CZ282182B6 - Stavební panel s plechovým konstrukčním prvkem - Google Patents

Abstract

Stavební panel (22) je tvořen celistvou vrstvou (26), k níž je připevněn plechový konstrukční prvek, tvořený horním vodorovným prvekem (32) umístěným u horní hrany celistvé vrstvy (26), u jejíž spodní hrany je umístěn spodní vodorovný prvek (34). Oba vodorovné prvky (32,34) mají průřez tvaru písmene U, jsou tvořeny stojinou (32a,34a) a dvěmi rovnoběžnými bočními stěnami (32b,34b) a jsou vzájemně propojeny podpěrami (30), které jsou tvořeny přímkovou hranou (40) uloženou na vnitřní straně boční stěny (32b,34b) odvrácené od celistvé vrstvy (26). Na přímkovou hranu (40) navazuje směrem k celistvé vrstvě (26) plechové žebro (44) zakončené klikatou hranou (42). Alespoň dvě podpěry (30) jsou vzájemně obklopeny bedněním (73), v jehož místě jsou vodorovné prvky (32,34) opatřeny otvory (73a,73b) pro litý stavební materiál. Způsob výroby spočívá v tom, že se provede nejdříve montáž plechových konstrukčních prvků, po níž následuje odlití odlévatelného stavebního materiálu ve ŕ

Description

Plechový konstrukční prvek a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká plechového konstrukčního prvku pro použití při výrobě stavebního panelu, vytvořeného z litého materiálu a způsobu výroby tohoto plechového konstrukčního prvku.

Dosavadní stav techniky

Je známo mnoho řešení prefabrikovaných panelů používaných při stavbě budov. Takové prefabrikované panely umožňují pokrývat stěny budov mnohem ekonomičtějším způsobem a v kratším časovém úseku než při použití klasických postupů za použití, cihel, kamenů a pod.

Použití prefabrikovaných panelů umožňuje, aby budovy byly pokryty mnoha druhy různých dekoračních povrchů.

Kromě toho, od té doby kdy prefabrikované panely mohou být vyráběny mimo staveniště, výhodně např. v panelámě; je práce v takové továrně obvykle efektivnější a s menšími náklady na mzdy než práce na staveništi. Dále je při výrobě takových panelů dosahována větší přesnost, takže i výsledek je lepší.

Jednou z nejznámějších podob prefabrikovaného panelu je plný panel z betonu, v němž je zalita jedna nebo více vrstev výztužných ocelových sítí. Tyto prefabrikované panely jsou obvykle silné nejméně 75 mm, ale i více.

Tyto panely jsou extrémně těžké a tepelná izolace, kterou tyto prefabrikované panely nabízejí, je velmi malá. Změny vnější teploty jsou rychle přenášeny do interiéru budovy. V důsledku toho jsou u této formy výstavby, která užívá prefabrikovaných panelů, tyto panely obvykle neseny stavební konstrukcí, kterou mohou tvořit buď betonové sloupy, nebo ocelové sloupy a vnitřní stěny jsou obvykle doplněny instalovanou izolací pro zajištění stálé kontrolovatelné teploty uvnitř budovy.

Z důvodů vysoké hmotnosti panelů musí být kotevní systém, ke kterému jsou panely kotveny, navržen velmi pečlivě, aby odolal všem možným namáháním způsobeným jednak klimatem, jednak délkou užívání budovy a také, jestliže je postaven v oblastech s možným výskytem zemětřesení, aby byl schopen odolat určitému stupni seizmických otřesů. Všechny tyto faktory jsou stavebním inženýrům v podstatě velmi dobře známy.

Bez ohledu na známé nevýhody takových plných prefabrikovaných panelů, setrvaly tyto ve všeobecném užívání mnoho let i přes četné pokusy nahradit je ekonomičtějšími alternativami.

Příkladem je patentový spis US 4,602,467 ze dne 19. 7. 1986, původce H. Schilera, popisující tvar prefabrikovaného betonového panelu, který je vyztužen tvarovou ocelí o průřezu jednoduchého C. Boční části průřezu C jsou vytvořeny různým způsobem a jsou zality v betonu. Podobný systém je popsán také v Kanadském patentu 1,264,957. Tvarová ocel o průřezu C zvyšuje pevnost tenké skořepiny betonu, která tvoří vnější stěnu panelu.

Za použití tohoto systému byly budovy skutečně stavěny, přičemž tepelná izolace byla umístěna mezi tuto tvarovou ocel o průřezu C. Povrch vnitřní stěny budovy, zejména mající podobu suchých stěnových panelů, byl přímo spojen s vnitřní stranou profilu C.

Četné příklady podobných dřívějších návrhů jsou popsány ve stavu techniky uvedeném

- 1 CZ 282182 B6 v citovaném US patentu.

Z použití těchto druhů řešení však vyplývá řada problémů. Na prvním místě je skutečnost, že beton a ocel mají odlišné koeficienty roztažnosti a smršťování. Jsou-li tyto panely vystaveny 5 extrémním teplotám nebo naopak chladu, bude mít ocel sklon se podélně roztahovat nebo smršťovat více než beton. V důsledku toho po čase vznikne stupňující se pnutí nebo pohyb mezi ocelí a betonem.

Dalším problémem je, že části oceli, které byly pevně vsazeny do betonu, vytvářejí zlomové 10 čáry, táhnoucí se panelem, obvykle svisle v odstupech od sebe. Dochází k tomu v důsledku použití tenké skořepiny betonu, která zmenšuje tloušťku panelu na méně než 50 mm a v některých případech jen na cca 35 mm. Existence takových zlomových čar, které v pravidelných intervalech probíhají panelem, umožňuje vznik zlomů, pokud jsou tyto panely vystaveny neobvyklým rázům.

Zatímco tyto částečné nevýhody a rizika by nemohly vzniknout ve větším rozsahu, mnohem vážnější problém představuje problém přenosu tepla. Kovové výztužné prvky průřezu C, které jsou pevně vsazeny do relativně tenkého venkovního betonového panelu budovy, působí jako ideální přechodové mosty, jimiž teplo prochází skrz zeď jedním nebo druhým směrem 20 v závislosti na ročním období.

Je to zvlášť patrné v chladnějších obdobích, kdy okolní vzduch mimo budovu je chladný a vnitřek budovy je vytápěn, a kdy teplo prochází zdí výztužným profilem o průřezu C. Tyto ztráty tepla vytvářejí na vnitřních stěnách v místech výztužných profilů chladné oblasti. Tyto 25 chladné oblasti způsobují kondenzaci vlhkosti v uvedených místech, která kondenzuje ze vzduchu a usazuje se na stěnách. Tato skutečnost je ve stavebním průmyslu je označována jako stínování na zdech a je podle téměř všech stavebních zásad nepřijatelná.

Při použití tohoto systému je v podstatě nezbytné umístit kolem profilů C izolační vrstvu, nebo 30 do konstrukce zdi vestavět jiný prostředek tepelného zjištění tak, aby vnitřní strana suchých stěnových panelů byla chráněna před kontaktem s C profily. Taková opatření však velmi zvyšují stavební náklady , což se následně projevuje v tom, že stavitelé jsou od používání tohoto systému odrazováni jeho cenou.

Velmi zdokonalená podoba stavebního panelu, která překonává mnoho z těchto uvedených nedostatků, je uvedena v patentu US 4,909,007 z března 1990, jehož původcem je Ernest R. Bodnar.

V tomto patentu je popsán prefabrikovaný panel, vyztužený plechovými podpěrnými prvky. 40 Podpěrné prvky mají vytvořeny úhlopříčně podpěry v odstupech od sebe, které vymezují otvory mezi nimi. Tímto způsobem je zmenšen přechod tepla což vede když ne k úplnému odstranění, tak alespoň ke zmenšení, problému stínování.

V tomto případě je možno připojit vnitřní suché stěnové panely přímo na meziprvky, což snižuje 45 celkové náklady na stavbu.

Další výhodou tohoto systému je skutečnost, že boční části podpěr, které jsou vytvořeny po zapuštění do betonu, jsou buď ve tvaru přehnutých chlopní, nebo proražených otvorů tak, aby část betonu mohla proudit skrz otvory nebo kolem chlopní a tak zmenšit míru zeslabení podpěry. 50 Navíc je také zmenšen problém způsobený rozdílným koeficientem roztažnosti a smrštění obou materiálů.

Dále uvedený patent popisující podpěru obsahuje také popis způsobu výroby této podpěry s poměrně vysokým stupněm ztrát oceli, který je způsoben vysekáváním částí plechu mezi

-2CZ 282182 B6 podpěrami. Navíc, ačkoliv zapuštěné boční části podpěry jsou opatřeny otvory, jsou jejich části stále souvislé, a to způsobuje v menší míře podobné problémy, které jsou popsány výše.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje plechový konstrukční prvek pro použití při výrobě stavebního panelu, vytvořeného z litého materiálu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z plechového žebra, které má přímkovou boční část podél jedné strany, a klikatou boční část podél strany druhé. Klikatá boční část vymezuje jednak širší oblasti a jednak užší oblasti, uspořádané mezi těmito širšími oblastmi. Plechové žebro je na klikaté boční části opatřeno lemovacím bočním útvarem, který vyčnívá z roviny plechového žebra. Na vrcholu každé z uvedených širších oblastí plechového žebra jsou uspořádány upevňovací prostředky pro spojení těchto vrcholů plechového žebra s litým stavebním panelem.

Podle výhodného provedení jsou upevňovací prostředky tvořeny kotevními útvary, vytvořenými na vrcholu každé z širších oblastí plechového žebra, pro zalití do litého stavebního panelu.

Dále je výhodné, když je po délce přímkové boční části vytvarován výztužný trubicovitý díl. který je vytvořen přehnutím přímkové boční části do sebe a dále zahrnuje prostředky pro uzavření výztužného trubicovitého dílu, které připojují volný okraj plechového žebra kjeho mezilehlé části.

Podle dalšího výhodného provedení jsou v plechovém žebru mezi jeho užšími oblastmi vytvořeny otvory, které tvarují žebro v prostoru jeho širších oblastí do dvou zpravidla úhlopříčných vzpěrových dílů, které se spojují ve vrcholu širší oblasti.

Je též výhodné, když jsou kotevní útvary tvořeny jednak dírami, které jsou uspořádány v plechovém žebru v okolí vrcholů širších oblastí, a jednak jazy ky, které jsou ohnuté ven z plechového žebra a přilehlé k dírám.

Pro dosažení dobré izolace od materiálu litého stavebního panelu je výhodné, když je plechové žebro v oblasti každého vrcholu pokryto syntetickým materiálem.

Podle jiného výhodného provedení vytváří přímková boční část v podstatě pravoúhlý žlábkovitý díl.

U dalšího výhodného provedení je k vrcholu každé širší oblasti plechového žebra upevněn souvislý upevňovací pás, který je uspořádán paralelně a s odstupem od přímkové boční části, přičemž mezi každý z vrcholů a upevňovací pás jsou vsunuty tepelně izolační prostředky.

Nedostatky známého stavu techniky odstraňuje i způsob výroby plechového konstrukčního prvku, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se pás plechu rozdělí podél předem stanovené klikaté dělicí trajektorie a tím se rozdělí tento pás plechu na dvě pásové části ležící na opačných stranách klikaté dělící trajektorie. Každá pásová část má klikatou boční část a tyto klikaté boční části jsou ve slícovaném vztahu. Poté se vytvaruje lemovací boční útvar podél klikatých bočních částí každé pásové části, načež se tvarují přímkové boční části podél hran pásových částí odlehlých od klikatých částí.

Podle výhodného provedení se dále vyrazí otvory v širších oblastech, vymezených klikatou boční částí každé z uvedených pásových částí, načež se tvarují obrubové lemy okolo těchto otvorů.

Je také výhodné, když se přímkové boční části ohnou do v podstatě trubicovitého dílu a upevněním volného okraje k mezilehlé části každé pásové části se zajistí v trubicovitém tvaru.

-3 CZ 282182 B6

S výhodou se dále v širších oblastech klikatých bočních částí pásových dílů vytvoří díry a vyhnou se jazyky těchto pásových dílů ven.

Celková hmotnost panelu s plechovými konstrukčními prvky podle vynálezu je podstatně nižší než hmotnost obvyklého prefabrikovaného betonového panelu. Díky tomu může být konkrétním přepravním prostředkem, např. tahačem s přívěsem nebo návěsem, přepravováno větší množství panelů podle vynálezu v porovnání se známými panely, čímž se podstatně sníží náklady na přepravu.

Kromě toho umožňuje nižší hmotnost panelu s plechovými konstrukčními prvky redukovat základy budov a zvýšit zatížení podlah budov. Pro daný projekt budovy je tak umožněno postavit za použití panelů podle tohoto vynálezu o několik podlaží více a přitom celková hmotnost konstrukce zůstane nižší než při použití konvenčních panelů.

Manipulace s panely s plechovými konstrukčními prvky podle tohoto vynálezu je mnohem jednodušší. Již není nezbytné, aby manipulační prostředky, jako jsou jeřáby a pod., manipulovaly s tak těžkými náklady, jako v případě plného prefabrikovaného betonu. Stojí za povšimnutí, že přenos tepla efektem tepelného mostu plechovými konstrukčními prvky podle vynálezu je minimalizován a že tam, kde jsou použity pro interiéry tzv. suché vnitřní panely, je přechod tepla minimalizován a stínování podstatně omezeno bez potřeby zvláštní přídavné izolace použité na povrchu plechových konstrukčních prvků uvnitř budovy, tak jak bylo nutno v minulosti.

Prostory mezi jakýmikoliv dvěma plechovými konstrukčními prvky v panelu mohou být využity pro lití svislých sloupů nosné konstrukce budovy.

Přehled obrázků na vvkrese

Obr. 1 je schematický perspektivní pohled zobrazující budovu v první etapě její výstavby.

Obr. 2 je schematický pohled na tutéž budovu, ukazující další etapu její výstavby.

Obr. 3 je perspektivní pohled na typický stavební panel s částečným řezem ukazujícím jeho konstrukci.

Obr. 4 představuje část z obr. 3 ve zvětšeném měřítku.

Obr. 5 je řez ve směru 5-5 z obr. 4.

Obr. 6 je řez ve směru 6-6 z obr. 4.

Obr. 7 představuje zvětšený řez ve směru 7-7 z obr. 6.

Obr. 8 představuje zvětšený perspektivní pohled na část konstrukčního prvku.

Obr. 9 představuje řez dalším provedením konstrukčního prvku, odpovídající obr. 6.

Obr. 10 je řez ukazující další provedení konstrukčního prvku, odpovídající obr. 9.

Obr. 11 je řez ukazující další provedení konstrukční prvek.

Obr. 12 je řez odpovídající obr. 6.

-4CZ 282182 B6

Obr. 13a je půdorys ukazující plechový výlisek, v první etapě tváření jednoho páru konstrukčních prvků podle vynálezu.

Obr. 13b je půdorys odpovídající obr. 13a v pozdější etapě tváření tohoto páru konstrukčních prvků.

Obr. 13c představuje schematický řez ukazující ještě pozdější fázi tváření páru konstrukčních prvků z obr. 13a a 13b.

Obr. 14 je nárys dalšího provedení vynálezu.

Obr. 15 je perspektivní pohled ukazující příklad vzájemného spojení dvou částí konstrukčního prvku.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je zobrazena relativně jednoduchá budova v průběhu její výstavby. Obr. 1 ukazuje první podlaží budovy 10 s dokončovanými stěnami 12, 14, 16, 18 a podlahou 20 litou z betonu. Na obr. 2 je vidět nedokončené druhé podlaží budovy z obr. 1.

Z obr. 2 je zřejmé, že stěny 12, 14, 16, 18 budovy jsou postaveny z prefabrikovaných litých stavebních panelů 22. Tato vztahová značka je používána obecně pro všechny takové panely, které však mohou mít různý tvar a velikost. Některé z těchto panelů vytvářejí čistý povrch stěny, další obsahují otvory pro okna 24a a jiné obsahují otvory pro dveře 24b.

Některé z panelů pro určité budovy mohou mít také upraven vnější povrch (není znázorněno), který může být tvořen různými materiály, od skla přes mramor, napodobeninu cihel, kov, štěrkový· povrch až po syntetický plastický materiál.

Podrobnosti takových úprav povrchu panelů jsou odborníkům dostatečně známy, proto není zapotřebí žádný další popis těchto úprav.

Na obr. 3 je vidět typický litý stavební panel 22. Tento panel 22 obsahuje celistvou vrstvu 26 z odlévatelného materiálu, v tomto případě z betonu, která je vyztužena sítí výztužných drátů 28 tak, jak je dobře známo ze stavu techniky. Příkladně může mít tento litý materiál tloušťku od 25 mm do 37,5 mm nebo 50 mm, která bude v každém případě mnohem tenčí, než by odpovídalo vrstvě nevyztuženého betonového materiálu tak, jak je znám ze stavu techniky.

Vrstva 26 je dále zpevněna množstvím od sebe oddělených plechových konstrukčních prvků 30.

V praxi jsou tyto plechové konstrukční prvky 30 od sebe vzdáleny např. 600 mm, ačkoliv v některých případech je požadována i vzdálenost i 400 mm. Nic samozřejmě nevylučuje libovolné jiné vzdálenosti plechových konstrukčních prvků 30 s tím, že tyto vzdálenosti musí pouze vyhovovat požadavkům na výstavbu určité budovy.

Tyto svislé plechové konstrukční prvky jsou opatřeny vodorovnými horními a spodními deskovými prvky 32 a 34. které zajišťují celou rámovou konstrukci pro panely. Deskové prvky 32 a 34 mohou být vyrobeny z téhož materiálu jako plechové konstrukční prvky 30. nebo z jiného požadovaného materiálu v různých tvarech a průřezech.

V případě z obr. 3 jsou deskové prvky 32 a 34 zobrazeny ve tvaru jednoduchého profilu U mající stěny 32a, 34a a boční stěny 32b, 34b.

Jak bude z následujícího popisu zřejmé, jsou jak konstrukční prvky 30, tak i deskové prvky 32

-5CZ 282182 B6 a 34 vyrobeny z plechu, výhodně tvářeného technologií válcování za studená, která poskytuje vysokou produktivitu výroby i požadovanou kvalitu.

Na obr. 4, 5, a 6 je podrobněji zobrazena konstrukce plechového konstrukčního prvku 30.

Plechový konstrukční prvek 30 zahrnuje první, v podstatě přímkovou boční část 40 a druhou, v podstatě klikatou boční část 42. Mezi bočními částmi 40 a 42 se od jedné z nich k druhé rozprostírá plechové žebro 44 s proměnnou šířkou a jak je zobrazeno, s v podstatě klikatým tvarem.

Přímková boční část 40 plechového konstrukčního prvku 30 může být pro dosažení různých vlastností zhotovena s různým příčným profilem. V příkladu uvedeném na obr. 4, 5 a 6 je přímková boční část 40 žebra tvarována do trojúhelníkového výztužného trubkovitého dílu s pásovými částmi 46. 48. 50 a jedním prostředkem 52 pro uzavření tohoto trubicovitého dílu. Uvedený prostředek 52 je tvořen okrajovým pásem, který probíhá paralelně s žebrem a je k němu upevněn například bodovým svarem nebo jinými vhodnými prostředky. V popsaném příkladu je spojení provedeno nýtováním 53 (obr. 6 a 7), při kterém je do plechu vlisováno razidlo a plech je vytlačen do zvětšeného vy brání v tomto razidle tak, že se vytvoří spojení dvou kusů plechu (obr. 7). Tento druh spojení představuje pouze jeden z různých vhodných spojení pásů se žebrem.

Bylo zjištěno, že tento dutý trojúhelníkový výztužný trubkovitý díl má velkou pevnost a konstrukční tuhost.

Takto tvarovaný plechový konstrukční prvek má velkou únosnost a může být užíván pro venkovní zdi budov.

Při vhodné volbě rozměrů a tloušťky plechu mohou být podobně tvarované plechové konstrukční prvky použity jako podlahové nosníky pro nesení podlahy a také střešní nebo stropní konstrukční prvky mohou být vyrobeny takovým způsobem.

Při požadované nižší únosnosti a pro vnitřní stěny není nutno vytvářet trojúhelníkový výztužný trubkovitý díl podél přímkové boční části.

Plechové žebro 44 vykazuje obecně trojúhelníkovité tvary, které mají vrcholy na širších oblastech 60 a zúžení v užších oblastech 62. Průběžný hranový pás je vytvořen podél volné hrany žebra, a jeho klikatý tvar probíhá od vrcholu k zúžení, zpět k vrcholu atd.. V širších oblastech žebra, tj. víceméně v místech vrcholů mezi kterýmikoliv dvěma zúženími žebra, jsou přednostně, ne však nezbytně, proraženy nebo vytvořeny otvory 66. Výhodně je, když kolem hrany otvoru 66 je vytvořen lem 68.

Takto je omezen efekt tepelného mostu žebra, protože žebro v místech otvorů neobsahuje kov.

Z obr. 5, 6, a 8 vyplývá, že každý z vrcholů žebra má vytvořen vyhnutý jazyk 70 a volnou díru 72. které tvoří kotevní prostředky pro litý panel. Výhodně je každý jazyk 70, vyhnut na jednu stranu žebra, opačnou k té straně, kde je žebro rozšiřováno lemovacím bočním útvarem 64.

Jazyk 70 a lemovací boční útvary 64 na opačných stranách žebra tak tvoří spojovací prostředky panelu při dosažení níže popsaných výhod.

Za účelem vyztužení tenkého betonového panelu, jak je ukázáno na obr. 5, jsou na jedné straně panelu zality do betonu vrcholy plechových konstrukčních prvků, a to do hloubky dostatečné pro překrytí otvorů 66 vytvořených na vrcholech žeber, příkladně do hloubky cca 19 mm u panelu s tloušťkou 125 mm.

-6CZ 282182 B6

Takto je každý z vrcholů žebra bezpečně zalit v materiálu a tento materiál může proudit kolem spojovacích prostředků zahrnujících lemovací boční útvar 64 žebra na jedné straně a jazy k 70 vyklenutý ven z žebra na straně druhé, a skrz díry 72, čímž je vytvářeno dobře zajištěné spojení každého plechového konstrukčního prvku podél jeho vrcholové části.

Mezi těmito vrcholy nemají plechové konstrukční prvky žádné spojení slitým panelem. Následkem toho jsou rozdíly v míře roztažnosti a smrštitelnost mezi plechem a litým materiálem malé a bez vlivu na bezpečnost spojení litého materiálu a plechových konstrukčních prvků.

Samozřejmě se předpokládá, že panely mohou být snadno připojeny ke skeletu budovy, který’ může být postaven z betonových sloupů, nebo ze sloupů z konstrukční oceli tak, že na tomto skeletu tvoří venkovní zdi. Dále, jestliže je to požadováno, mohou být takové panely použity i na vytvoření vnitřních stěn.

Panely mohou být vyráběny s různými úpravami povrchu, povrchovými efekty a detaily tak. jak je známo ze současného stavu techniky.

Také je vidět, že podpěry umístěné s odstupem 600 mm tvoří část přibližné obdélníkové nosné konstrukce, představují skvělý způsob zajištění polohy panelů na budově, a zároveň dovolují minimální přenos tepla z interiéru do exteriéru budovy. Navíc rozpínaní a smršťování oceli způsobené tepelným účinkem ve vztahu k betonovým panelům má zanedbatelný vliv na bezpečnost spojení vrcholových částí plechových konstrukčních prvků s panely.

Stavební panely jsou vyráběny v panelámě mimo staveniště. V podstatě vodorovná forma (neznázoměna) se položí na rovném povrchu. Beton nebo jiný odlévatelný stavební materiál se vlije do formy, která může být navíc opatřena úpravou vnějšího povrchu, která se vytvoří na dně formy. Pravoúhlá rámová konstrukce z plechových konstrukčních prvků a deskových prvků, jak je ukázána na obr. 3, se předem smontuje v dílně. Síť výztužných drátů 28 může být jednoduše svázána nebo připevněna k žebrům drátěnými sponami X (obr. 5).

Sestava výztužně rámové konstrukce a výztužných drátů se spustí dolů do formy a zapustí se do betonu, do hloubky odpovídající obvykle polovině tloušťky panelu, jenž se odlévá. Materiál se nechá vytvrdit a pak se vyjme z formy.

V některých případech může být žádoucí izolovat a předběžně dokončit zdi již v panelámě. Toho se snadno dosáhne umístěním izolačního materiálu (neznázoměno) mezi plechové konstrukční prvky a připojením vnitřních stěnových panelů, jako jsou např. tzv. suché stěnové panely β (obr. 5), k přímkovým hranám žeber.

Rovněž, jestliže panely obsahují otvory pro okna, mohou být okna do těchto otvorů instalována v panelámě ještě před odesláním panelů na staveniště.

Celková hmotnost panelu s plechovými konstrukčními prvky podle vynálezu je podstatně nižší než hmotnost obvy klého prefabrikovaného betonového panelu.

Prostory mezi jakýmikoliv dvěma plechovými konstrukčními prvky v panelu mohou být, je-li to požadováno, využity pro lití svislých sloupů nosné konstrukce budovy. Tyto sloupy jsou na obr. 1 a 2 označeny C.

Panely bednění 73 pro formování těchto sloupů C (obr. 3) mohou být připojeny k jakémukoliv přilehlému páru plechových konstrukčních prvků 30.

Otvory 73a a 73b vytvořené v horním, resp. dolním deskovém prvku 32, 34 odpovídající svým umístěním prostoru mezi vybraným párem plechových konstrukčních prvků 30. Vyztužující

-7 CZ 282182 B6 ocelové dráty jsou připojeny mezi dva plechové konstrukční prvky 30 běžně známým způsobem.

Když je panel takovým způsobem sestaven a umístěn na konstrukci stavěné budovy (obr. 2) mohou být sloupy odlity na místě, např. za použití normální licí nádoby na beton.

Když je další patro panelů postaveno, podobné bednění 73 a otvory 73a, 73b budou ustaveny proti sloupům v dolním panelu tak, že nosné sloupy budovy budou plynule odlity v úseku od jednoho podlaží k dalšímu podlaží ve stejnou dobu, kdy jsou zdi ustaveny na místo a rovněž ve stejnou dobu je odlita také podlaha 20.

Výsledkem je, že celá budova je odlita po jednotlivých podlažích a každé podlaží sjeho sloupy tvoří souvislou homogenní strukturu budovy.

Bednění 73 může být odstraněno po vytvrzení stavebního materiálu. V některých případech může tohoto bednění vytvářet část dokončené vnitřní stěny budovy a je proto ponecháno na místě.

Odborníkovi ve stavebnictví je také zřejmé, že kdyby to bylo třeba, mohly by být sloupy C odlity do stěnových panelů v panelámě mimo staveniště. Jinými slovy, jak stěnové panely, tak i sloupy, mohou být prefabrikovány v provozech mimo staveniště.

Jak bude dále popsáno, lze ustavit panely 22 na místo, upevnit spodek každého prefabrikovaného sloupu k podlaze 20 a po vztyčení stropních nosníků a bednění pro lití podlahy dalšího patra, pak odlít další podlahu 20.

Vrcholy širších oblastí 60 žeber 44 pokryty nebo ponořeny do vhodného syntetického plastického materiálu, například lze použít materiál na bázi pryskyřic a povlak nebo nános provést tak, jak je ukázáno na obr. 8, vrstvou 74. Efekt použití krycí vrstvy na tomto místě je dvojnásobný.

Zejména představuje krycí vrstva další tepelnou bariéru pro přechod tepla mezi betonem panelu a plechovými konstrukčními prvky. Navíc je další ochrannou vrstvou plechových konstrukčních prvků, které jsou sice většinou vyrobeny z pozinkovaného plechu, aby byly odolné proti korozi, avšak toto pozinkování není vždy trvalým řešením problému koroze. Je proto výhodně, když je plech konstrukčních prvků v podstatě naprosto izolován od betonu povlakovou vrstvou 74, vytvořenou na jejich vrcholech. Koroze, jako důsledek vlhkosti nebo jiné chemikálie obsažené v betonu nebo jiném litém materiálu, je tak eliminována.

Z dříve uvedeného popisu je patrno, že plechové konstrukční prvky pro panely, stropnice a ostatní elementy, mohou být zhotovené v různých tvarech a pro různé požadavky a účely.

Obr. 9 zobrazuje druhý plechový konstrukční prvek 80, opatřený skrz něj procházejícími otvory 86.

Vrcholy 88 druhého plechového konstrukčního prvku 80 jsou vytvořeny v podstatě stejně jako v případě plechového konstrukčního prvku z obr. 5.

Přímková hrana 82 plechového konstrukčního prvku má jednoduchý průřez tvaru C, zahrnující čelní pásovou část 90 a výztužný pás 92.

Ačkoliv druhé plechové konstrukční prvky nebudou mít tak velkou únosnost jako plechové konstrukční prvky zobrazené na obr. 5, mohou být použity v mnoha případech pro panelové obložení vnějších zdí tam, kde toto panelové obložení nemusí přenášet podstatné zátěže. Dále mohou být použity pro vnitřní stěny a příčky budov.

-8CZ 282182 B6

Na obr. 10 je zobrazen další tvar plechového konstrukčního prvku. V tomto případě je třetí plechový konstrukční prvek 100 opatřen žebrovou částí 102 s klikatou hranou 103 a v ní vytvořenými otvory 104. Přímková hrana 106 má, jako v příkladu z obr. 5. tvar trojúhelníkovitého trubicovitého útvaru. Vrcholy 108 jsou vytvořeny v žebru.

Aby se vytvořil jiný druh spojení, je podél vrcholů žebra připevněn U profil 110, který je k nim upevněn např. sponkovými upínacími součástmi 112. Aby se vytvořila tepelná ochrana je mezi vrcholy a U profilem 110 vložena vrstva syntetického plastického materiálu 114.

Obr. 11 zobrazuje ještě jeden možný tvar plechového konstrukčního prvku. V tomto případě má čtvrtý plechový konstrukční prvek 120 žebro 122 s vrcholy 130, klikatou hranu 123 a má vytvořeny otvory 124 a přímkovou hranu 128. Přímková hrana 128 je vytvořena jako průřez C, podobně jako na obr. 9. K vrcholům 130 žebra je připojen U profil 132. Tepelná ochrana je tvořena plastovými prostředky 132. U profil 132 je připojen k vrcholům žebra sponkovými prostředky 136.

Je zřejmé, že s použitím různých zobrazených průřezů je možno zkonstruovat a vyrobit plechové konstrukční prvky pro sestavování lehkých stěnových panelů. Také je možné po zvýšení nároků na plechové konstrukční prvky vyrobit nosné stropnice i ostatní konstrukční prvky pro velká zatížení, pro podlahy, střechy a podobné části staveb.

Například mohou být konstrukční prvky podle vynálezu, jak je ukázáno na obr. 12, použity jako stropnice 150 pro nesení podlahy. Podlaha je odlita z betonového materiálu a k tomuto účelu je nutné vodorovné bednění, které je známé ze stavu techniky. Stropnice 150 jsou vyrobeny v podobném provedení jako je ukázáno na obr. 5, 6 a 8. Přesná tloušťka plechu a rozměry žeber jsou vhodně přizpůsobeny tak, aby žebra měla přiměřenou únosnost pro dané rozpětí konstrukce, která je stavěna.

Z obr. 12 je zřejmé, že stropnice 150, mající vrcholy 152 může být zalita v podlaze, která je lita přímo v budově, takže podlaha je vytvořena z jednoho kusu beze spár a je nesena stropnicemi uloženými velmi výhodným a ekonomickým způsobem.

Pro tento účel jsou stropnice uloženy napříč budovou v přiměřených odstupech, které činí např. 600 mm, nebo mohou byt odstupy zvoleny podle požadavků v konkrétních budovách. Bednící panely 153 jsou pak umístěny mezi stropnicemi a poněkud níže než jsou vrcholy 152 stropnic a jejich odpovídající jazyky 154.

Pro podepření bednění v této úrovni je vytvořen systém upínačů 160 bednění. Upínače 160 sestávající v podstatě z dolního tyčového členu 162 a páru horních tyčových členů 164 Články 166 spojují horní tyčové členy s dolním tyčovým členem. Články 166 spojují tyčové členy 164 také s ovládacím šroubem 168 a maticí 169. Prostřednictvím ručního kola 170 nebo jiného vhodného prvku je možno šroubem otáčet atak tlačit nůžkové pákové ústrojí směrem ven a nahoru. To způsobuje, že se články 166 pohybují vzestupně a tím pohybují horními tyčovými členy 164 vzhledem k dolnímu tyčovému členu 162. Tímto způsobem mohou být panely bednění drženy v požadované úrovni, přičemž vrcholy 152 stropnic se rozprostírají na úrovni panelů bednění 153.

Když je pak beton odléván na panely bednění, může protékat kolem vrcholů stropnic, v podstatě stejně, jak bylo popsáno ve spojení s panely na obr. 3 a 4.

Podlaha se pak nechá vytvrdit, přičemž výsledkem je integrální jednolitá struktura. Poté se bednění jednoduše odstraní uvolněním šroubů a vyjmutím upínek a bednění ze spodní strany podlahy.

-9CZ 282182 B6

Tato skutečnost je schematicky znázorněna na obr. 2, kde část podlahy 20 je již odlita a část bednění s vrcholy 152 stropnic 150. vyčnívá nahoru z bednění.

Samozřejmě, že měřítko a relativní velikosti různých součástí jsou kvůli zobrazení na obr. 2 poněkud změněny.

Dva tyto konstrukční prvky podle vynálezu mohou být spojeny dohromady pro vytvoření jednoho složeného konstrukčního prvku, který má větší pevnost a únosnost. Takový složený konstrukční prvek 180 je zobrazen na obr. 14.

Složený konstrukční prvek 180 zahrnuje dolní konstrukční prvek 182 a horní konstrukční prvek 184. Oba tyto konstrukční prvky 182, 184 jsou identické a v podstatě podobné prvku, který je zobrazen např. na obr. 5.

Tyto dva konstrukční prvky 182, 184 jsou umístěny tak, že vrcholy 186 jejich žeber jsou ve vzájemném dotyku. Vrcholy 186 jsou navzájem spojeny nebo zajištěny jakýmkoliv vhodným způsobem, například bodovým svarem apod.

Výhodně jsou vrcholy 184 za účelem zajištění bezpečného pevného spojení opatřeny plochými oblastmi 188, čímž je dosaženo vysokého stupně celistvosti a pevnosti ve spojení mezi dvěma konstrukčními prvky.

Tento složený konstrukční prvek bude pak mít jedinečné vlastnosti v tom, že ho lze levně vyrábět z plechu a že má velkou pevnou a únosnost ve vztahu k hmotnosti kovu na určitou délku konstrukčního prvku. Navíc výrobní náklady na tento složený konstrukční prvek jsou značně nižší než náklady na zhotovení konstrukčních prvků majících odpovídající délku při použití konvenčních metod.

Podle dalšího velmi výhodného provedení vynálezu jsou konstrukční prvky výhodně vytvořeny válcováním za studená a metodami tváření ze studená tak, jak je zobrazeno na obr. 13a, 13b a 13c. V podstatě je možno tvářet dva samostatné konstrukční prvky z jednoho průběžného pásu plechu. Tím jsou redukovány zbytečné ztráty plechu, které byly vlastní dřívějšímu vysekávání konstrukčních prvků, jak je popsáno ve vpředu uvedeném patentu US 4,909,007. Jak ukazuje obr. 13a prochází pás 200 plechu o vhodném rozměru, s výhodou pozinkovaný, tvářecí linkou, přičemž během tohoto průchodu je pás 200 rozdělen podél klikaté dělicí čáry 202 na dvě pásové části 200A a 200B pro vytvoření žeber s otvory tak, jak jsou zobrazena např. na obr. 5. Je výhodné, když se otvory 204 vytvářejí v žebrech v průběhu tohoto plynulého procesu tváření za studená.

V následujícím úseku procesu tváření za studená jsou tvářeny lemové pásové útvary 206 podél klikatých hran obou pásových částí 200A a 200B (obr. 13a). Tak se vytvoří lemové pásové útvary na konečných, již dříve popsaných konstrukčních prvcích.

Je vidět, že dělicí trajektorie 202 je nejblíže k hraně pásu v místě vrcholu 208 každého žebra a nejdále od hrany pásu v místě hrdla 210 každého žebra.

V důsledku toho lemové pásy 206, které jsou vytvořeny podél klikaté hrany každého z obou pásových částí 200A, 200B mění svou šířku od minima na vrcholu 208 k maximu v hrdle 210. To zajišťuje konstrukčnímu prvku v místech, kde je to potřeba, cennou dodatečnou pevnost.

Podobné druhé lemové pásy 212 jsou vytvořeny okolo otvorů 204 a jsou ohýbány směrem ven v téže tvářecí operaci.

Další otvory 214 jsou vytvořeny na vrcholech 208 každého žebra a materiál vyražený z těchto

- 10CZ 282182 B6 otvorů 214 vytváří jazyky konstrukčních prvků, které jsou zobrazeny např. na obr. 5.

Podél obou stran pásu 200 vytvořené lemové pásové záhyby 216 tvoří první lemové pásové útvary. Druhé lemové pásové záhyby 218 jsou vytvořeny s odstupem od záhybů 216, paralelně 5 s nimi (viz obr. 13c). Pás je ohraničen svými dvěma volnými hranami 220.

Takto je podél hran obou podpěr zároveň vytvořen přímkový boční pásový útvar průřezu C jako u provedení zobrazeného na obr. 9. Takto vytvořený pár podpěr je zobrazen v nárysu na obr. 13c.

Vytvoření těchto hran se provádí kontinuální válcovací stolicí, která je umístěna v tvářecí lince za dělicí částí této linky tak, že dělení a lemování klikaté hrany a otvorů je umístěno jako první a následně jsou tvářeny přímkové boční pásové útvary postupným ohýbáním známým způsobem podélného válcování.

Plynulé klikaté dělení a lisování otvorů může být prováděno například zařízením popsaným v patentu US 4,732,028 z 22. 3. 1988 původce Ernesta R. Bodnara. Toto zařízení je vhodné zejména pro tváření plechu za studená, jeho dělení a tváření lemových útvarů v plynulé nepřerušované operaci.

Toto zařízení zde není blíže popisováno, neboť je s dostatečnými podrobnostmi popsáno ve výše uvedeném patentu.

Obr. 15 ukazuje alternativní způsob zajištění volných hran přímkových pásů v mezilehlé části 25 žebra. V tomto případě jsou jazyky 230, 232 vylisované v obou volných hranách žebra, popř.

v jeho mezilehlé části. Jazyky jsou přehnuty, jak je ukázáno, pro spojení dvou žeber dohromady.

Předchozí popis vý hodných provedení vynálezu je uveden pouze jako příklad. Vynález se přitom neomezuje na žádné určité zde popsané znaky, ale zahrnuje všechny jejich varianty, které spadají 30 do rozsahu připojených patentových nároků.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Plechový konstrukční prvek (30) pro použití při výrobě stavebního panelu (22), vytvořeného z litého materiálu, vyznačující se tím, že sestává z plechového žebra (44), které

   40 má přímkovou boční část (40) podél jedné strany, a klikatou boční část (42) podél strany druhé, kde klikatá boční část vymezuje jednak širší oblasti (60) a jednak užší oblasti (62), uspořádané mezi těmito širšími oblastmi (60), přičemž plechové žebro (44) je na klikaté boční části (42) opatřeno lemovacím bočním útvarem (64), který vyčnívá z roviny plechového žebra (44) a na vrcholu každé z uvedených širších oblastí (60) plechového žebra (44) jsou uspořádány 45 upevňovací prostředky pro spojení těchto vrcholů plechového žebra (44) s litým stavebním panelem (22).
2. 2. Plechový konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že upevňovací prostředky jsou tvořeny kotevními útvary, vytvořenými na vrcholu každé z širších

   50 oblastí (60) plechového žebra (44), pro zalití do litého stavebního panelu (22).
3. 3. Plechový konstrukční prvek podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že po délce přímkové boční části (40) je vytvarován výztužný trubicovitý díl s pásovými částmi (46,

   - 11 CZ 282182 B6

   48, 50), který je vytvořen přehnutím přímkové boční části (40) do sebe a dále zahrnuje prostředky (52) pro uzavření výztužného trubicovitého dílu s pásovými částmi (46, 48, 50), pro připojení volného okraje plechového žebra (44) k jeho mezilehlé části.
4. 4. Plechový konstrukční prvek podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že v plechovém žebru (44) jsou mezi jeho užšími oblastmi (62) vytvořeny otvory (66), které tvarují žebro (44) v prostoru jeho širších oblastí (60) do dvou zpravidla úhlopříčných vzpěrových dílů, které se spojují ve vrcholu širší oblasti (60).
5. 5. Plechový konstrukční prvek podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že kotevní útvary jsou tvořeny jednak dírami (72), které jsou uspořádány v plechovém žebru (44) v okolí vrcholů širších oblastí (60), a jednak jazyky (70), které jsou ohnuté ven z plechového žebra (44) a přilehlé k dírám (72).
6. 6. Plechový konstrukční prvek podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se t í m , že plechové žebro (44) je v oblasti každého vrcholu pokryto syntetickým materiálem pro izolaci od materiálu litého stavebního panelu (22).
7. 7. Plechový konstrukční prvek podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se t í m , že přímková boční část (40) vytváří v podstatě pravoúhlýžlábkovitý díl.
8. 8. Plechový konstrukční prvek podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že k vrcholu každé širší oblasti (60) plechového žebra (44) je upevněn souvislý upevňovací pás (110). který je uspořádán paralelně a s odstupem od přímkové boční části (40), přičemž mezi každv z vrcholů a upevňovací pás (110) jsou vsunuty tepelně izolační prostředky (U4).
9. 9. Způsob výroby plechového konstrukčního prvku, vyznačující se tím, že pás plechu se rozdělí podél předem stanovené klikaté dělicí trajektorie a tím se rozdělí tento pás plechu na dvě pásové části ležící na opačných stranách klikaté dělící trajektorie, přičemž každá pásová část má klikatou boční část a tyto klikaté boční části jsou ve slícovaném vztahu, poté se vytvaruje lemovací boční útvar podél klikatých bočních částí každé pásové části, načež se tvarují přímkové boční části podél hran pásových částí odlehlých od klikatých částí.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že se vyrazí otvory v širších oblastech, vymezených klikatou boční částí každé z uvedených pásových částí, načež se tvarují obrubové lemy okolo těchto otvorů.
11. 11. Způsob podle nároků 9 nebo 10, vyznačující se tím, že se přímkové boční části ohnou do v podstatě trubicovitého dílu a upevněním volného okraje k mezilehlé části každé pásové části se zajistí v trubicovitém tvaru.
12. 12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se v širších oblastech klikatých bočních částí pásových dílů vytvoří díry a vyhnou se jazyky těchto pásových dílů ven.