FI60902C - Av laettbaerverk framstaelld byggnadsenhet - Google Patents

Description

F55r*1 ΓΒΐ M1V ICUULUTUSjULKA.SU 6090 9 JSTa lBJ (11) utlAggningsskrift • C (45) Patentti myönnetty 13 04 1982 , (fiÄ2r Patent meddelat (51) K,.ik.Va.3 E»B 5/10 //EMO 2/40 SUOMI—FINLAND (21) P»t*nttlh»k«nHi* — Patwitaraeknlng 751336 (22) H*k«ml*pily| — Anseknlnpdag 06.05-75 ' (23) Alkupilvi — Glltl|h*tsd*g 06.0 5 · 7 5 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offantllg 08.11.75

Patentti- ja rekisterihallitus .... .... , ,. , , . „ , - . . . - - (44) NlhtlYlkilptnon ja kuuLjulkalaun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' Antökan utitgd och utl.tkrift«n publkarad 31 · 12.8l (32)(33)(31) Ρ)7«Ι·«Χ «uolkeui-Begird prlorltet 07. 05 -71*

Ruotsi-Sverige (SE) 7^/θ6θ66-6 (71)(72) Jens-Fredrik Larssen, Birger Jarlsgatan 62, S-ll^ 29 Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (7^) Berggren Oy Ab (5M Kevytansaista valmistettu rakennusosa - Av lättbärverk framställd byggnadsenhet

Esillä oleva keksintö kohdistuu joukosta kevytansaselementtejä valmistettuun rakennusosaan, joka on tarkoitettu asennettavaksi vaakasuoraan kantavien kohtien väliin ylhäältäpäin kuormitettavaksi.

Esimerkiksi patenttihakemuksesta 2683/72 tunnetaan kattoelementti, joka käsittää tasomaisen, lasikuitulujitettua kipsiä olevan pohja-elementin, jonka sivuilla on ylöspäin suunnatut laipat, joiden päälle on sovitettu ja kiinnitetty samoin lasikuitulujitettua kipsiä oleva peittävä levy, jolloin viimemainitun päälle on edelleen sovitettu vaahtomuovikerros sekä päällimäiseksi säänkestävä muovikerros. Kyseinen elementti on kuitenkin tarkoitettu sovitettavaksi varsinaisten kannattimien päälle, eikä se pysty itse vastaanottamaan mainittavaa kuormitusta. On myös selvää, ettei kipsi lujitettunakaan ole lujuusominaisuuksiltaan sellainen, että se soveltuisi kantavan elementin rakenneaineeksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kantava kevyt-ansaista valmistettu rakennusosa, jolloin kevytansaalla tässä yhteydessä tarkoitetaan kantavaa elementtiä tai kasettia, joka muodostuu ohutta levyä olevasta emäprofiilista, joka on toiselta puoleltaan varustettu muuta ja jäykempää materiaalia olevalla päällyskerroksella. Emäprofiili ja päällyskerros muodostavat jäykän yksikön, jossa molemmat osat toimivat yhdessä staattisesti. Kevytansaalla on suuri taivutuslujuus päällyskerroksen ollessa puristusvyöhykkeellä.

2 60902

Keksinnön mukaisen rakennusosan pääasialliset tunnusmerkit selviävät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Keksinnön mukaiset rakennusosat voivat muodostaa vesikaton, välipohjan, palkiston, seiniä jne. Tavanomaisiin rakenteisiin verrattuna tämän kevytansaan käytöstä aiheutuu lukuisia olennaisia etuja. Kevytansaan emäprofiilin ja päällyskerroksen yhteistoiminnan ansiosta päällys-kerros toimii paitsi verhoilumateriaalina myös kuormituksen kantajana. Kuormituksen kantokyvyn ja jäykkyyden säilyessä saadaan suurille jänneväleille sopiva, kevyempi rakennuselementti materiaalimenekin ollessa pienempi kuin tavanomaisessa rakentamistavassa. Päällyskerroksen materiaali voidaan valita vapaasti riippuen rakennusosalle asetetuista vaatimuksista ja sille tarkoitetusta toiminnasta. Kevytansaat voidaan valmistaa juoksupituuksina, ja ansaanvalmistus vaatii vain vähän investointeja. Valmiit, pinoamiskelpoiset emäprofiilit ja päällyskerrokset voidaan mahdollisesti toimittaa erillisinä ja koota rakennuspaikalla. Tästä aiheutuu pienet kuljetuskustannukset. Lisäksi voidaan käyttää aikaisempaa halvempaa eristysmateriaalia, ja tuuletusputket, sähköjohdot ja sähköasennustilat, vesijohdot yms. voidaan asentaa kevytan-saiden sisään. Kaiken kaikkiaan mainitut edut aikaansaavat taloudellisen ja helposti asennettavan kevytansaan, joka vaatii vähän materiaalia ja jonka valmistus on yksinkertainen ja joka sopii suurille jänne-väleille, ja jota voidaan lisäksi edullisesti käyttää uudelleen.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin. Piirustuksissa esittää kuvio 1 poikkileikkausta eräästä keksinnön mukaisesta, kevytansaista valmistetusta rakennusosasta. Kuvio 2 esittää katkaistuna kevytansaan emäprofiilin kolmea erilaista suoritusmuotoa. Kuviot 3, 4 ja 5 esittävät kolmea erilaista mahdollisuutta täydennyskasetin profiilin suoritusmuodolle, kuvio 6 esittää kevytansaiden lukitusprofiilin erästä suoritusmuotoa ja kuvio 7 esittää lujuuden tarkasteluun liittyviä käyriä.

Keksinnön mukainen rakennusosa muodostuu yhteenliitetyistä kevytansaista, joista on esitetty kuviossa 1 kaksi kappaletta 1 ja 2. Kukin kevytansas muodostuu ohutta peltiä olevasta emäprofiilista 3, joka on varustettu muuta materiaalia olevalla päällyskerroksella 4. Emä-profiili voi olla valmistettu jostain sopivasta peltimateriaalista kuten teräksestä tai alumiinista, ja päällyskerros 4 voi muodostua jostain puumateriaalista kuten vanerista, kuitulevystä tai lastulevystä, se voi muodostua myös jostain muovimateriaalista, asbestisement-timateriaalista, kipsilevystä tai vastaavasta. Emäprofiili 3 ja päällyskerros 4 on liitetty yhteen staattisesti yhteistoiminnassa olevaksi yksiköksi emäprofiilin laipoissa 3a olevalla saumalla 5. Sauma 5 voidaan aikaansaada vedenkestävällä liimalla, joka synnyttää emä- 3 60902 profiilin ja päällyskerroksen väliin niin stabiilin sauman, että mainittujen komponenttien välille saadaan täydellinen yhteistoiminta.

Emäprofiililla 3 voi olla mikä tahansa sopiva ulkomuoto, ja kuviossa 1 esitetyssä emäprofiilissa on sisäänpäin käännetyt, kapeat laipat 3a, joita vasten päällyskerros 4 on kiinnitetty. Kuviossa 2 on esitetty kolme erilaista emäprofiilin suoritusmuotomahdollisuutta laippojen ollessa ulospäin käännettyjä. Esitetyt suoritusmuodot muodostavat vain valaisevan esimerkin, ja voidaan käyttää suurta määrää muita profiilimuotoja.

Emäprofiili 3 on sisäpuolelta varustettu sopivimmin eristysmateriaalilla 6.

Kevytansaat voidaan valmistaa tehtaassa juoksupituuksina ja katkoa rakennuspaikalla tarpeen mukaan. On myös mahdollista valmistaa emäpro-fiilit ja päällyskerrokset erikseen ja liittää ne yhteen rakennuspaikalla .

Kevytansaiden yhteenliittäminen rakennusosaksi voi tapahtua osaksi lu-kitusprofiileilla 7 ja osaksi myös täydennyskaseteilla 8, jotka asennetaan vierekkäisten emäprofiilien 3 väliin.

Lukitusprofiilien 7 tehtävänä on kiinnittää päällyskerrosten 4 vastakkain tulevat reunat toisiinsa ja profiileilla voi olla mikä tahansa sopiva ulkomuoto. Kuviossa 6 on esitetty eräs esimerkki sellaisesta lukitusprofiilista, joka muodostuu peltinauhasta 9, joka on varustettu joukolla rakoja 10, jotka ulottuvat jonkin matkaa sisäänpäin kohti nauhan 9 keskustaa. Taittamalla rakojen 10 väliset peltiosat vuoronperään vasemmalle ja oikealle sekä ala- että yläreunassa, kuten kuvion 6 alaosassa on esitetty, saadaan joukko lukituskorvakkeita 11, joiden asetuksella päällyskerroksen vastakkaisille puolille aikaansaadaan kevytansaselementtien kiinnittyminen toisiinsa. Kiinnittymisen helpottamiseksi lukituskorvakkeet 11 voivat olla esivalmistetut pelti-nauhan 9 toisen reunan pituudelle, minkä jälkeen nauha sijoitetaan toiselle päällyskerrokselle, ja peltinauhan vastakkaisella puolella olevat korvakkeet taitetaan alas viereistä päällyskerrosta vasten kuvioissa esitetyllä tavalla. Lukitusprofiili 7 aikaansaa siten päällyskerrosten kiinnittymisen. Korvakkeet 11 voidaan varustaa myös piikeillä, jotka tarttuvat päällyskerrosmateriaaliin.

" 60902

Emäprofiilien 3 väliin voidaan asentaa sopivaa materiaalia oleva täy-dennyskasetti. Kasetti voi olla muodoltaan kupera kuviossa 1 esitetyllä tavalla, mutta se voi yhtä hyvin olla tasainen tai kovera tai jonkin muun muotoinen. Kasetin kiinnittämiseksi se voidaan varustaa ulko-nevilla tapeilla 13, jotka työntyvät emäprofiilin sivuissa oleviin vastaaviin reikiin. Emäprofiilin 3 sivuihin voidaan vaihtoehtoisesti muodostaa urat 17, joiden sisään täydennyskasetin sivureunat menevät. Täydennyskasetti 8 voidaan asentaa sopivalle korkeudelle emäprofiiliin nähden, ja se voidaan siten asentaa kulkemaan emäprofiilin alasivun tasalla tai, kuten kuviossa 1 esitetään, jonkin verran sisäänvedettynä tästä alasivusta. Usein voi olla akustisista syistä sopivaa asentaa täydennyskasetti sisäänvedetyksi, ja tästä voi teknisten etujen lisäksi aiheutua miellyttävämpi ulkonäkö. Täydennyskasetin 8 yläsivulle voidaan asentaa eristyskerros 14, ja erityskerroksen sisään tai sen yläpuolelle voidaan sijoittaa tuuletusputkia, tai sähköjohtoja, vesi- ja puhelinjohtoja 15 yms. Täydennyskasetin alasivulle voidaan asentaa vastaavia ulosottoja tai armatuureja 16.

Keksinnön mukaisesti aikaansaadaan staattisesti yhteistoiminnassa oleva, kantava yksikkö ohutta peltiä olevasta emäprofiilista, joka toimii liimaliitoksen välityksellä yhdessä vaneria tai jotain muuta puu-sälemateriaalia olevan päällyskerroksen kanssa. Täydellinen yhteistoiminta, joka aikaansaadaan liimaliitoksella, muodostaa oleellisen perustan sille, että keksinnön mukaisella kevytansaalla on erittäin hyvät kantavat ominaisuutensa. Tämän seikan selvittämiseksi viitataan oheiseen piirustuksen kuvioon, joka esittää jännitys-muodonmuutos-käyrästöä, jossa käytettyjen osien puristusjännitykset ja yhdistetyn kevytansaan (levyn + liimalaipan) ideaalinen puristusjännitys on sijoitettu pystyakselille ja jossa muodonmuutos on sijoitettu vaaka-akselille .

Jännitys-muodonmuutoskäyrän tarkastelemiseksi lähdetään käyrästössä mainittujen komponenttien ominaisuuksista, ja tämän perusteella voidaan selvittää yhdistetyn kevytansasyksikön arvot. Vanerilevyn ja pelti-materiaalin (liimalaipan) täydellisen yhteistoiminnan ansiosta, joka on aikaansaatu näiden komponenttien välisellä liimaliitoksella, voidaan kokonaisrakenteen varmuutta vaarantamatta ylittää peltimateriaalille normaalisti sallittu jännitys peltiprofiilin ylälaippojen läheisellä alueella.

5 60902

Kuviossa 7 käyrä Ea kuvaa peltimateriaalin kimmokerrointa, käyrä Ey vanerimateriaalin kimmokerrointa ja käyrä E^ täydellisesti yhteistoiminnassa olevan kevytansasyksikön ideaalista kimmokerrointa. Jos levymateriaalin pinta-alaa merkitään Ay ja peltimateriaalin (liima-laipan) pinta-alaa Aa, niin yhdistetyn kevytansasyksikön ideaalinen kimmokerroin saadaan seuraavalla kaavalla E^ = (Ey · Ay + Ea · Aa)/ (Ay + Aa). Käyrästössä aa on peltimateriaalille normaalisti sallittu jännitys ja ay vanerimateriaalin normaalisti sallittu jännitys.

Jos nyt aa:n ja käyrän Ea leikkauspiste yhdistetään suoralla ay:n ja käyrän Ey leikkauspisteeseen, niin tämä suora leikkaa ideaalisen kimmokertoimen E^ suoran tai käyrän pisteessä (ai;ei). Siitä havaitaan, että levyn ja liimalaipan toimiessa yhdessä ja muodonmuutoksen ollessa E-j- peltimateriaalin jännitys aai on suurempi kuin peltimateriaalille normaalisti sallittu jännitys aa, ja että vanerimateriaalin jännitys ayi on pienempi kuin vanerimateriaalille normaalisti sallittu jännitys ay. Komponenttien täydellisellä yhteistoiminnalla voidaan siis nostaa peltimateriaalin σ-arvoa siihen tapaukseen verrattuna, että peltipro-fiili ja vanerimateriaali on liitetty yhteen vain mekaanisella sidoksella ja ettei saada sitä täydellistä yhteisvaikutusta, jonka liima-liitos saa aikaan.

Vanerimateriaalin pinta-alan suhteellinen lisäys verrattuna peltimateriaalin pinta-alaan liimalaipassa aiheuttaa sen, että käyrä Ej lähestyy vanerimateriaalin muodonmuutoskäyrää Ey, ja vanerin suhteellinen osuus kuormituksesta yhdistetyssä elementissä (levy + liimalaippa) kasvaa, ja vanerilevyn jännitys ayi lähestyy ay:tä, kun taas peltijän-nitys aai peltimateriaalin liimalaipassa kasvaa ja lähestyy myötöra-jaa as. Tämä voi tapahtua ilman, että rakenteen varmuus kokonaisuudessaan vaarantuu, siitä syytä, että peltimateriaalin pienentynyt varmuus korvaantuu vanerimateriaalin kasvaneella varmuudella.

Kuten ylläesitetystä ilmenee, voidaan siis käytettyjen osakomponenttien mittoja suurentamatta aikaansaada yhdistettyyn kevytansasyksik-köön olennaisesti suurempi kantokyky kuin sellaiseen rakenneyksikköön, jossa peltiprofiili ja päällyskerros on liitetty yhteen mekaanisella sidoksella.

Keksinnön eräässä käytännön suoritusmuodossa valmistettiin jänneväliltään 12 m:n suuruisen, tasaisen vesikaton kattopalkisto keksinnön mukaisista kevytansaselementeistä. Emäprofiilien profiilikorkeus oli

Claims (4)

1. 6 60902 noin 25 cm ja ne oli tehty ohuesta, 1-1,25 mm:n paksuisesta pellistä. Kevytansaselementtien välinen etäisyys oli 120 cm, ja emäpro-fiilin leveys 60 cm. Päällyskerros muodostui 19 mm:n paksuisesta vanerista. Laskelmat sekä käytännön kokeet ovat osoittaneet, että tämän vesikaton kantokyky on erittäin hyvä sen suuresta jännevälistä ja emäprofiilien suhteellisen suuresta välistä huolimatta. On painotettava sitä, että ylläesitetty kuvaus on luonteeltaan vain esimerkinomainen ja että keksinnöstä voi esiintyä kaikenlaisia muunnelmia alla olevien patenttivaatimusten puitteissa. Ammattimiehelle on edelleen ilmeistä, kuinka keksintöä voidaan muunnella vaihtamalla materiaaleja ja elementtejä vastaaviin materiaaleihin ja elementteihin poikkeamatta keksinnön perusajatuksesta ja hengestä.
2. 1. Joukosta kevytansaselementtejä valmistettu rakennusosa, joka on tarkoitettu asennettavaksi vaakasuoraan kantavien kohtien väliin ylhäältäpäin kuormitettavaksi, tunnettu siitä, että kukin kevytansaselementti (1, 2) muodostuu alemmasta, vetojännitysten ottamiseen tarkoitetusta emäprofiilista, joka muodostuu ylöspäin avoimesta, ohutta peltiä olevasta laatikkoprofiilista (3), jonka yläsi-vussa on sisäänpäin tai ulospäin taivutetut laipat (3a), sekä ylemmästä, vaneria tai muuta puumateriaalia olevasta päällyskerroksesta (4), joka on tarkoitettu ottamaan osallaan puristusjännitykset ja joka on tehty materiaalista, joka on kaikissa suunnissa huomattavasti jäykempää kuin emäprofiilin pelti, ja siitä, että päällyskerros on emäprofiilin laippojen (3a) yläpinnan koko alueelle ulottuvalla liimasaumalla (5) kiinnitetty lujasti emäprofiiliin (3), niin että päällyskerros (4) ja emäprofiili (3) muodostavat staattisesti yhteistoiminnassa olevan, kantavan yksikön.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennusosa, tunnettu siitä, että kunkin kevytansaselementin (1, 2) päällyskerros (4) on leveämpi kuin emäprofiili (3) ja ulottuu kummankin pitkittäissivun pituudella emäprofiilin (3) ulkopuolelle.
4. 1. Av ett antal lättbärverkselement framställd byggnadsenhet av-sedd att monteras horisontellt mellan bärande punkter och att belas-tas uppifrän, kännetecknad därav, att varje lättbärverkselement (1, 2) bestär av en undre basprofil för upptagande av drag-