FI66962C - Laett bjaelklagskonstruktion foer flervaoningsbyggnader - Google Patents

Description

ESF1 M «d^wwlwtusjulkaisu (LCQtry

JgMA 1 ' ' UTLÄGGNINGSSKRIFT OO^DZ

C (4S) Γ:·.ν./.·,'1 - · Ό \Z V. ’*

Kv.lL/iM.a3 E 0*» B 5/02 SUOMI—FINLAND (21) Ρ*·η€*η·Μα*»ι 791230 (22) HdwmhpM-Aweknli^Ai 17.CHt.79 (23) AMwpllvt—GlWglMtsdag 17.0^.79 (41) Tullut fulklMtcii — Uhrit offaMig 21 .1 0.79

PatMItti- Ja rekisterihallitut /44) Nflttivikaipanon ja kifl,L|u<kaJMn pvm. — ,. no n.

Patent- OCh registerityrelsen Amttkan uthfd odi utl.sk rlftai» publkararf > ·uo · (32)(33)(31) l*rrl»tty etuolkws—Bnlrd priorK«t 20.0A. 78

Ruotsi-Sverige(SE) 7804503~6 (71) AB Gyproc, Box 505, 201 25 Malmö,

Ingemanssons Ingenjörsbyrä AB, Box 53037, AOO 14 Göteborg 53,

Ruots i-Sver i ge(SE) (72) Bo Sigvard Hellborg, Genarp, Rolf Öhman, Malmö,

Stig Ingemansson, Mölndal, Stefan Einarsson, Lindome, Ruotsi-Sverige(SE) (7A) Lei tzinger Oy (5A) Kevyt välipohja rakenne monikerrosrakennuksiin - Lätt bjä1klagskonstruktion för flerväningsbyggnader

Esillä olevan keksinnön kohteena on kevyt, hyvän askeläänieristyksen omaava välipohjarakenne käytettäväksi erityisesti asunnoiksi tarkoitetuissa monikerrosrakennuksissa, jossa rakenteessa useista vierekkäin tuetuista, esivalmistetuista palkistolaatoista, joiden jänneväli on välillä noin 2 ja noin 6 m ja joiden yläpinta on käytännöllisesti yhtenäinen, yhteenkootun staattisesti kantavan komponentin lisäksi on alakatto, joka on tuettu välimatkan päähän kantavan komponentin alapuolelle, sekä edullisesti myös nk. pehmeä lattiapäällyste kantavan komponentin yläsivulla.

Esivalmistetuilla palkistolaatoilla ymmärretään tässä itse kantavia, kuormituksen kahteen toisiinsa nähden suorakulmaiseen vaakasuuntaan jakavia elementtejä, jotka valmistetaan sen rakennuksen ulkopuolella, johon ne tullaan sijoittamaan nostettavaksi parhaillaan rakennettavaan rakennuksen runkoon ja asennettavaksi vierekkäin tarpeellisille, keskenään erillisille kantavien seinien tai palkkien muodossa oleville tuille. Tavallisesti tällaiset palkistolaatat valmistetaan raudoitettuina valumassamonoliitteinä, mutta myös muut valmistusmenetelmät voivat tulla kysymykseen, joskin poikkeustapauksina. Tällöin 2 66962 on esimerkiksi ajeteltavissa valmistaa niitä muotopuristamalla jäykästä betonimassasta tai liittämällä yhteen useita, mahdollisesti eri materiaalia olevia osaelementtejä, jotka yhdistetään toisiinsa jäykästi ja pysyvästi liimaamalla, kiinnivalamalla tai jollakin vastaavalla tavalla, jotta ne yhdessä muodostavat yhden kokonaisuuden. Siinä määrin kuin nämä epätavallisemmat valmistusmenetelmät tulevat kysymykseen, on keksinnön yhteydessä olennaista se, että valmiit palkistolaatat käyttäytyvät samalla tavoin kuin monoliitit.

Alakatoilla tarkoitetaan tässä ääntä eristäviä kattoja, joissa esimerkiksi taivutuskimmoisat levyt muodostavat yhtenäisen kerroksen, joka on tuettuna välimatkan päässä kantavan komponentin alapuolella siten, että levyt rajoittavat kantavan komponentin alapuolella olevan tilan alaspäin mentäessä.

Pehmeällä lattiapäällysteellä tarkoitetaan tässä yhteydessä ainakin jossain määrin kimmoisasti kokoonpuristuvia päällysteitä, joissa on yksi tai useampia tehtaalla valmistetuista laatoista tai rainoista muodostuvia kerroksia. Esimerkkeinä voidaan mm. mainita sekä nk. kuitumateriaalia olevat kokolattiamatot - erityisesti vaahtomuovi-tai vaahtokumipohjalla varustetut matot - sekä muovimatot, joiden ydin tai pohja on vaahtomuovia, paksut linoleumi- tai korkkimatot ennen kaikkea paksulla lattiapahvilla sekä kaikenlaisesta materiaalista muodostetulla kulutuspinnalla varustetut korkkilevyt.

Välipohjarakenne on kevyt silloin, kun sen neliömetripaino mukaanluettuna alakatto ja lattiapäällyste, on selvästi alle 200 kg/m2 ja ennen kaikkea alle 150 kg/m2. Tällainen kevyt välipohjarakenne on erityisen edullinen siitä syystä, että se vähentää rakennuksen rungon kantokykyvaatimuksia aikaansaaden siten pitkälle meneviä yksinkertaistuksia rakenteessa, jotka vaikuttavat edullisesti koko rakennuksen taloudellisuuteen. Tämän lisäksi tulee se lisäetu, että myös tällaiseen rakennukseen kuuluvilla palkistolaatoilla pitää luonnollisesti olla alhainen neliömetripaino, mikä helpottaa niiden käsittelyä ja liittämistä rakennuksen runkoon ja asettaa sitä paitsi vain kohtuullisia vaatimuksia rakennuspaikan nosturilaitteille.

3 66962

Erityisesti asumiskäyttöön tarkoitetuissa monikerrosrakennuksissa pitää huomattavan osan kaikista välipohjarakenteista kuitenkin täyttää tilaajan ja usein myös viranomaisten tietyt minimivaatimukset, jotka kohdistuvat kerrostasojen väliseen äänieristykseen. Näitä minimivaatimuksia asetettaessa erotetaan toisistaan ilmaääni ja askelääni, jotka, kuten tunnettua, ovat ominaisuuksiltaan erilaisia ja jotka tästä syystä pitää vaimentaa ainakin osittain erityyppisillä toimenpiteillä. Jopa erittäin korkeatkin ilmaäänieristysvaatimukset voidaan yleensä täyttää keveillä välipohjarakenteilla suuremmitta vaikeuksitta. Sitä vastoin ongelmat muodostuvat huomattavasti vaikeammiksi, kun kysymyksessä on askeläänieristys.

Välipohjarakenteiden askeläänieristyksen minimivaatimukset annetaan tavallisesti numeroarvoina, jotka saadaan soveltamalla tiettyjä mittausmenetelmiä. Vaikka nykyään tavallisesti käytetyt mittausmenetelmät antavat askeläänieristyskyvyn objektiiviset lukemat useilla askeläänitaajuuksilla - ovat ne kuitenkin osittain epätäydelliset, mikä näkyy siinä, että tietyissä tavallisissa välipohjarakenteissa askeläänieristyskyky arvioidaan subjektiivisesti selvästi vajaaksi huolimatta siitä, että mitatut arvot näyttävät, että objektiivisesti pitäisi täyttää hyvinkin korkeat vaatimukset. Tietyillä kokeilumielessä rakennetuilla, varsin keveillä välipohjarakenteilla on kyetty tavallisilla mittausmenetelmillä saamaan aikaan askeläänieristys, joka objektiivisesti täyttäisi ruotsalaisten viranomaisten asettamat kaikkein korkeimmatkin vaatimukset, jotka kohdistuvat askeläänieris-tykseen välipohjarakenteessa, joka erottaa kaksi päällekkäin olevaa asuntoa, mutta näitä välipohjarakenteita ei kuitenkaan hyväksytä käytännössä, koska askeläänieristys ymmärretään subjektiivisesti täysin riittämättömäksi ennen kaikkea taajuuksien ollessa alle noin 200 Hz.

Itse asiassa nykyään ei ole olemassa lainkaan kevyttä välipohjara-kennetta - missään tapauksessa ei johdannossa esitetyn kaltaista -joka sekä subjektiivisesti että objektiivisesti nähtynä omaa tyydyttävän äänieristyskyvyn niiden vaatimusten tyydyttämiseksi, joita asetetaan tai pitäisi asettaa välipohjarakenteelle asunnoiksi valmistetuissa monikerrosrakennuksissa ja tällöin ennen kaikkea huo- 66962 4 neistoja erottavissa palkistoissa.

Ainoa nykyisille rakennusalan ammattimiehille tunnettu varma tapa saada aikaan hyvä askeläänieristyskyky välipohjarakenteelle on muodostaa raskaita välipohjarakenteita - neliömetripainoltaan tavallisesti ainakin 300 kg/m2 ja usein huomattavasti enemmän. Silloin kun tällaisia palkistorakenteita ei rakenneta käyttämällä vähimmäispaksuudeltaan noin 15 cm paksuisia tavallisia raudoitettuja betoni-palkistolaattoja, pitää suuri neliömetripaino saada aikaan massaa lisäävillä lisätoimenpiteillä, esimerkiksi lisävaluilla, hiekkaker-roksilla tai nk. "uivilla lattioilla", mikä luonnollisesti aiheuttaa vaikeuksia. Myös käytettäessä paksuudeltaan noin 15 cm olevaa raudoitettua massiivista betonipalkistolaattaa, tarvitaan siihen pehmeä lattiapäällyste korkeimpien askeläänieristysvaatimusten täyttämiseksi. Kummassakaan tapauksessa ei luonnollisestikaan saavuteta niitä etuja, jotka kevyt välipohjarakenne mahdollistaa siinä mielessä, että rakennuksen runkoa voidaan yksinkertaistaa ja halventaa, koska välipohjarakenteen neliömetripaino huolimatta alakaton puuttumisesta muodostuu yli 350 kg/m2:ksi.

Ainoa mahdollisuus pienentää näitä suuria neliömetripainoja pitämällä samalla välipohjarakenteessa hyvä askeläänieristyskyky, jota mahdollisuutta ammattimies mahdollisesti voisi kokeilla, olisi täydentää pehmeällä lattiapäällysteellä päällystetty palkistolaatta johdannossa esitetyn tyyppisellä alakatolla, jolloin betonilaatan paksuus puhtaasti teoreettisesti voitaisiin edullisimmassa tapauksessa vähentää noin 8 cm:iin. Tällainen rakenne ei kuitenkaan kykenisi täyttämään kohtuullisia käytännön vaatimuksia, koska ohuemman betonilaatan maksimi jänneväli muodostuisi noin 2,5 m:ksi, eli menisi käytännössä vaadittavien jännevälien alarajan välittömään läheisyyteen. Käytännössä vaaditaan siis lähes poikkeuksetta massaa lisääviä jäykisteitä palkistolaatan alasivuun, josta seuraa se, että täydellisen välipohja-rakenteen neliömetripaino muodostuu huomattavasti yli 200 kg/m2:ksi, jotta päästäisiin edes lähelle noin 6 m jännevälejä, ja usein neliömetripaino ylittää jopa 300 kg/m2. Tällä tavoin saavutettavissa oleva neliömetripainon vähennys on siis käytännössä aivan liian pieni korvatakseen sen monimutkaisuuden, jonka alakaton käyttö aina aikaansaa.

5 66962

Keksinnön ratkaistavana oleva ongelma on aikaansaada täydellinen pal-kistorakenne, jonka avulla alhaisesta neliömetripainosta huolimatta -huomattavasti alle 200 kg/m2 jännevälien ollessa jopa noin 6 m -on poikkeuksellisen hyvä askeläänen eristyskyky - sekä subjektiivinen että objektiivinen. Tätä ongelmaa ratkaistaessa keksintö lähtee siitä tunnetusta tilanteesta, että pehmeät lattiapäällysteet käytännöllisesti katsoen eivät lainkaan vaimenna askelääntä alle 600 Hz taajuuksilla ja aikaisemmin määritellyn tyyppisillä alakattoraken-teilla saadaan useimmissa tapauksissa aikaan riittämätön vaikutus alle 250 Hz taajuuksilla, kun taas suuremmilla taajuuksilla molemmat antavat tällaisen jatkuvasti nopeammin kasvavan vaikutuksen, joka muodostuu erityisen huomattavaksi ja käyttökelpoiseksi taajuuksien ollessa noin 800 Hz ja sen yli. Edelleen keksintö lähtee siitä samoin tunnetusta seikasta, että ihmiskorvan herkkyys on suhteellisen heikko äänien taajuuden ollessa alle 50 Hz ja ennen kaikkea 20 Hz:n rajan alapuolella, mikä merkitsee sitä, että normaalisti ei tarvitse ryhtyä mihinkään toimenpiteisiin tällaisten hyvin pienitaajuisten äänien vaimentamiseksi.

Yllä mainitusta lähtökohdasta keksintö ratkaisee esitetyn ongelman siten, että välipohjarakenteen kantavaan komponenttiin kuuluvista palkistolaatoista jokainen hyvin alhaisesta neliömetripainosta huolimatta - joka tapauksessa alle 150 kg/m2 - omaa sellaiset ominaisuudet, että minkään sen pienehkön osan perusresonanssitaajuus ei ole alle 600 Hz ja ennen kaikkea ei myöskään alle 800 Hz, kun taas samanaikaisesti laatalla kokonaisuudessaan on perusresonanssitaajuus korkeintaan 50 hz ja ennen kaikkea korkeintaan 20 Hz varsinaisella jännevälillä.

On selvää, että juuri esitetty ongelmaratkaisu vaatii sellaisten palkistolaattojen käyttöä, joiden rakennemuoto on valittu kiinnittämällä suurta huomiota yhtäältä staattiseen kantokykyyn ja tosiaalta akustisiin vaatimuksiin, jolloin suhde laatan jännevälin suuntaan olevan jäykkyyden ja sen toimivan jännevälin välillä on luonnollisesti ratkaiseva alemman taajuuden kannalta. Varsin nopeasti voidaan havaita, että nimenomaan palkistolaatan rakennemuoto on ratkaiseva, sillä vaikkakin käytettäessä ominaispainoltaan alhaisempaa materiaa- 6 66962 lia kuin se betoni, jota normaalisti käytetään palkistolaatoissa, voidaan saada aikaan tiettyjä käytännön etuja, ei se yksinomaan voi johtaa mihinkään ehdottomaan ratkaisuun, koska tietyn rakenteen taivutuslujuus riippuu aina suuressa määrin siihen sisältyvän materiaalin kimmomodulista, joka vähenee tavallisesti voimakkaasti ominaispainon laskiessa.

Käytetyn palkistolaatan rakennemuodon suhteen asianlaita on siten, että olennainen osa käytettävästä vähäisestä materiaalimäärästä pitää käyttää laatan suuren vaakasuuntaisen ulottuvuuden aikaansaamiseksi, samalla vaatimus staattisesta kantokyvystä jännevälin suuntaan pitää täyttää toisen, samalla tavoin olennaisen materiaaliosan avulla. Tämä tarkoittaa sitä, että suurelta osalta kokonaisalaansa palkistolaatan paksuuden pitää välttämättä olla äärimmäisen pieni. Ensinäkemältä tällainen pieni paksuus suurella alueella näyttää olevan selvästi ristiriidassa sen aikaisemmin mainitun vaatimuksen kanssa, että palkistolaatan kaikissa vähäisemmissä osissa pitää olla korkea perus-resonanssitaajuus.

Keksinnön mukaisesti on kuitenkin mahdollista täyttää vaatimus suuresta perusresonanssitaajuudesta yhtäältä jakamalla pitkälle meneväs-ti palkistolaatan hyvin ohut pinta-alaosa ja toisaalta jäykistämällä samanaikaisesti palkistolaattaa kokonaisuudessaan kahteen toisiaan vasten edullisesti suorakulmaiseen suuntaan, ja tällöin edullisesti jännevälin suuntaan ja siihen nähden poikittaiseen suuntaan. Laatan taivutuslujuuden näihin molempiin suuntiin pitäisi tällöin olla mieluiten suunnilleen yhtä suuri, ja joka tapauksessa taivutuslujuuden poikkittaissuuntaan ei pitäisi olla pienempi kuin neljäsosa taivutuslujuudesta jännevälin suuntaan. Olennaisin on kuitenkin suhde pienten ohuiden laattaosien muodon ja paksuuden välillä ja suhde mainitun muodon ja niiden jäykisteiden pystysuuntaisen staattisen lujuuden välillä, jotka jäykisteet erottavat pienet ohuet laatta-osat toisistaan. Luonnollisesti alhaisen neliömetripainon kannalta on myös tärkeätä, että se osa palkistolaatan materiaalista, joka tarvitaan täyttämään staattinen kantokykyvaatimus jännevälin suuntaan käytetään samalla hyväksi optimaalisessa laajentamisessa mainittujen jäykisteiden muodostamiseksi.

7 66962

Keksinnön mukaisen välipohjarakenteen eräässä edullisessa suoritusmuodossa käytetään sen tyyppisiä palkistolaattoja, joilla mainitun alhaisen neliömetripainon lisäksi on sellainen yleismuoto, että kussakin laatassa on ainakin lähes tasapaksuinen levymäinen osa, jonka yläpinta on olennaisesti tasainen, kun taas sen alapinnassa on ruudukko vahvistuslaippoja, jotka ulottuvat pääasiallisesti yli koko levymäisen osan kahteen toisiinsa nähden suorakulmaiseen lujitussuun-taan siten, että ne rajoittavat väliinsä suuren määrän alaspäin avoimia, ainakin suuressa määrin nelireunaisia lokeroita, jotka sijaitsevat useissa yhdensuuntaisissa riveissä kumpaankin lujitussuuntaan, jolloin kunkin kyseisen lokeron yli levymäinen osa kiristyy "alapa-nelinä" merkityllä osalla, jossa on ensimmäisen lujitussuunnan kassa yhteensattuva ulottuvuusosuus ja toisen lujitussuunnan kanssa yhteen-sattuva ulottuvuusosuus, joista toinen on korkeintaan 50 % suurempi kuin ja edullisesti yhtä suuri kuin toinen, jolloin oleellista laatassa on se, että alapaneleiden pienin mitta on korkeintaan 20 kertaa suurempi kuin levymäisen osan ja alapanelin paksuuden neliöjuuri ilmaistuna cm:nä, mikä on alle 4 cm, ja että vahvistuslaippojen pienin korkeus ainakin puoliksi niin suuri kuin alapanelien mainittu pienin mitta.

Tässä on todettava, että keksinnön mukaiseen välipohjarakenteeseen edullisesti kuuluvien palkistolaattojen mainittu yleismuoto muistuttaa tietyssä määrin muotoa, jota jo vuosikymmeniä on sovellettu suuren neliömetripainon omaaviin betonipalkistolaattoihin. Näiden raskaiden palkistolaattojen kohdalla ei muoto kuitenkaan ole riippunut mistään akustisista näkökohdista eikä ennen kaikkea vaatimuksista saavuttaa tietty askeläänen eristyskyky laattoihin, vaan muoto on riippunut ainoastaan suurten jännevälien aiheuttamista staattisista näkökohdista. Näissä tunnetuissa palkistolaatoissa on askel-äänen eristyskyky saatu aikaan joko suurentamalla runsaasti levymäisen osan paksuutta tai se on saavutettu jälkikäteen "uiva lattia" tai vastaavaa tyyppiä olevien raskaiden ylälattiarakenteiden avulla. Lisäksi voidaan todeta, että niissä laajoissa kirjallisuustutkimuksissa, joita suoritettiin keksinnön esilletulon jälkeen tarkoituksena sen uutuuden vahvistaminen, on puhtaasti sattumalta löydetty ulko-kattolaattatyyppi, joka tiettyinä variantteina saattaisi mahdolli- 8 66962 sesti täyttää ne palkistolaattavaatimukset, joita keksintö asetaa. Näissä tunnetuissa ulkokattolaatoissa ei kysymys askeläänieristyk-sestä kuitenkaan ollut ylipäänsä aktuelli, vaan laatan muoto johtui ennen kaikkea staattisista, mutta osittan myös esteettisistä näkökohdista.

Keksinnön selvittämiseksi tarkemmin kuvataan seuraavassa selityksessä paria suoritusmuotoesimerkkiä viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on osittainen pystyleikkaus ensimmäisestä keksinnön mukaisesta välipohjarakenteesta.

Kuvio 2 esittää samaa rakennetta alhaalta nähtynä ja alakatto osittain poistettuna palkistolaatan alasivun esittämiseksi.

Kuvio 3 esittää suurennetussa mittakaavassa fragmentoidun pysty- leikkauksen itse palkistolaatasta, jossa on merkitty tiettyjä keksinnön kannalta olennaisia mittoja.

Kuvio 4 on osittainen pystyleikkaus toisesta keksinnön mukaisesta välipohjarakenteesta.

Kuvio 5 on pystyleikkaus nähtynä pitkin kuvion 4 linjaa v-v.

Kuvio 6 esittää osaa kuvioiden 4 ja 5 mukaisesti välipohjarakenteesta alhaalta nähtynä ja alakatto osittain poistettuna.

Kuvio 7 esittää suurennetussa mittakaavassa fragmentaarista pysty-leikkausta itse palkistolaatasta esittäen osan kuviosta 5 ja jolloin tiettyjä keksinnön kannalta olennaisia mittoja on merkitty.

Kuviossa 1 ja 2 esitettyyn välipohjarakenteeseen kuuluu kantavana komponenttina esivalmistettu palkistolaatta, jota yleisesti ottaen on merkitty viitenumerolla 10. Tämä palkistolaatta tukee yläsivul-laan lattiapäällystekerrosta 11, joka on esimerkiksi vaahtomuovipoh- 9 66962 jäinen muovimatto. Palkistolaatan alle on ripustettu alakatto, jota yleisesti ottaen merkitään viitenumerolla 12 ja joka muodostuu kahdesta kipsilevykerroksesta 12A ja 12B, joiden kummankin paksuus on noin 13 mm. Alakattoa 12 kannattaa ristikkorakenne, joka on liitetty yhteen sarjoilla keskenään ristikkäisiä teräslevyprofiileita 13 ja 14 ja ripustettu palkistolaattaan 10 taipuisien heilureiden 15 avulla, jotka ovat esimerkiksi teräsnauhaa tai teräslankaa, jolloin ripustus on sellainen, että palkistolaatan ja alakaton välinen liitos ei muodostu puskuliitokseksi. Vaihtoehtoisesti voitaisiin ristikkorakenne pitää kokonaan irrallaan palkistolaatasta 10 ja tukea sopivilla tuki-listoilla, jotka on järjestetty pitkin seiniä välipohjarakenteen alla olevan tilan ympäri. Tärkeätä on se, että alakatto olennaisen ilmatiiviisti rajoittaa palkistolaatan 10 alla olevan tilan alspäin mentäessä ja että alakattoon kuuluvat kipsilevyt 12A ja 12B kykenevät kutakuinkin esteettömästi suorittamaan taittumiskimmoisan kääntö-liikkeensä.

Itse palkistolaatassa 10 on ainakin lähes tasapaksuinen levymäinen osa 16, jonka yläsivu on olennaisesti tasainen, mutta sen alasivulla on vahvikelaippojen 17 ja 18 ruudukko, joka ulottuu koko levymäisen osan 16 yli kahteen toisiinsa nähden suorakulmaisesti ulottuvaan suuntaan siten, että laipat rajoittavat väliinsä useita alaspäin avoimia, nelireunaisia lokeroita, jotka ovat olennaisesti yhtä suuria ja sijaitsevat useissa yhdensuuntaisissa riveissä ulottuen kumpaankin kahteen vahvistussuuntaan. Kunkin tällaisen lokeron peittää tällöin levymäisen osan 16 pieni neliömäinen osa, jota nimitetään tässä "alapaneliksi". Tällaista alapanelia on merkitty viitemerkinnällä sp kuviossa 2, ja kaikki nämä alapanelit ovat keskenään yhtä suuria ja niiden sivumitta on s. Kuten kuviosta 3 edelleen ilmenee, on levymäisen osan 16 paksuus t, kun taas kaikkien vahvikelaippojen 17 ja 18 korkeus on h ja perusleveys b levymäisen osan 16 alasivun läheisyydessä.

Keksinnön mukaisesti on nyt t pienempi kuin 4 cm ja s on korkeintaan 20 kertaa suurempi kuin neliöjuuri t;stä ilmaistuna senttimetreinä, kun taas h on ainakin puoliksi niin suuri kuin s. Laippaleveys b on sitä paitsi sopivasti pienempi kuin levymäisen osan 16 kaksoispaksuus 10 66962 t. Lopuksi keksinnön mukaisen palkistolaatan neliömetripaino on alle 150 kg/m^. Näillä edellytyksillä palkistolaatan 1 resonanssi tai oma-taajuus on kokonaisuudessaan huomattavasti alle 50 Hz ja useimmissa tapauksissa noin 20 Hz, samalla kun alapaneleilla on resonanssitaa-juus, joka on selvästi yli 600 Hz ja itse asiassa hyvin lähellä tai yli 800 Hz.

Käytännössä voi esimerkiksi t olla 2,5 cm, b 4,0 cm, s 26,0 cm (siis selvästi pienempi kuin: 20 V 2,5), kun taas h voi olla 17,5 cm, joten palkistolaatan kokonaiskorkeudeksi tulee 20,0 cm. On kuitenkin huomattava, että alapanelin sp samaa kokoa voidaan periaatteessa soveltaa, vaikka paksuus t olisikin vain noin 1,7 cm. Eräs syy siihen, että s:n suuruus on valittu juuri arvoksi 26 cm on se, että vahvis-tuslaippojen välinen keskietäisyys vastaa tällöin rakennusteollisuudessa usein käytettyä perusmodulimittaa 3M = 30 cm. Asettamalla vah-vistuslaipat jokin verran tiiviimmin kuin perusesityksessä on esitetty, saadaan luonnollisesti myös aikaan suurempi lujuus sekä pal-kistolaatassa kokonaisuudessaan että alapaneleissa. Esimerkkinä valittu vahvistuslaippojen korkeus h pitäisi toisaalta voida valita 4,5 cm pienemmäksi ilman, että laatan akustiset ominaisuudet huononevat liian voimakkaasti. Esitetyssä esimerkissä voidaan tästä syystä laipan korkeuden ajatella olevan valittu ennen kaikkea ottamalla huomioon haluttu jänneväli, jonka edellytetään olevan jopa noin 3,5 m. Valmistusteknisistä syistä on usein edullista valita näin mitoitettujen jännevälien kohdalla vahvistuslaippakorkeus yhtä suureksi molempiin vahvistussuuntiin, vaikkakin sen pitäisi olla näin suuri ainoastaan jännevälisuuntaan.

Esitetyssä esimerkissä palkistolaatta 1 ajatellaan valetuksi hydrauliseen sideaineeseen perustuvasta valumassasta, joka kovetetussa tilassa on hieman huokoinen ja jonka ominaispaino on noin 1600 kg/m^, jonka lisäksi massa ajatellaan raudoitetuksi ainakin vahvistuslaippojen alareunan läheisyydessä. Tästä syystä voidaan arvioida tämän palkistolaatan neliömetripaino juuri annetuilla mitoilla noin 105 kg/m^. Tällöin pitäisi kuvioissa 1 ja 2 esitetyn välipohjarakenteen koko-naisneliömetripainon ola suuruusluokkaa 130 - 140 kg/m^. Samoin pitäisi sen askeläänieristyskyvyn olla samanarvoinen kuin sellaisen 11 66962 välipohjarakenteen, jossa kantava komponentti on 8,3 cm paksu, massiivinen ja raudoitettu betonilaatta, jonka alasivulla on jänneväli-suuntaan ulottuvia vahvistuksia vastaavan kantokyvyn aikaansaamiseksi ja joka samoin on varustettu samanlaisella pehmeällä lattiapäällys-teellä 2 ja saman tyyppisellä alakatolla 3 kuin kuvatussa esimerkissä. Tällaisen tähän mennessä tunnetuilla periaatteilla rakennetun täysin vertailukelpoisen välipohjarakenteen kokonaisneliömetripainon pitäisi olla noin 250 - 260 kg/m^, jolloin rakenne olisi siis lähes kaksi kertaa niin painava kuin keksinnön mukainen välipohjarakenne.

Kuvioiden 4-7 mukaisessa suoritusmuotoesimerkissä muodostetaan väli-pohjarakenteen kantava komponentti useista vierekkäin tuetuista pal-kistolaatoista 20, joiden suoritusmuoto on hieman modifioitu. Näiden palkistolaattojen yläsivulle on sijoitettu pehmeä lattiapäällyste 21, joka voidaan ajatella varsin paksuksi kokolattiamatoksi, jolloin se voi olla esimerkiksi neulematto, jossa on nk. vaahtomuovivohveli pohjana. Kantavan komponentin alasivuun on sitä paitsi järjestetty ala-katto 22, joka tässä tapauksessa muodostuu vain yhdestä kerroksesta ilmatiiviisti toisiinsa liitettyjä kipsilevyjä, joiden paksuus on noin 13 mm. Nämä kipsilevyt on kiinnitetty useihin nk. eristesalpoi-hin, jotka on järjestetty keskenään yhdensuuntaisesti noin 60 cm välimatkan päähän toisistaan palkistolaattojen 20 alasivuihin, osittain kantaviin kulmaprofiileihin 24, jotka on järjestetty välipohjarakenteen alla olevan tilan ympäri ulottuviin seiniin. Alakaton ulkoreunat on olennaisesti ilmatiiviisti liitetty näihin kulmaprofiileihin. Viitenumerolla 25 on kuviossa 5 esitetty osa tällaista seinää, joka toimii samanaikaisesti välipohjarakenteeseen kuuluvien palkistolaattojen 20 tukielimenä. Nk. eristesalvat 23 on muodostettu ohuesta teräslevystä siten, että alakaton muodostavien kipsilevyjen ja palkistolaattojen välinen liitos muodostuu jossakin määrin joustavaksi. Sitäpaitsi varsin taipuisat kiristyssalvat kiristyvät vapaasti kiin-nityspisteiden välissä palkistolaattoja vasten, jotka sijaitsevat noin 40 cm välimatkan päässä toisistaan. Tällöin alakatto 22 kuvioissa 4-6 toimii akustisessa tehtävässä, joka muistuttaa kuvioiden 1 ja 2 alakaton tehtävää, vaikkakaan se ei ole täysin yhtä hyvä.

Kuvioiden 4-6 mukaisen esimerkin palkistolaatat 20 eroavat aikai- 12 66962 semin kuvatun esimerkin palkistolaatoista 10 ensisijassa siinä, että niiden levymäisen yläosan 26 alasivussa on kaksi ryhmää vahvikelaip-poja, joilla on keskenään eri korkeudet, nimittäin ensimmäinen ryhmä jännevälisuuntaan nähden poikittain ulottuvia vahvikelaipoja 27 ja 28, joiden korkeus on alhaisempi h', ja toinen ryhmä jännevälisuuntaan ulottuvia vahvikelaippoja 29 ja 30, joilla on suurempi korkeus H. Matalammista laipoista viitenumerolla 28 merkityt seuraavat pal-kistolaattojen päätyreunoja ja korkeammista laipoista viitenumerolla 30 merkityt seuraavat palkistolaattojen pitkittäisreunoja. Korkeampien laippojen korkeus on palkistolaattojen päiden läheisyydessä pienempi, jotta se vastaisi matalampien, poikittaisten laippojen korkeutta, jolloin palkistolaippojen sijoittaminen rakennuksen rungon kantaville elementeille, esimerkiksi kantavalle seinälle 25, saadaan yksinkertaistetuksi. Molemmat vahvistuslaipparyhmät muodostavat olennaisesti säännöllisen verkoston tai ruudukon, joissa on alaspäin avoimia lokeroita, jotka tässä tapauksessa ovat suorakulmaisia siten, että kukin "alapaneli" - merkitty kuviossa 6 sp' - saavat suurimman mitan tai pituuden 1 poikittaisesti kohti palkistolaatan jänneväli-suuntaa ja pienimmän mitan tai leveyden w tähän jännevälisuuntaan.

Jos nyt 1 esitetyn esimerkin tapaan on korkeintaan 50 % suurempi kuin w, on keksinnön mukaisesti riittävää, että alapanelin koko tietyllä tavalla sovitetaan levymäisen osan 26 paksuuteen t', jolloin se vastaa alapanelin leveyttä w. Jos sen sijaan 1 jossakin tietyssä tapauksessa, jota kuitenkin mieluiten pitäisi välttää, olisi yli 50 % suurempi kuin w, olisi pakko tiukentaa w:n maksimikokovaatimuksia kenties 15 tai suorastaan 10:een 20 V t' sijasta akustisista näkökohdista tarpeellisen palkistolaatan lujuuden varmistamiseksi.

Kuvioiden 4-7 mukaisessa esimerkissä voidaan ajatella, että t' on 3,0 cm, kun taas d' on 4,0 cm. t':n arvon ollessa mainittu, pitäisi tällöin w:n voida olla noin 34,5 cm, mutta se voidaan ajatella valituksi ainoastaan 26 cmsksi sen seikan varmistamiseksi, että laatta saa vaadittavan lujuuden jännevälisuuntaan nähden poikittain, poikittaisten vahvistuslaippojen 27 ja 28 korkeuden h' voidaan ajatella olevan 15,0 cm, vaikka sen keksinnön mukaisesti pitäisi voida olla jonkin verran alhaisempi, nimittäin puolet w:stä. Jännevälin suuntaan 13 66962 ulottuvien vahvistuslaippojen 29 ja 30 korkeus h on olennaisesti suurempi kuin h', nimittäin ajatellussa tapauksessa 21,0 cm siitä syystä, että palkistolaatta 20 ylittää noin 5 m leveän jännevälin. Korkeampien vahvistuslaippojen 29 perusleveys voi sopivasti olla noin 7,0 cm. Samoinkuin edellisessä esimerkissä on kaikkiin lokeroihin muodostettu vaadittava kallistus.

Mainituilla mitoilla pitäisi itse palkistolaatan 20, jos se on valmistettu kuvioiden 1-3 mukaisen palkistolaatan 10 yhteydessä mainitusta materiaalista ja varustettu tarvittavalla raudoituksella, saada neliö-metripaino, joka on hieman yli 120 kg/m^ huolimatta suhteellisen suuresta jännevälistä. Tämä tarkoittaisi sitä, että kuvioiden 4-7 mukainen täydellinen välipohjarakenne mukaanluettuna pehmeä lattiapääl-lyste 21 ja suhteellisen yksinkertainen alakatto 22 saisi neliömetri-painon, joka on hieman alle 140 kg/m^. Tämän täydellisen välipohja-rakenteen askeläänieristyskyky vastaa sitä kykyä, joka aikaansaadaan välipohjarakenteella, jossa on sama lattiapäällyste ja alakatto sekä paksuudeltaan 8,6 cm oleva betonilaatta, joka kuitenkin riittävän jännevälin aikaansaamiseksi pitäisi varustaa voimakkailla, jännevälin suuntaan ulottuvilla vahvistuslaipoilla alasivultaan, josta syystä vertailukelpoinen välipohjarakenne saisi kokonaisneliömetripainon, joka olisi noin 160 kg/m^.

Esitetyistä esimerkeistä pitäisi selvitä, että keksinnön puitteissa voidaan suorittaa monia yksityiskohtamuutoksia menettämättä haluttua edullista akustista vaikutusta. On kuitenkin huomattava, että ne edut, jotka keksinnön mukainen palkistomuoto antaa, muodostuvat käytännössä huomattaviksi kohtuullisilla jänneväleillä - noin 6 metriin asti -ja plkistolaatan levymäisen osan 16 ja vastaavasti 26 paksuudella, joka on alle 4 cm. Suuremmalla jännevälillä nimittäin tarvittavien vahvistuslaippojen massa alkaa voimakkaasti dominoida, jolloin paino-säästö muodostuu yhä pienemmäksi ja vähemmän merkitykselliseksi. Levymäisen osan suuremmilla paksuuksilla tämän osan massa alkaa toisaalta dominoida alhaisemmalla jännevälietäisyydellä, ja tällä välillä muodostuu vaikeuksia, kun on tarkoitus varmistaa palkisto-laaten vähäisemmän perusresonanssitaajuuden yläraja.

Claims (5)

14 66962

1. Kevyt, hyvän askeläänieristyksen omaava välipohjarakenne käytettäväksi erityisesti asunnoiksi tarkoitetuissa monikerrosrakennuksissa, jossa rakenteessa useista vierekkäin tuetuista, esivalmistetuista palkistolaatoista (10, 20), joiden jänneväli on välillä noin 2 ja noin 6 m ja joiden yläpinta on käytännöllisesti yhtenäinen, yhteen-kootun staattisesti kantavan komponentin lisäksi on alakatto (12, 22), joka on tuettu välimatkan päähän kantavan komponentin alapuolelle, sekä edullisesti myös nk. pehmeä lattiapäällyste (11, 21) kantavan komponentin yläsivulla, tunnettu siitä, että kantavan komponentin muodostavien palkistolaattojen (10, 20) neliömetri- O paino on alle 150 kg/m ja samanaikaisesti ne ovat muodoltaan sellaiset, että välipohjalevyn perusresonanssifrekvenssi kokonaisuudessaan kuten myöskin välipohjalevyn jokaisen osan perusresonanssi-frekvenssi on frekvenssialueen 50 - 600 Hz ulkopuolella, edullisesti frekvenssialueen 20 - 800 Hz ulkopuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välipohjarakenne, tunnettu siitä, että palkistolaattojen (10, 20) yleismuoto on sellainen, että niissä kussakin on ainakin lähes tasapaksu, levymäinen osa (16, 26), jonka yläsivu on olennaisesti tasainen, kun taas sen alasivussa on vahvistuslaippojen (17, 18; 27 - 30) ruudukko, joka ulottuu pääasiallisesti koko levymäisen osan yli kahteen toisensa leikkaavaan vahvis-tussuuntaan siten, että ne rajoittavat väliinsä useita alaspäin avoimia lokeroita, jotka sijaitsevat useissa yhdensuuntaisissa riveissä kumpaankin vahvistussuuntaan, jolloin kunkin lokeron päälle levymäinen osa kiristää "alapanelina" merkityn osan (sp), jossa on ensimmäiseen vahvistussuuntaan ulottuva mitta (s tai 1) ja toiseen vahvistus-suuntaan ulottuva pinta (s tai w), joista ensin mainittu on korkeintaan 50 % suurempi ja edullisesti yhtä suuri kuin jälkimmäinen, jolloin alapanelien pienin mitta (s tai w) on korkeintaan kaksi kertaa suurempi kuin neliöjuuri levymäisen osan ja alapanelin paksuudesta (t) ilmaistuna senttimetreinä, joka paksuus on pienempi kuin 4 cm, ja vahvistuslaippojen pienin korkeus (h) on ainakin puoliksi yhtä suuri kuin alapanelien mainittu pienin mitta. 15 66962

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välipohjarakenne, tunnettu siitä, että ainakin joillakin palkistolaattojen (20) jännevälin suuntaan ulottuvilla vahvistuslaipoilla (29, 30) on suurempi korkeus (h) kuin muilla vahvistuslaipoilla (27, 28), jotka vahvistuslaipat ovat levymäisen osan (26) alasivulla.

1. Lätt bjälklagskonstruktion med god stegljudsisolering för an-vändning i flerväningsbyggnader, särskilt för bostadsbruk, vilken konstruktion förutom en statiskt bärande komponent sammansaat av ett antal sida vid sida uppburna, prefabricerade bjälklagsplattor (10, 20. med en spännvidd mellan ungefär 2 m och ungefär 6 m och med en praktiskt taget kontinuerlig översida omfattar ett undertak (12, 22), som är uppburet pS avstAnd under den bärande komponenten, samt företrädesvis ocksä en s.k. mjuk golvbeläggning (11, 21) pA den bärande komponentens översida, kännetecknad av, att de den bärande komponenten bildande bjälklagsplattorna (10, 20) har en ytvikt under 150 kg/m1 och samtidigt en sSdan utformning, att grund-resonansfrekvensen hos bjälklagsplattan i dess helhet sAväl som grundresonansfrekvensen hos varje del av bjälklagsplattan ligger utanför frekvenssomrAdet 50 - 600 Hz och företrädesvis utanför frekvensomrAdet 20 - 800 Hz. Bjälklagskonstruktion enligt krav 1, kännetecknad av, att bjälklagsplattorna (10, 20) har en sAdan generell formgiv-ning, att de var och en omfattar en Atminstone tillnärmelsevis jämn-tjock, skivformig del (16, 26), vars översida är i allt väsentligt pian, medan dess undersida uppvisar ett rutnät av förstyvnings-flänsar (17, 18; 27 - 30), som sträcker sig över i huvudsak hela den skivformiga delen i tvA varandra korsande förstyvningsriktningar pA sAdant sätt, att de mellan sig avgränsar en mAngfald i riktning nedAt öppna fack liggande i flera parallella rader i var och en av de bAda förstyvningsriktningarna, över vart och ett av vilka fack den skivformiga delen spänner med ett sAsom "subpanel" betecknat parti (sp), som har en med den ena förstyvningsriktningen sammanfallande dimension (s eller 1) och en med den andra förstyvningsriktningen samman-