FI119604B - Kuormitusta kantava yhdistetty laatta rakennuksia varten - Google Patents

Description

Kuormitusta kantava yhdistetty laatta rakennuksia varten - Lastbärande kombinerad platta för byggnader

Keksinnön kohteena on kuormitusta kantava laattarakenne rakennuksissa, joka laat-5 tarakenne käsittää vähintään metallisen levyn, sen päällä betonikerroksen ja alapuolella mainittuun levyyn yläpinnaltaan tartunnassa olevan lämpöeristekerroksen, sekä mainitun lämpöeristekerroksen alapinnassa teräslevyosan, joka on tartunnassa tämän lämpöeristekerroksen alapintaan. Keksinnön kohteena on myös esivalmistettu elementti edellä määritellyn tyyppisen kantavan laattarakenteen aikaansaamiseksi 10 rakennuksiin sekä menetelmä edellä määritellyn tyyppisen kantavan laattarakenteen valmistamiseksi rakennuksiin.

Metallipoimulevyä on jo kauan käytetty mm. alapohjarakenteissa sekä valumuottina että korvaamaan betoniraudoitetta, jolloin poimulevy ja siihen kiinnittynyt betoni muodostavat niin sanotun liittorakenteen. Liittorakenteella aikaansaatua metallile-15 vyn ja kovettuneen betonin yhdistelmää sanotaan yleisesti liittolaataksi. Mitoituksessa eräs kriittinen tekijä on taipuma valutilanteessa ennen betonin kovettumista. Tällainen taipuma ilmenee julkaisun GB-1 094 581 yhdestä kuviosta ja taipuman estämiseksi julkaisussa ehdotetaan metallipoimulevyn tukemista valun ajaksi alapuolisilla apurakenteilla, jotka poistetaan sen jälkeen kun betonimassa on kovettu-20 nut. Julkaisun mukaan on myös edullista varustaa metallipoimulevy alapuolisella siihen kiinnitetyllä, yleensä suoralla lisämetallilevyllä.

Metallipoimulevyjä liittorakenteita varten, eli liittolevyjä, tunnetaan useita tyyppejä. Julkaisuissa GB-1 094 581 ja US-5 566 522 on kuvattu edullisia liittolevyjä, joissa on likimain lohenpyrstön muotoisia poimuja, joiden sivut ovat poimujen ylöspäin 25 osoittavalla pohjalla etäämpänä toisistaan kuin näitä poimuja yhdistävien väliosuuk-sien kohdalla. Tämä muotoilu vastaanottaa tehokkaasti liittolevyä vastaan kohtisuorat voimat estäen siten omalta osaltaan liittolevyä ja kovettunutta betonia irtoamasta toisistaan liittolaatassa sen kuormituksen aikana. Lisäksi näissä julkaisuissa on kuvattu ainakin poimujen pohjalle poimujen pituussuuntaa vastaan poikittaisia lisäpoi-30 muja, joiden tarkoituksena on edelleen estää betonin ja liittolevyn irtoaminen toisistaan liittolaatan kuormituksen aikana, eli vastaanottaa liittolevyn suuntaisia leik-kausvoimia liittolevyn ja kovettuneen betonin rajapinnassa. Tässä US-julkaisussa ei lainkaan käsitellä niitä ongelmia, joita esiintyy valettaessa märkää, juoksevaa betonimassaa liittolevyn päälle.

35 Patenttihakemuksessa FI-841743 on kuvattu levyrakenne, joka on tarkoitettu rakennuksen ala-, väli-, yläpohja- tai seinärakenteisiin tai vastaaviin. Pohjarakenteiden 2 ja/tai seinärakenteiden muodostamiseksi kokonaisuudessaan levyrakenteesta se käsittää sandwich-rakennekombinaationa alapuolisen eristekerroksen, tartuntaulok-keistolla varustetun ja muottivaiheessa itsekantavan poimulevyn, betonikerroksen, joka on valettu tai rakennuspaikalla valetaan mainittua poimulevyä muottilevynä 5 käyttäen mainittuun eristekerrokseen nähden poimulevyn vastakkaiselle puolelle, jolloin betonikerros muodostaa yhdessä poimulevyn kanssa ansiosta kantavan liitto-rakenteen. Liittorakenteeseen tulevan poimulevyn mainitaan olevan itsekantavan, joten se kantaa oman painonsa, muttei ilmeisestikään mitään muuta. Poimulevyn alapuolella olevan eristekerroksen alapinnalla on suojapaperi tai vastaava suojalevy, 10 minkä tarkoituksena on tietenkin toimia kosteussuojan rakennuksen käytön aikana. Eristeellä ja paperilla ei voi olla mitään kuormia kantavia vaikutuksia. Julkaisussa ei ole mitään mainintaa siitä, kuinka rakenne kannatetaan ja taipuma estetään betoni-valun aikana, joten selvästi tarkoituksena on ollut käyttää perinteisiä alapuolisia apurakenteita, jotka poistetaan sen jälkeen kun betonimassa on kovettunut, kuten 15 edellä julkaisun GB-1 094 581 yhteydessä on kuvattu.

Patenttijulkaisussa FI-61067 on kuvattu levyrakenne, joka on tarkoitettu rakennuksen ala-, väli-, yläpohja- tai seinärakenteisiin, ja joiden rakenteiden kautta kulkee ilmavirta lämmitys-/jäähdytystarkoituksessa. Pohjarakenteiden ja/tai seinärakenteiden muodostamiseksi olennaisesti kokonaisuudessaan mainitusta levyrakenteesta, 20 se käsittää sandwich-rakennekombinaationa ainakin seuraavat kerrokset: Eristekerroksen, joka on itseliimautuvaa vaahdotettavaa eristeainetta; Tartuntaulokkeistolla varustetun poimulevyn; Edellä mainittujen kerrosten väliin sovitetun välilevyn tai vastaavan, joka yhdessä mainitun poimulevyn poimujen kanssa rajoittaa rakenteeseen ilmakanaviston, ja joka levy estää poimulevyn poimujen täyttymisen mainit-25 tujen ilmatilojen kohdalta eristekerrosta vaahdotetusta aineksesta valmistettaessa; valukomponentin, esim. betonikerroksen, joka on valettu tai rakennuspaikalla valetaan mainittua poimulevyä muottilevynä käyttäen mainittuun eristekerrokseen nähden poimulevyn vastakkaiselle puolelle niin, että kyseinen valukomponentti muodostaa yhdessä poimulevyn kanssa sen tartuntaulokkeiston ansiosta kantavan liitto-30 rakenteen. Rakenteessa on siis käytetty poimulevyn alapuolella lisälevyä aivan kuten em. julkaisussa GB-1 094 581, mutta tarkoituksena on tässä saada poimulevyyn avoimena pysyvät kanavat eristekerroksen valusta ja vaahdotuksesta huolimatta, mikä tehdään nimenomaan suoraan poimulevy-lisälevy-yhdistelmälle. Tässä FI-jul-kaisussakaan ei lainkaan käsitellä niitä ongelmia, joita esiintyy valettaessa märkää, 35 juoksevaa betonimassaa poimulevyn eli liittolevyn päälle.

Keksinnön tavoitteena on siten saada aikaan sellainen esivalmistettavaksi soveltuva elementti, joka voidaan asettaa, mikäli mahdollista, vain päistään tai reunoistaan perustuksen yläreunan tai seinien yläreunan varaan ja jonka päälle voidaan sitten valaa 3 juoksevaa betonimassaa ilman, että elementti taipuu liiaksi. Tarkoituksena on siten välttää elementin alle sijoitettavia sitä betonivalun aikana kannattavia, mutta betonin kovettumisen jälkeen purettavia tai poistettavia tukia, vaikka jänneväli olisi suurikin. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan kuormitusta kantava liittole-5 vyyn ja sen päällä olevaan betonikerrokseen perustuva laattarakenne rakennuksia varten, jonka kykenisi kantamaan suuriakin kuormia. Tämän lisätavoitteena on saada aikaan tällainen laattarakenne, joka toimisi myös lämmöneristeenä sekä eristäisi sen yläpuolisen tilan esimerkiksi laattarakenteen alapuoleisesta maaperästä tulevaa radonia vastaan ilman, että rakennuspaikalla olisi tarpeen tehdä näitä koskevia lisä-10 töitä. Keksinnön kolmantena tavoitteena on saada aikaan menetelmä, jolla tällainen laattarakenne saadaan valmistettua nopeasti ja kustannuksia säästäen.

Edellä kuvatut ongelmat saadaan ratkaistua ja edellä määritellyt tavoitteet saadaan toteutettua keksinnön mukaisella laattarakenteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, keksinnön mukaisella esi-15 valmistetulla elementillä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa sekä keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön laattarakenteen oleellisimpana etuna on se, että sitä voidaan käyttää paitsi rakennuksen ryömintätilaisena alapohjana myös välipohjana sekä yläpohjana, ja 20 sillä on jo itsessään erinomainen kantavuus, jota voidaan vielä säädellä lisäbetoni-raudoilla ja betonivalun paksuudella, joskin useimmiten lisäbetonirautoja ei tarvita lainkaan tai vain minimaalisesti. Lisäetuna on, että useimmissa tapauksissa ei betonivalun kovettumisen jälkeen ole tarvetta tehdä esimerkiksi eristystöitä, koska kosteus-, lämpö- sekä radoneristeet ovat laattarakenteessa jo valmiina ja ne tiivistyvät 25 ilman erityistoimia esimerkiksi perustuksen lämpöeristeeseen. Tämän laattarakenteen valmistamisessa hyödynnettävän esivalmistetun elementin oleellisimpana etuna on se, että se kykenee kantamaan suurillakin jänneväleillä, esimerkiksi 6-7 m, märän betonimassan painon ilman erikseen lisättäviä kannattimia tai tukia erittäin pienin muodonmuutoksin. Tämä tarkoittaa sitä, että elementit ovat useimmissa tapauk-30 sissa asennettavissa pelkästään päistään ja/tai reunoistaan perustuksen tai seinän reunan varaan eikä ylimääräisiä välitukia tarvita. Kantava laatta on valun jälkeen valmis, koska rakenne ei tarvitse purettavia muotteja tai valutukia ja laattarakenteeseen voidaan ripustaa putkituksia ja vastaavia eri tarkoituksia varten. Keksinnössä toiminnallisesti erityisiä piirteitä ovat ensinnäkin se, että siinä liittolevy toimii beto-35 nia valettaessa puristusjännityksellä ja betonin kovettumisen jälkeen alapohjaa kuormitettaessa vetojännityksellä ja toiseksi se, että lämpöeristeen alapintalevyyn syntyvä vetojännitys ja liittolevyyn syntyvä puristusjännitys ottavat vastaan elementtiin märän betonin painosta syntyvän taivutusmomentin. Edelleen keksinnön 4 etuina on mahdollisuus rakennuksen nopeaan perustamisvaiheeseen erityisesti yhdessä teräspaalutuksen kanssa. Suuri aika- ja kustannussäästö syntyy vähentyneinä maansiirto- ja kaivutöinä. Koska alapohja ei tukeudu maahan, sitä ei tarvitse rakentaa ja tasata. Kevyt ja mittatarkka eristeen ja liittolevyn ja teräslevyosan tai teräsle-5 vyprofiilien muodostama esivalmistettu elementti on edullista kuljettaa pitkiäkin matkoja ja ne ovat nopeita asentaa sääolosuhteista riippumatta. Valubetoniin voidaan kätevästi asentaa esim. lattialämmitys. Kaikki edellä mainittu johtaa kustannustehokkaaseen, nopeaan ja ekotehokkaaseen rakentamiseen.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaa-10 maila.

Fig. 1 esittää keksinnön mukaisen kuormitusta kantavan laattarakenteen ja sitä varten esivalmistetun elementin ensimmäistä toteutusmuotoa poikkileikkauksessa, joka vastaa kuvion 4 tasoa I—I, ja aksonometrisesti.

Fig.2 esittää keksinnön mukaisen kuormitusta kantavan laattarakenteen ja sitä var-15 ten esivalmistetun elementin toista toteutusmuotoa poikkileikkauksessa, joka vastaa kuvion 4 tasoa I—I, ja aksonometrisesti.

Fig. 3 esittää keksinnön mukaisen kuormitusta kantavan laattarakenteen ja sitä varten esivalmistetun elementin kolmatta toteutusmuotoa poikkileikkauksessa, joka vastaa kuvion 4 tasoa I—I, ja aksonometrisesti.

20 Fig. 4 esittää keksinnön mukaisen kuormitusta kantavan laattarakenteen ja sitä varten esivalmistetun elementin neljättä toteutusmuotoa pitkittäisleikkauksessa, joka vastaa kuvioiden 1-2 tasoa II—II, ja lopullisella paikallaan rakennuksen perustuksen tai seinien päälle sijoitettuna.

Kuvioista on nähtävissä kuormitusta kantava laattarakenne 1 rakennuksia varten. 25 Tämä laattarakenne 1 soveltuu käytettäväksi rakennusten alapohjina, välipohjina ja yläpohjina, mutta sen rakenteellisen osan muodostavan lämpöeristekerroksen 8 vuoksi erityisesti alapohjina ja yläpohjina. Keksinnön mukainen valmis laattarakenne 1 käsittää vähintään poimutetun, metallisen liittolevyn 3, sen päälle rakennuspaikalla valetun ja kovettuneen ja siten tartuntapoimuilla 13 varustettuun liittolevyyn 30 kiinnittyneen betonikerroksen 7. Edelleen valmis laattarakenne 1 käsittää liittolevyn 3 alapuolella tähän liittolevyyn yläpinnastaan Py kiinni olevan lämpöeristekerroksen 8. Erityisesti laattarakenne 1 käsittää myös mainitun lämpöeristekerroksen alapinnassa Pa joko pintatartunnalla kiinni olevan yhtenäisen teräslevyosan 4 tai joukon pintatartunnalla kiinni olevia vierekkäisiä teräslevyprofiileita 5, 6. Tämä teräs-35 levyosa 4 tai vastaavasti teräslevyprofiilit 5, 6 on mitoitettu kantamaan laattarakenteessa 1 vähintään ne vetojännitykset, jotka siihen betonimassan B valun aikana ja 5 jälkeen, jolloin betonimassa on vielä juoksevassa tilassa, aikana kohdistuvat. Laattarakenteen materiaalit ovat siten ylhäältä päin lukien: betoni tai teräsbetoni, tyypillisesti teräksinen liittolevy, lämpöeriste sekä alapinnan teräsprofiilit tai teräslevy. Keksinnön mukainen kuormitusta kantava laattarakenne 1 muodostuu neljästä pääl-5 lekkäisestä toisissaan kiinni olevasta rakenneosasta, joiden välillä on rakenteellinen liittovaikutus.

Edellä kuvatun kuormaa kantavan laattarakenteen 1 aikaansaamiseksi rakennuksiin, valmistetaan keksinnön mukaan ensin tehtaalla esivalmistettu elementti 20, joka tuodaan rakennuspaikalle alapohjien, välipohjien tai yläpohjien alustoiksi. Tämä 10 esivalmistettu elementti 20 käsittää vähintään tartuntapoimut 13 omaavan teräsliit-tolevyn 3, siinä suoraan kiinni olevan lämpöeristekerroksen 8 sekä lämpöeristeker-roksen alapinnassa Pa yhtenäisen teräslevyosan 4 tai joukon vierekkäisiä teräslevy-profiileita 5, 6. Liittolevy 3 koostuu edullisesti jatkuvasta eli yhdestä yhtäjaksoisesta teräslevystä ja siinä lämpöeristekerroksesta poispäin levenevistä W2-»W1 tartunta-15 poimuista 13. Lämpöeristekerroksen 8 yläpinta Py on suoraan eli välittömästi ilman muita levymateriaalikerroksia kiinni vähintään liittolevyn tartuntapoimujen 13 välisissä alaspäin osoittavissa, ts. lämpöeristekerrosta vasten sijaitsevissa, väliosuuksis-sa 12. Väliosuudet 12 voivat olla tasomaisia tai sisältää muotoiluja 19 betonikerrok-seen 7 tarttumista varten tai esivalmistetun elementin 20 lisäjäykistämistä varten. 20 Tässä muotoilujakin 19 sisältävässä tapauksessa väliosuuksien 12 verhopinta on edullisesti taso ja välisosuuksien pinta-alasta vähintään 50 % tai edullisesti vähintään 70 % yhtyy tähän verhopintaan, jolloin lämpöeristeen eräässä toteutusmuodossa tasomainen yläpinta Py saadaan kiinni riittävän suurelta alueelta liittolevyyn 3. Siinä tapauksessa, että lämpöeristekerros 8 valetaan kiinni teräsliittolevyyn, ei tällä 25 tasomaisuudella ole mainittavaa merkitystä. Lämpöeristekerroksen alapinnassa Pa on edellä mainitulla tavalla pintatartunnalla kiinni yhtenäisen teräslevyosan 4 tai vierekkäisiä teräslevyprofiileita 5, 6. Levyosa ja vastaavasti profiilit on mitoitettuja muotoiltu kantamaan vähintään ne vetojännitykset, jotka siihen/niihin kohdistuvat laattarakenteen betonikerroksen 7 ollessa ei-kovettuneena betonimassana B.

30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä asetetaan edellä kuvattu elementti 20 päistään 16b tai reunoistaan 16a, 16b perustuksen 30a tai seinien 30b varaan siten, että teräs-liittolevy osoittaa ylöspäin ja teräslevyosa 4 tai vastaavasti teräslevyprofiilit 5, 6 osoittavat alaspäin, jolloin teräslevyosan tai teräslevyprofiilien alapuolella elementin päiden tai reunojen rajaamalla alueella on ilmatilaa T, kuten tuulettuva sokkeli 35 tai huonetila. Esivalmistetulla elementillä 20 on riittävän suuri jäykkyys ja lujuus, että voidaan toimia ilman myöhemmin poistettavia välitukia päiden 16b tai reunojen 16a, 16b välisellä elementin pituudella Ll ja leveydellä. On tietenkin mahdollista, että esivalmistetun elementin 20 alueella rakennuksessa voi eri syistä olla kantavaa 6 perustusta tai seinää muuallakin kuin elementin päiden tai reunojen kohdalla. Nämähän eivät ole poistettavia vaan pysyviä tukia, joten ne eivät estä keksinnön etujen, ts. erittäin pitkän jännevälin eli tukivälin saavuttamista. Seuraavaksi valetaan juokseva betonimassa B teräsliittolevyn 3 päälle haluttuun paksuuteen Hl ja anne-5 taan betonimassan kovettua betonikerrokseksi 7. Betonikerroksen 7 paksuus Hl on ennalta määrätyn määrän suurempi kuin tartuntapoimujen 13 korkeus H4, laattarakenteen 1 haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Betonivalun paksuus Hl on tyypillisesti 100 mm - 160 mm, mutta voi tilanteesta riippuen olla näiden arvojen ulkopuolellakin. Tarvittaessa voidaan ennen betonimassan B valua lisätä elementin 10 liittolevyn päälle betoniraudoite 17 jollain sopivalla tavalla. Yksikertaisimmin tämä tapahtuu muodostamalla betoniraudoitteesta ristikko, jonka ensimmäiset betonirau-dat asetetaan liittolevyn tartuntapoimujen 13 päälle niiden pituutta vastaan poikittaisessa suunnassa ja toiset betoniraudat, jotka ovat ensimmäisiin betonirautoihin nähden poikittaisia ja niihin sopivalla tavalla kiinnitettyjä, asettuvat ainakin likimain 15 tartuntapoimujen 13 suuntaisiksi ja esimerkiksi niiden väliin, kuten kuviosta 2 on nähtävissä. Tässä tapauksessa käsittää betonikerros 7 betonimassan B kovettumisen jälkeen liittolevystä erillisen betoniraudoitteen 17, mikä yhdessä liittolevyn 3 kanssa lisää laattarakenteen kantavuutta, eli jäykkyyttä ja lujuutta.

Esivalmistetussa elementissä 20 vähintään sen päissä 16b ja tarvittaessa myös si-20 vuissa 16a, tässä jälkimmäisessä tapauksessa siis kaikissa reunoissa 16a, 16b, teräs-liittolevy 3 ulkonee lämpöeristekerroksesta 8 ja sen alapuolisesta teräslevyosasta 4 tai vastaavasti teräslevyprofiileista 5, 6 ulkoneman Lu verran. Ulkonemat Lu, tarkemmin sanottuna näissä ulkonemissa esillä olevat väliosuudet 12, asetetaan perustuksen 30a tai seinien 30b kantavien alueiden kannattavien yläpintojen 23 va-25 raan. Tämän jälkeen voidaan valaa juokseva betonimassa B. Betonimassan reuna-muotin, jolla siis rajataan betonikerros vaakasuunnassa, aikaansaamiseksi perustuksen 30a tai seinien 30b ulkoverhouslevyn 18 tai vastaavan, joka voi sisältää sisäpinnallaan perustuksen eli sokkelin tai seinän lämpöeristeen 29 kuvassa 4 esitetyllä tavalla, annetaan ulottua perustuksen ja vastaavasti seinän elementtiä 20 kannattavas-30 ta pinnasta 23 ylöspäin muottikorkeuden H3 verran, jolloin ulkoverhouslevy 18 toimii valettavan betonimassan B reunamuottina. On edullista myös mitoittaa esivalmistettu elementti 20 siten, että sen lämpöeristekerroksen 8 alapinta Pa ja/tai teräslevy osan 4 tai teräslevyprofiilien 5, 6 alapinnat elementtiä paikalleen asennettaessa asettuvat perustuksen tai seinän sisäpinnalla mahdollisesti olevan lämpö-35 eristeen 28 yläreunaa vasten, jolloin alapohjan tai yläpohjan ja perustuksen 30a tai vastaavasti seinän 30b yhtymäkohtaan saadaan katkeamaton lämpöeristys.

Liittolevy 3 siis koostuu edullisimmillaan yhdestä teräslevystä taivuttamalla saadusta osasta, mikä tarkoittaa sitä, että liittolevyssä 3 on vain yksi kerros teräslevymate- 7 naalia, mutta liittolevyn tasomaisuuden suunnassa eli asennusasennossa vaakasuunnassa vierekkäin voidaan haluttaessa asettaa esim. toistensa jatkeeksi muita vastaavia liittolevyjä. Käytännössä jatkeeksi asettamisella on tuskin saatavissa etuja, koska muutoinkin on valmistettavissa niin suuria liittolevyjä kuin esivalmistettujen ele-5 menttien 20 kuljetukset sallivat. Liimakerroksia, esimerkiksi kalvomuodossa, tai pintakäsittelyä, kuten sinkitystä tms. ei tietenkään pidetä levymateriaalina. Liittole-vyssä 3 on, kuten jo on todettu, tartuntapoimuja 13 ja niiden välissä väliosuuksia 12. Tartuntapoimut ovat poikkileikkaukseltaan lohenpyrstön muotoisia, jolloin poimujen leveys W2 väliosuuksien kanssa tasossa olevalla kohdalla on oleellisesti pie-10 nempi kuin poimuj en leveys W1 poimuj en pohj alla 21, j oka on poimuj en korkeuden H4 päässä väliosuuksista 12. Tartuntapoimujen 13 korkeus voi tyypillisesti olla välillä 30 mm - 70 mm, joskin tarpeen mukaan poikkeaviakin arvoja voidaan käyttää. Tartuntapoimut 13 on jäljestetty elementteihin 20 siten, että niiden pituutta vastaan poikittainen leveys suurenee, ts. W2 < Wl, poispäin lämpöeristekerroksesta, jolloin 15 niistä tulee betonikerrokseen 7 sisällepäin leveneviä W2->W1. Edullisesti tartunta-poimujen 13 pohjat 21 on varustettu ainakin poimujen pituussuuntaa, joka on sama kuin elementin 20 pituuden Ll suunta, vastaan poikittaisilla tartunnoilla 22, kuten lisäpoimuilla. Tässä on kuvattu teräsliittolevystä 3 vain sen pääasiallinen muoto, se voi sisältää runsaasti muitakin yksityiskohtia. Tällainen liittolevy ja sen toiminta 20 kovettuneessa betonikerroksessa 7 on sinänsä tunnettu, joten sitä ei tässä selosteta yksityiskohtaisemmin.

Lämpöeristekerros 8 on erillisellä kerroksella liimaa 9a, kuten kuviossa 1, tai läm-pöeristekerroksen 8 sisältämällä liimalla 9c, esimerkiksi lämpöeristeen ollessa mineraalivillaa sen sideaineen muodostamalla liimalla tai siihen lisäksi imeytetyllä 25 liimalla kuviosta 3 ilmenevästi, kiinni liittolevyn 3 tartuntapoimujen 13 välisissä alaspäin osoittavissa väliosuuksissa 12. Liittolevyn 3 ja lämpöeristekerroksen 8 välinen tällainen kiinnitys liimalla 9a tai 9c saadaan kun lämpöeristekerros muodostetaan erikseen valmistetusta lämpöeristelevystä, joka voi olla vaahdotettua polymeeriä tai mineraalivillaa. On myös mahdollista, että lämpöeristekerros 8 on oman 30 tartuntaominaisuutensa 9d vaikutuksesta kiinni sekä tartuntapoimujen 13 kourupin-noissa 23 että tartuntapoimujen välisissä alaspäin osoittavissa väliosuuksissa 12. Tämä kiinnitys saadaan syntymään valamalla vaahdotettu tai vaahtoutuva muovi suoraan liittolevyä 3 vasten ja antamalla sen sitten polymeroitua haluttuun tiheyteen ja kovuuteen, jolloin saadaan yhdessä työvaiheessa lämpöeristekerros 8 ja sen kiin-35 nittyminen liittolevyyn. Lämpöeristekerroksen 8 ollessa vaahdotettua polymeeriä, se koostuu edullisesti vaahdotetusta jäykästä polystyreenistä tai vaahdotetusta jäykästä polyuretaanista, joskin muitakin tarkoitukseen sopivia polymeerejä voi olla tai tulla markkinoille. Vaihtoehtoisesti, erityisesti silloin kun vaaditaan esim. palonkestä-vyyttä, voidaan lämpöeristekerroksena 8 käyttää kovettuvalla eli polymeroituvalla 8 muovilla tai muulla sideaineella, jonka palonkestävyys on myös huomioitava, sidotusta mineraalivillasta tai vastaavasta. Jotta lämpöeristekerros 8 antaisi esivalmistetulle elementille 20 riittävän jäykkyyden ja lujuuden siten, että se ei kohtuuttomasti taivu valetun märän ja vielä ei-kovettuneen betonimassan B painon vaikutuksesta, 5 tulee lämpöeristekerroksen materiaalin puristuslujuuden olla vähintään 75 kPa, mutta tyypillisesti vähintään 100 kPa. Mikäli mahdollista tulisi lämpöeristekerroksen materiaalin puristuslujuuden olla vähintään suuruusluokkaa 200 kPa - 300 kPa. Lämpöeristekerroksen paksuus H2 on tyypillisesti noin 150 - 200 mm, joskin poikkeavat arvot ovat mahdollisia, ja sen tulee kestää kosteutta samoin kuin sen ja liit-10 tolevyn 3 sekä jäljempänä selostettavan teräslevyosan 4 tai teräslevyprofiilien välisestä liittovaikutuksesta johtuvia rasituksia.

Erityisesti keksinnön mukaan esivalmistetussa elementissä 20 ja siten myös kantavassa laattarakenteessa 1 teräslevyosa 4 ja vastaavasti teräslevyprofiilit 5, 6 voidaan toteuttaa vaihtoehtoisilla rakenteilla. Ensimmäisessä vaihtoehdossa yhtenäinen te-15 räslevyosa 4 on oleellisesti tasomainen, kuten on näytetty kuviossa 4. Toisessa vaihtoehdossa yhtenäinen teräslevyosa 4 sisältää pitkittäishaqanteita 15, jotka ulottuvat lämpöeristekerroksen 8 sisälle, kuten on näytetty kuviossa 2. Kolmannessa vaihtoehdossa laattarakenteen keskialueella vierekkäiset teräslevyprofiilit 5 ovat joko tasomaisia nauhaprofiileja 5a eli teräslevynauhoja, kuten on näytetty kuviossa 1, tai 20 pitkittäishaijanteen 15 omaavia muotoprofiileita 5b, jotka harjanteet ulottuvat läm-pöeristekerroksen 8 sisälle, kuten on näytetty kuviossa 3. Teräslevyprofiileista käytetään yleistä viitenumeroa 5 ja tarkempia viitenumerolta 5a, 5b vain kun halutaan viitata erikoistapauksiin. Yhtenäinen teräslevyosa 4 voi myös sisältää esimerkiksi reikiä 14. Edelleen teräslevyosa 4 voi sisältää ja vastaavasti teräslevyprofiileista 5, 6 25 reunimmaiset profiilit 6 voivat sisältää laattarakenteen sivuja 16a pitkin liittolevyä 3 kohti osoittavat taitokset 11. Nämä taitokset 11 siis tekevät mutkan 90° lämpöeristekerroksen särmän ympäri ja kulkee jonkin etäisyyden pitkin lämpöeristeen reuna-pintaa, edullisesti siihen tartunnassa. Näin voidaan seuraavaksi kuvattavaa teräslevyosan 4 ja teräslevyprofiilien 5, 6 välistä tartuntaa edelleen parantaa.

30 Teräslevyosa 4 tai vastaavasti teräslevyprofiilit 5, 6 ovat erillisellä kerroksella liimaa 9b, kuten kuviossa 1, tai lämpöeristekerroksen 8 sisältämällä liimalla 9c, esimerkiksi lämpöeristeen ollessa mineraalivillaa sen sideaineen muodostamalla liimalla tai siihen lisäksi imeytetyllä liimalla kuviosta 3 ilmenevästi, pintatartunnassa lämpöeristekerrokseen 8. Teräslevyosan 4 tai teräslevyprofiilien 5, 6 ja lämpöeriste-35 kerroksen 8 välinen tällainen tartunta liimalla 9b tai 9c saadaan kun lämpöeristekerros muodostetaan erikseen valmistetusta lämpöeristelevystä, joka voi olla vaahdotettu polymeeriä tai mineraalivillaa. Jos tässä tapauksessa halutaan käyttää pitkittäishaij anteet 15 sisältävää teräslevyosaa 4 tai varsinkin teräslevyprofiileita 5 eli 9 muotoprofiileita 5b, on mahdollista painaa teräslevyosa 4 tai muotoprofiili 5b läm-pöeristekerroksen alapintaa Pa vasten siten, että pitkittäishaqanteet 15 painuvat sisälle lämpöeristekerrokseen 8. Lämpöeristekerros voi 8 myös olla oman tartunta-ominaisuutensa 9d vaikutuksesta pintatartunnassa teräslevyosassa 4 tai teräslevy-5 profiileissa 5 niiden koko pinnalta olipa kyseisissä teräslevyosissa tai teräslevypro-fiileissa, tässä tapauksessa muotoprofiileissa 5b, pitkittäishaqanteita 15 tai ei. Tämä jälkimmäinen tilanne saadaan syntymään valamalla vaahdotettu tai vaahtoutuva muovi suoraan teräslevyosaa 4 tai teräslevyprofiileita 5 vasten ja antamalla sen sitten polymeroitua haluttuun tiheyteen ja kovuuteen, kuten aikaisemmin on kuvattu. 10 Liiman 9b, 9c tai lämpöeristeen oman tartuntaominaisuuden 9d tulee omata sellaisen ennalta määritelty lujuus, joka kykenee siirtämään vähintään ne leikkausvoimat, jotka syntyvät betonikerroksen 7 ollessa ei-kovettuneena betonimassana B.

Joko liittolevy 3 ja/tai teräslevyosa 4 ja/tai lämpöeristekerros 8 ja/tai vähintään yksi liiman 9a, 9b kerroksista on edullisesti kaasutiivis, jolloin rakenne saadaan eristä-15 mään maaperästä tuleva radon-kaasu, mikä on tarpeen kun laattarakennetta 1 käytetään alapohjana. Kaasutiiveys muodostaa oikeaan kohtaan sijoitettuna myös höyry-sulun, mikä on tarpeen kun laattarakennetta 1 käytetään alapohjana tai yläpohjana.

Yhteenvetona voidaan todeta, että keksinnössä betonivalun jälkeen liittolevy 3 ja (teräs)betonikerros 7 muodostavat primäärisen kantavan rakenteen, lämpöeristeker-20 ros 8 toimii radon-, kosteus- sekä lämpöeristeenä. Lopullisessa rakenteessa alapinnan teräslevyprofiilit 5, 6 tai teräslevyosa 4 toimivat lähinnä viemäreiden ja putkistojen ripustusrakenteina. Lämpöeristekerros sekä teräslevyprofiilit 5, 6 tai teräslevyosa 4 lisäävät jäykkyyttä myös valmiissa rakenteessa vähentäen taipumia sekä värähtelystä aiheutuvia ongelmia. Erityinen piirre on se, että liittolevy 3 toimii betonia 25 valettaessa puristusjännityksellä ja betonin kovettumisen jälkeen laattarakennetta 1 kuormitettaessa vetojännityksellä. Liittolevy 3 on mitoitettu kantamaan nämä puristusjännitykset ja vetojännitykset. Todettakoon selvyyden vuoksi, että valunaikaiset puristusjännitykset eivät siirry betoniin, koska betoni ei ole vielä kovettunut siinä vaiheessa. Puristusjännitykset liittolevyssä madaltavat valunjälkeisiä hyötykuor-30 mien aikaisia jännitystasoja liittolevyssä, mutta tällä ei tämän hetkisen käsityksen mukaan ole merkittävää vaikutusta rakenteen toimintaan.

Claims (16)

1. Kuormitusta kantava laattarakenne rakennuksissa, joka laattarakenne (1) käsittää vähintään metallisen levyn, sen päällä betonikerroksen (7) ja alapuolella mainittuun levyyn yläpinnaltaan (Py) tartunnassa olevan lämpöeristekerroksen (8), sekä 5 mainitun lämpöeristekerroksen alapinnassa (Pa) teräslevyosan, joka on tartunnassa tämän lämpöeristekerroksen alapintaan, tunnettu siitä, että mainittu metallinen levy on tartuntapoimuilla (13) varustettu yhtenäinen liittolevy (3), johon betonikerros (7) on kiinnittyneenä, ja joka liittolevy on mitoitettu kantamaan ne puristusjännitykset, jotka siihen kohdistuvat laattarakenteen betonikerroksen (7) ollessa ei-kovettuneena 10 betonimassana (B), sekä ne vetojännitykset, jotka siihen kohdistuvat laattarakenteen käytön aikana; ja että mainittu teräslevyosa on lämpöeristekerrokseen pintatartun-nalla kiinni oleva yhtenäinen teräslevy (4) tai joukko pintatartunnalla kiinni olevia vierekkäisiä teräslevyprofiileita (5, 6), joka teräslevy tai vastaavasti teräslevyprofii-lit on mitoitettu kantamaan vähintään ne vetojännitykset, jotka siihen/niihin kohdis-15 tuvat laattarakenteen betonikerroksen (7) ollessa ei-kovettuneena betonimassana (B).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laattarakenne, tunnettu siitä, että lämpö-eristekerros (8) on: - liimalla (9a, 9c) kiinni liittolevyn (3) tartuntapoimujen (13) välisissä alaspäin 20 osoittavissa väliosuuksissa (12), joiden verhopinta on taso; tai - oman tartuntaominaisuutensa (9d) vaikutuksesta kiinni liittolevyssä vähintään sen tartuntapoimujen välisissä alaspäin osoittavissa väliosuuksissa (12) ja mahdollisesti myös tartuntapoimujen (13) kourupinnoissa (23).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laattarakenne, tunnettu siitä, että liit-25 tolevyn (3) tartuntapoimut (13) ovat poikkileikkaukseltaan betonikerrokseen sisälle- päin leveneviä (W2-»W1); ja että mainittu liittolevy koostuu yhdestä teräslevystä, johon lämpöeristekerros (8) on suoraan mainitussa pintatartunnassa.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai 3 mukainen laattarakenne, tunnettu siitä, että teräslevy (4) on joko kokonaan tasomainen tai sisältää lisäksi lämpöeristekerrokseen 30 ulottuvia pitkittäisharjanteita (15); ja että laattarakenteen keskialueella vierekkäiset teräslevyprofiilit (5) ovat joko tasomaisia nauhaprofiileita (5a) tai pitkittäisharj anteen (15) omaavia muotoproflileita (5b), joka haijanne ulottuu lämpöeristekerrokseen (8).

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 4 mukainen laattarakenne, tunnettu siitä, 35 että mainitun teräslevyn tai vastaavasti mainittujen teräslevyprofiilien ja lämpöeristekerroksen (8) välisen pintatartunnan muodostava liima (9b, 9c) tai lämpöeristeen oma tartuntaominaisuus (9d) omaa sellaisen ennalta määritellyn lujuuden, joka kykenee siirtämään vähintään ne leikkausvoimat, jotka syntyvät betonikerroksen (7) ollessa ei-kovettuneena betonimassana (B).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laattarakenne, tunnettu siitä, 5 että teräslevy (4) käsittää ja vastaavasti teräslevyprofiileista reunimmaiset profiilit (6) käsittävät laattarakenteen sivuja (16a) pitkin liittolevyä (3) kohti osoittavat taitokset (11).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laattarakenne, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää betonikerroksessa (7) liittolevystä (3) erillisen betoniraudoit- 10 teen (17).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen laattarakenne, tunnettu siitä, että joko liittolevy (3) ja/tai teräslevyosa (4) ja/tai lämpöeristekerros (8) ja/tai vähintään yksi liiman (9a, 9b) kerroksista on kaasutiivis.

9. Esivalmistettu elementti kantavan laattarakenteen (1), joka valmiina käsittää 15 vähintään metallisen levyn, sen päällä betonikerroksen (7) ja alapuolella mainittuun levyyn yläpinnaltaan (Py) tartunnassa olevan lämpöeristekerroksen (8), sekä mainitun lämpöeristekerroksen alapinnassa (Pa) teräslevyosan, joka on tartunnassa tämän lämpöeristekerroksen alapintaan, aikaansaamiseksi rakennuksiin, tunnettu siitä, että elementti (20) käsittää: 20. jatkuvasta teräslevystä koostuvan liittolevyn (3) ja siinä lämpöeristekerroksesta poispäin leveneviä (W2-»W1) tartuntapoimuja (13), joka liittolevy on mitoitettu kantamaan ne puristusjännitykset, jotka siihen kohdistuvat laattarakenteen betoni-kerroksen (7) ollessa ei-kovettuneena betonimassana (B), sekä ne vetojännitykset, jotka siihen kohdistuvat laattarakenteen käytön aikana; 25. lämpöeristekerroksen (8), jonka yläpinta (Py) on suoraan kiinni vähintään liittole vyn väliosuuksissa (12); - lämpöeristekerroksen alapinnassa (Pa) joko pintatartunnalla kiinni olevan yhtenäisen teräslevyn (4) tai joukon pintatartunnalla kiinni olevia vierekkäisiä teräslevy-profiileita (5, 6), joka teräslevyjä vastaavasti teräslevyprofiilit on mitoitettu kanta-30 maan vähintään betonikerroksen ei-kovettuneen betonimassan (B) aiheuttamia veto-jännityksiä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen esivalmistettu elementti, tunnettu siitä, että liittolevy (3) on mitoitettuja muotoiltu kantamaan siihen betonikerroksen ei-kovettuneen betonimassan (B) aiheuttamia puristusjännityksiä ja laattarakenteen (1) käy- 35 tön aikana kohdistuvia vetojännityksiä; ja että lämpöeristekerros (8) on suoraan kiinni mainitussa liittolevyssä.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen esivalmistettu elementti, tunnettu siitä, että lämpöeristekerros (8) koostuu vaahdotetusta jäykästä polystyreenistä, vaahdotetusta jäykästä polyuretaanista, kovettuvalla polymeerillä sidotusta mineraalivillasta tai vastaavasta; ja että lämpöeristekerroksen (8) materiaalin puristuslujuus on vähintään 5 lOOkPa.

12. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 tai 11 mukainen esivalmistettu elementti, tunnettu siitä, että elementin vaihtoehtoisista rakenteista: - ensimmäisessä, yhtenäinen teräslevy (4) on oleellisesti tasomainen, - toisessa, yhtenäinen teräslevy sisältää pitkittäishaijanteita (15), jotka ovat lämpö-10 eristekerroksessa (8) sisällä, ja - kolmannessa, laattarakenteen keskialueella vierekkäiset teräslevyprofiilit (5) ovat joko tasomaisia nauhaprofiileita (5a) tai pitkittäishaij anteen (15) omaavia muoto-profiileitä (5b), jotka harjanteet ovat lämpöeristekerroksessa (8) sisällä.

13. Menetelmä kantavan laattarakenteen (1), joka valmiina käsittää vähintään 15 metallisen levyn, sen päällä betonikerroksen (7) ja alapuolella mainittuun levyyn yläpinnaltaan (Py) tartunnassa olevan lämpöeristekerroksen (8), sekä mainitun läm-pöeristekerroksen alapinnassa (Pa) teräslevyosan, joka on tartunnassa tämän lämpöeristekerroksen alapintaan, valmistamiseksi rakennuksiin, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheina: 20. käytetään esivalmistettua elementtiä (20), joka koostuu tartuntapoimut (13) omaa vasta teräsliittolevystä (3), siinä suoraan kiinni olevasta lämpöeristekerroksesta (8) sekä lämpöeristekerroksen alapinnassa (Pa) yhtenäisen teräslevyn (4) tai joukon vierekkäisiä teräslevyprofiileita (5,6); - asetetaan mainittu elementti (20) päistään (16b) ja/tai reunoistaan (16a, 16b) pe-25 rustuksen (30a) tai seinien (30b) varaan, teräsliittolevy ylöspäin ja teräslevy (4) tai vastaavasti teräslevyprofiilit (5, 6) alaspäin, ilman poistettavia välitukia; - valetaan juokseva betonimassa (B) teräsliittolevyn (3) päälle haluttuun paksuuteen ja annetaan betonimassan kovettua betonikerrokseksi (7).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun 30 elementin päissä (16b) tai reunoissa (16a, 16b) lämpöeristekerroksesta (8) ulkonevat teräsliittolevyn (3) ulkonemat (Lu) asetetaan mainitulla tavalla perustuksen (30a) tai seinien (30b) varaan.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elementin lämpöeristekerroksen (8) alapinta (Pa) ja/tai teräslevyosan (4) tai teräslevy- 35 profiilien (5, 6) alapintojen (Pb) annetaan asettua perustuksen tai seinän sisäpinnalla mahdollisesti olevan lämpöeristeen (28) yläreunaa vasten.

16. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perustuksen (30a) tai seinien (30b) ulkoverhouslevyn (18) annetaan ulottua perustuksen ja vastaavasti seinän elementtiä (20) kannattavasta pinnasta (23) ylöspäin muottikorkeuden (H3) verran ja tämän annetaan toimia valettavan betonimassan (B) 5 reunamuottina.