FI70445C - Baerlag - Google Patents

Description

70445 Välipohja

Keksintö koskee lattiapalkistoon kuuluvaa välipohjaa tai vä-lipohjaelementtiä ja tarkemmin sanottuna sellaista välipohjaa tai välipohjaelementtiä, joka on kokoonpantu yhdensuuntaisista, jonkin matkan päässä toisistaan olevista kevyt-palkeista, jotka on valmistettu ohutlevystä, jonka paksuus ei ylitä 4 mm. Välipohja on rakennettu kantavaksi elementiksi kevytpalkeista, jotka on valmistettu ohutlevystä tai muista kevytpalkeista, jotka on kokonaan valettu solubetoniin. Solubetoni muodostaa tällöin myös pinta- ja täytemateriaalin välipohjan molemmille puolille. Lattiapalkisto on tarkoitettu käytettäväksi rajoittamaan rakennusten eri kerroksia ainakin jommaltakummalta puolelta, ylä- tai alapuolelta.

Paitsi että välipohjan täytyy kyetä kantamaan laskettu kuorma ilman että taipuma ylittää tiettyjä ennaltamäärättyjä arvoja, voidaan välipohjalle asettaa eri vaatimuksia. Sen täytyy tietenkin olla halpa ja helppo rakentaa, joskus ilman mainittavia laitteita ja ilman erikoiskoulutettua henkilöstöä. Muita vaatimuksia, joita usein asetetaan välipohjalle on, että sillä on oltava alhainen paino, se ei saa olla herkkä tulelle tai lämmölle, sen tulee olla ääntä- ja lämpöäeris-tävä. Kylmäsillat tulee voida välttää, jos välipohja erottaa eri lämpötilassa olevia huoneita. Lisäetuna voi mainita, että se ei läpäise kosteutta. Lisäkosteuseriste voi nimittäin tulla kalliiksi.

Teräspalkeista tai raudoitetusta betonista kokoonpannut välipohjat ovat usein esiintyviä rakenteita rakennuksissa, ennen kaikkea kun kuormat ovat suuria, kuten teollisuusrakennuksissa ym. Rakenteet ovat raskaita ja monimutkaisia valmistaa, varsinkin pientaloissa. Rakenteen painon vähentämiseksi voidaan julkaisun DE-AS 1 254 328 mukaisesti yhdistää teräslevy kevytbetoniin tai ruotsalaisen julkaisun 2 70445 SE-404 708 mukaan yhdistää raudoitusteräspalkkeja kevytbetoniin. Molemmissa tapauksissa voi teräs luonnollisesti kantaa vetojännityksiä, mutta kun näissä rakenteissa siirretään painejännityksen kantaminen miltei kokonaan kevytbetonin osalle muodostuvat rakenteet joko hyvin heikoiksi tai suhteellisen tilaa vieviksi.

Myös muita palkistomuotoja esiintyy, joissa yhdistellään palkkeja pintamateriaalien kanssa lattioiden ja kattojen muodostamiseksi kerrostasojen väliin, ja pintamateriaalista ja muista seikoista riippuen voidaan mahdolliset välit täyttää mineraalivillalla, solumuovilla tai vastaavalla.

Palkkien taivuttaminen ohutlevystä on voittanut yhä enemmän alaa ennen kaikkea niillä aloilla, joilla kuormitukset ovat rajoitettuja. Ruotsin valtion Teräsrakennuskomitean "Normer för tunnplätskonstruktioner 79" StBK-5, mukaan katsotaan ohutlevyksi teräs- ja alumiinilevy, jonka paksuus on alle 4 mm.

Ohutlevyrakenteen kuormituskykyä rajoittavat useinkin vähäisemmässä määrin materiaalin lujuusominaisuudet kuin osa-pintojen taipumus käyristymiseen ennenkaikkea, jos levyä rasittavat painerasitukset.Perinteinen Z- ja U-muotoinen ohut-levypalkki on suuressa vaarassa käyristyä sekä uumakohdas-taan että taivutetusta laipastaan kauan ennen kuin materiaalin myötöraja ylitetään. Jopa palkkien vääntymistä esiintyy.

Nyt on yllättäen ilmennyt, että käytännöllisesti katsoen voidaan poistaa välipohjien tai välipohjaelementtien käy-ristymis- tai kiertymistaipumus käyttämällä lattiapalkis-tossa kevytpalkkien ympärillä materiaalina solubetonia. Täten voidaan välipohjan kuormitusta lisätä merkittävästi samalla kun saadaan kantavia pintoja, tietty lämpö- ja ääni-eristys jne. Jos käytetään vaahtobetonia, ts. solubetonia, 70445 jossa on umpihuokoset, saavutetaan myös riittävä kosteus- eriste. Keksinnön mukainen välipohja tai välipohjaelementti tunnetaan pääasiallisesti siitä, että pintaa ja tilavuutta muodostavana aineena kevytpalkkien välissä on käytetty solu- 3 betonia, jonka tiheys on välillä 200 ja 900 kg/m , ja että kevytpalkit on peitetty solubetonin sisään tarkoituksella ennakolta estää käyristymistä ja vääntymistä. Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa tarkemmassa kuvauksessa, esimerkissä, patenttivaatimuksissa ja liitteenä olevissa neljässä kuviossa, joista kuvio 1 esittää leikkausta välipohjasta, joka koostuu pinta-raudoitetusta solubetonista ja ohutlevyistä tehdyistä Z-palkeista ja kuvio 2 esittää leikkausta välipohjaelementistä, joka koostuu vaahtobetonista ja suomalaisen patenttihakemuksen 802301 mukaisista palkeista, kuviot 3 ja 4 koekuormituksen alaisia "paljaita" ohutlevy-palkkeja ja vastaavasti välipohjaelementtiä, joka on tehty kahdesta ohutlevypalkista ja solubetonista.

On tunnettu tosiasia, että kevytpalkeissa 2, joissa uuma 5 tai laipat 6 ovat ohutlevyä, jonka ainepaksuus ei ylitä 4 mm, näiden käyristyminen tapahtuu ennen kuin kyseisen materiaalin teoreettinen aineen murtojännitys saavutetaan. On myös tunnettua, että tarvitaan suhteellisen pieniä voimia käyristymisen estämiseen. Keksinnön mukaisesti estetään käyristyminen uumassa 5 ja laipoissa 6 valamalla palkin 2 ympärille solubetonia 3. Solubetoni 3 saa sitä paitsi täysin täyttää palkkien 2 välisen alueen välipohjassa 1 tai välipoh jaelementissä 16. Tehdäänkö elementtiin palkisto vai ei, riippuu olosuhteista ja käytettävästä solubetonilaadusta.

Jos solubetoni 3 tehdään vaahdottamalla, kuten höyrykarkais-tu kaasubetoni, on tietenkin ainoa mahdollisuus yhdistää lattiapalkisto välipohjaelementeistä 16, jotka valmistetaan tehtaassa halutun pituisiksi ja asennetaan sitten paikan päällä.

70445

Toinen tapa valmistaa solubetonia 3 on käyttää lisähuokois-tusainetta sementti-vesiseoksessa ja sitten sekoittaa voimakkaasti ilmaa tähän seokseen sopivassa määrin. Jos halutaan lujempaa solubetonia 3, vähennetään sekoitusilmaa ja päinvastoin. Tiheys voidaan sopivilla lisäyksillä ja sopi- 3 valla koneella laskea arvoon 200 kg/m , mutta se voidaan 3 myös saada nousemaan arvoon 900 kg/m . On itsestään selvää, että jos halutaan aikaansaada niin alhainen lämmönjohtavuus-kerroin kuin mahdollista, täytyy tiheys pitää alhaisena, mutta silloin lujuuden kustannuksella. Solubetonia 3, joka on valmistettu puhaltamalla ilmaa sementti-vesiseokseen, jossa on lisähuokoistusainetta, on tapana nimittää vaahto-betoniksi. Vaahtobetonissa, päinvastoin kuin lämmössä laajenevassa solubetonissa, on umpihuokoset. Tämä voi olla eduksi, koska se ei päästä lävitseen kosteutta ja lattia-palkiston mahdollinen käsittely kosteuseristeen aikaansaamiseksi tulee sen vuoksi tarpeettomaksi. Vaahtobetöninen välipohja 1 voidaan koota välipohjaelementeistä 16 tai valaa kokonaisena paikalla. Muotista tulee välipohjan 1 keveydestä johtuen yksinkertainen ja valmistus vaahtobetonista on helppoa eikä vaadi monimutkaisia käsittelylaitteita. Pintahal-keamien estämiseksi on tapana pintaraudoittaa 4 solubetoni 3.

Tietyissä välipohjissa halutaan lämmönjohtavuuskertoimen olevan niin alhainen kuin mahdollista. Näin on laita esim. huviloiden kellari- tai ullakkovälipohjissa. Kylmäsiltojen välttämiseksi käytetään ohutlevypalkkeja 2, joissa on rei'itetty uuma, kuten esim. ruotsalaisen patenttihakemuksen 7700181-8 tai 7601416-1 mukaista palkkia. Solubetonin 3 paksuus tulee sovittaa sen tiheyden, kerroksen kantavuuden ja lämmöneris-tysvaatimusten mukaiseksi.

Esimerkki:

Jotta voitaisiin verrata, kuinka paljon välipohjaelementti 16, jossa on kaksi solubetoniin 3 valettua palkkia 2 kestää suhteessa kahteen palkkiin 2, joita ei ollut sisäänvalettu, tehtiin seuraava koe, kuviot 3 ja 4.

ti 70445

Neljä kappaletta Z-muotoisia kevytpalkkeja 2, tehtiin 2 mm:n teräslevystä. Palkkien 2 korkeus oli 200 mm ja pituus 5000 mm.

Ensimmäisessä, kuvio 3, kokeessa asetettiin kaksi palkkia 2 symmetrisesti ja vaakasuorasti kahdelle nelikulmaputkesta muodostuvalle tuelle 8 kohtisuoraan tukien 8 yhdensuuntaista pituussuuntaa vastaan. Tukien 8 välimatka oli 4700 mm ja palkkien 2600 mm. Palkkien 2 keskelle, 2250 mm:n etäisyydelle toisistaan ja yhdensuuntaisesti tukien 8 kanssa, sovitettiin ensin kaksi kuormatukea 9, ja näiden yläpuolelle palkkien 2 suuntaisesti ja näiden keskelle I-palkki 10. I-palkki 10 kuormitettiin kuormatukien 9 keskiväliltä asteittain painoilla 11, samalla kun palkkien 2 suurin taipuma mitattiin. Taipuma kasvoi suunnilleen suoraviivaisesti kuormituksen 11 mukana, nollasta 40 mm:iin 34,0 kN:lla. 38,0 kNrlla palkit 2 katkesivat käyristymisen vaikutuksesta.

Toisessa kokeessa, kuvio 4, valettiin palkit symmetrisesti solubetoniin 3 elementiksi 12, jonka leveys oli 1200 mm ja 3 korkeus 250 mm. Solubetonin 3 tilavuuspaino oli 516 kg/m ja se oli valmistettu siten, että veden, sementin ja huokois-tusaineen seokseen puhallettiin ilmakuplia erityisesti tarkoitusta varten kehitetyllä laitteella. Sekä elementin ylä-13, että alapintaan 14 valettiin raudoitusverkko 15 n. 5 mm pinnan 13, 14 alle. Koekuormitus tehtiin samalla tavalla kuin paljaillekin palkeille 2 edellä selostetun mukaisesti. On huomautettava, että sekä tuet 8 että kuormatuet 9 olivat 1200 mm pitkiä ja ulottuivat näin ollen koko elementin 16 leveydelle. Myös tässä tapauksessa kasvoi taipuma suunnilleen suoraviivaisesti kuorman kanssa nollasta 17 mm:iin 34,0 kN:n ja 27 mm:iin 49 kN:n kuormalla. Leikkausmurtuma tapahtui tukien 8 kohdalla 64,0 kN:ssa.

Esimerkki osoittaa, että solubetoniin 3 valetut palkit 2 kestävät kuorman, joka on melkein kaksinkertainen paljaisiin palkkeihin 2 verrattuna, taipuman ollessa suurin piir- 6 70445 tein puolet. Kevytpalkkien 2 teoreettisen myötörajakuormituksen ehjällä poikkileikkauksella on laskettu olevan 72,6 kN. Solu-betoni 3 jäykistää näin ollen kevytpalkkia 2 niin, että teräksen myötöraja-alueesta tässä tapauksessa voitiin käyttää hyväksi 88 %, kun luku paljailla palkeilla 2, joilla taipumista ei estetty millään tavoin, oli 52 %.

Claims (4)

7 70445

1. Välipohja (1) tai välipohjaelementti (16), joka on kokoonpantu yhdensuuntaisista, jonkin matkan päässä toisistaan olevista kevytpalkeista (2), jotka on valmistettu ohutlevys-tä, jonka paksuus ei ylitä 4 mm, tunnettu siitä, että pintaa ja tilavuutta muodostavana aineena kevytpalkkien (2) välissä on käytetty solubetonia (3), jonka tiheys on välillä 200 ja 900 kg/m"^, ja että kevytpalkit (2) on peitetty solubetonin (3) sisään tarkoituksella ennakolta estää käyristymistä ja vääntymistä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen välipohja (1) tai välipoh jaelementti (16), tunnettu siitä, että solubeto-ni (3) on vaahtobetonia, joka on solubetonia jossa on umpi-huokoset.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen välipohja (1) tai välipohjaelementti (16), tunnettu siitä, että ohut-levystä valmistettujen kevytpalkkien (2) uumat (5) on rei'itet-ty palkkien (2) kylmäsiltavaikutuksen vähentämiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen välipohja (1) tai välipoh jaelementti (16), tunnettu siitä, että vaahtobe- 3 tönin tiheys on korkeintaan 500 kg/m .