce 4 mohou být v konstrukci uspořádány různým způsobem, např. těsně za sebou, s mezerami mezi sebou, apod. Velikost dílců 4 je limitována tvarem stávající dřevěné konstrukce, která má být touto technologií sanována, a dále hmotností dílce 4 tak, aby realizace vlepení dílce 4 do horní části stropního rámu 1 bylo v podmínkách staveniště komfortní. Jak je patrné z přiložených obrázků tj. obr. 2b a obr. 2c, tvar spřahovací lišty 9 se odvíjí podle způsobu vlepení a druhu lepidla.

Technologii spřažení stavebních prvků zajištuje spřahovací systém podle tohoto vynálezu, který je nositelem vyšší únosnosti a tuhosti stropní konstrukce.

Technologie je aplikovatelná na stávající dřevěné stropní konstrukce, příklad takové stropní konstrukce je znázorněn na obr. 1. Ve výrobně jsou průmyslovým, resp. dílenským způsobem vyrobeny spřahovací dílce 4. Jedná se o výrobek ze dřeva, při jehož výrobě lze například použít technologií výroby lepeného lamelového dřeva, dále také LLD tak, aby při kompletaci spřahovacího dílce 4 ve výrobně byla geometricky přesně vlepena spřahovací lišta 9. Spřahovací dílec 4 přibližně vykazuje tvar desky malých rozměrů, resp. jeho výška je řádově menší než rozměry šířka a délka. Velikost je limitována celkovou hmotností spřahovacího dílce 4, přičemž je žádoucí, aby byla dodržena zásada snadné manipulace se spřahovacím dílcem 4 na staveništi. Uprostřed šířky, po celé délce těla 10 spřahovacího dílce 4 je průmyslovým, resp. dílenským způsobem implementována svou středovou částí spřahovací lišta 9, která je pevnou součástí spřahovacího dílce 4 a přesahuje (přečnívá) jej nad jeho horní líc a pod jeho spodní líc. Nad horní líc spřahovacího dílce 4 vyčnívá spřahovací lišta 9 tou její částí, kde jsou v této liště 9 zřízeny kruhové otvory 11 pro protažení spřahovací výztuže 6. Pod spodní líc spřahovacího dílce 4 vyčnívá spřahovací lišta 9 tou její částí, která je určena pro vlepení do stropního trámu 1, a to do předem přípravné průběžné drážky 2 v jeho horním líci. Drážka 2 je vyplněna vhodným lepidlem. A lepidlo je taktéž naneseno na spřahovací lištu 9, resp. na její část určenou pro vlepení do drážky 2, která je připravena pro vlepení úpravou povrchu a nanesením lepidla. Poté je dílec 4 zasunut do drážky 2, přičemž je dodržován technologický postup lepení dle požadavků výrobce lepidla. Spřahovací lišta 9 v místě, které je určeno pro vlepení, je upravena zvláštním způsobem. Z obr. 2a a obr. 2b je patrné, že spřahovací lišta 9 je ve své části, která je určena pro vlepení do dřeva opatřena zazubením 13 a po stranách mělkými zářezy 12, nebo perforací v podobě malých otvorů 14. V té části, která je určena pro spojení s betonem, je spřahovací lišta 9 opatřena otvory 11, například kruhovými, které jsou určeny pro protažení spřahovací výztuže 6. Tyto spřahovací výztuže 6 jsou uspořádány kolmo vůči podélným výztuhám 7 provedených z betonářské oceli. V místech mezi stropními trámy 1., tam, kde se neuvažuje s působením efektu spřažení (kompozitní T-profil) může být vložena izolace 5, například tepelná nebo akustická. Stropní konstrukce tak bude odlehčena a budou vylepšeny její tepelně izolační a akustické charakteristiky. Nakonec je realizována betonáž a obě výztuhy jsou jako celek zality betone, což vytvoří betonovou desku 8.

Průmyslová využitelnost

Technologie je aplikována jako nová konstrukce, nebo jako sanační technologie pro zpevnění a ztužení stávajících dřevěných stropních konstrukcí.

SEZNAM VZTAHOVÝCH ZNAČEK—^

Stropní trám

Drážka vytvořená v hort/ím líci stropního trámu

Bednění /

Dílec /

Tepelná nebo zvuková izolace

Spřahovací výztuž protažená otvory ve spřahovací liště

Konstrukční betonářská výztuž

Betonová část stropu

Spřahovací lišta

Tělo dílce

Kruhové otvory pro protažení spřahovací výztuže

Mělké drážky na obou stranách lišty /Zazubení spodního okraje lišty

14/ MgJéjotvoryÁéeffeface) přes celou floušťku lišty—

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spřahovací dílec (4) pro dřevobetonovou spřaženou stropní konstrukci, vyznačující se tím, že má spřahovací lištu (9) implementovanou do dřevěného těla (10) spřahovacího dílce (4), která zčásti přesahuje povrch těla (10) spřahovacího dílce (4), přičemž pro nasunutí spřahovacích výztuh (6) je spřahovací lišta (9) opatřena otvory (11) a pro spojení se stropním rámem (1) je spřahovací lišta (9) opatřena soustavou otvorů (14) nebo drážek (12) a na spodním okraji zazubením (13).
2. Spřahovací dílec (4) podle nároku 1, vyznačující se tím, že tělo (10) spřahovacího dílce (4) tvoří dvě části, mezi nimiž je vložena spřahovací lišta (9).
3. Spřahovací dílec podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spřahovací lišta (9) je s tělem (10) spřahovacího dílce (4) pevně spojena prostřednictvím lepeného spoje a je jeho nedílnou součástí.
4. Stropní konstrukce opatřená spřahovacími dílci (4) podle nároku 1 a 2 nebo 3 vyznačující se tím, že má stropní trámy (1) opatřeny drážkami (2), ve kterých jsou uspořádány spřahovací dílce (4) mezi nimiž je uspořádáno bednění (3), přičemž spřahovací výztuž (6) je v kontaktu s podélnými výztuhami (7), které jsou jako celek zality v betonové desce (8).
5. Stropní konstrukce opatřená spřahovacími dílci (4) podle nároku 4, vyznačující se tím, že mezi spřahovacími dílci (4) je uspořádána izolace (5) uložená na bednění (3).