FI70973C - System foer foerankring av en limtraepelare - Google Patents

Description

70973 1 LiimapuupIlarin ankkurointijärjestelmä

System för förankring av en limträpelare 5 Keksinnön kohteena on liimapuupIlarin ankkurointijärjestelmä liimapuu-pilarin ankkurolmiseksi rakennuksen tai vastaavan perustukseen, kuten betonivaluun, johon järjestelmään kuuluu liitoskappaleet, jotka on kiinnitetty lllmapuupilarin alapäähän mainitun liimapuup11arin pituuden suuntaisiin reikiin kiinniliimatuilla pyöröteräksillä, ja joiden liitos-10 kappaleiden välityksellä mainittu lllmapuupilari on ankkuroitavissa kiinni betonivaluun kiinnivalettuihin ankkurointipultteihin.

Fuupilarien ja palkkien, erityisesti lllmapuupilarien ja -palkkien käyttö on rakennusteollisuudessa nykyään hyvin yleistä ja suosittua. Lllma-15 puun käytöllä rakennusten kantavissa rakenteissa saavutetaan useita etuja. Eräänä tärkeimmistä eduista etenkin suurissa rakennuskohteissa, kuten halleissa ja vastaavissa, voidaan pitää sitä, että näillä rakenteilla päästään suuriin jänneväleihln, jolloin pystytään muodostamaan suuria vapaita tiloja ilman välitukia. Lllmapuupilarien käyttöön rakennusten kan-20 tavina osina liittyy myös eräs juuri näille rakenteille ominainen ongelma. Tämä ongelma on pilarin ankkuroiminen rakennuksen perustukseen, kuten betonivaluun. Puupilarien yhteydessä ei voida käyttää samoja ankkurointi-tapoja kuin esimerkiksi teräksisten tai betonlpilarien yhteydessä. Tämä ongelma on yleisesti tiedostettu ja se on yritetty ratkaista useammalla-25 kln eri tavalla.

Lllmapuupilarien eräs ensimmäisiä ankkurolntltapoja oli sellainen, että betonivaluun on upotettu U-teräkset, jotka muodostavat eräänlaisen hoikin lllmapuupllarille. Lllmapuupilari pujotettiin sitten näiden terästen muo-30 doetamaan hoikkiin. Pilarin toimittaja on useimmissa tapauksissa kuitenkin eri kuin asennustyön tekijä. Tästä oli kuvatussa ankkurointijärjestel-mäesä seurauksena yhteensovittamisvaikeus. Holkki saattoi olla pilarille liian väljä, josta oli seurauksena pilarille kulmanmuutos tai lilan tiukka, jolloin asennuksessa jouduttiin käyttämään jopa lekaa tai vaseliinia. 35 Usein ei holkki myöskään ollut riittävän jäykkä pilarin tuentaa varten. U-teräskehikosta tuli usein erittäin painava ja kallis. Kehikon pilarin-puoleisen osan korkeus määräytyi puun pintapaineen mukaan. Tavallisesti 1 korkeus oli niinkin suuri kuin 600-1000 mm, mikä vaikeutti asennustyötä huomattavasti. Mainituista haittapuolista johtuen on edellä selostettu holkkikiinnitysjärjestelmä jäämässä kokonaan pois käytöstä.

2 70973 5 Eräs toinen ja edellistä selvästi kehittyneempi tapa pilarin kiinnittämiseksi rakennuksen perustuksiin on seuraavanlainen. Pilarin päähän porataan reiät, joihin pujotetaan ankkurointiteräksinä toimivat pyöröteräkset ja liimataan kiinni pilariin. Kun ankkurointtteräksenä on esim. Fe 37 R, määräytyy ankkurointiteräksen sallittu rasitus myötörajan mukaan. Tällai-10 sen teräksen lujuus on heikompi kuin sen tartunta puuhun. Pilariin kiinnitetyt teräkset ulottuvat sopivasti pilarin pään yli. Pilarin asennusvaiheessa teräkset valetaan betonin sisään. Näin muodostettu ankkurointi on käyttökelpoinen ja erittäin tukeva. Ankkuroinnin hyviä puolia ovat sen halpuus ja varmuus. Kiinnitys on lisäksi todella jäykkä, ja rasitukset 15 siirtyvät puusta suoraan betoniin ilman jatkoskohtia. Se edellyttää kuitenkin pilarien asennusta paikoilleen ennen valua. Pilarin tuenta oikeaan paikkaan ennen valun suorittamista voi näin ollen aiheuttaa ylimääräisiä ongelmia. Tässä ratkaisussa pilari tuetaan paikalleen muottilaudoituksen varaan jo ennen betonivalua, ja kiinnivalu tapahtuu sitten varsinaisen 20 valun yhteydessä. Perustuksiin voidaan kuitenkin tehdä myös ns. jälkivalu-kolot, jotka mahdollistavat sen, että perustukset voidaan tehdä valmiiksi ennen pilarin asennusta. Tämä on kuitenkin kustannuksia huomattavasti lisäävä toimenpide. Jos pilarit ovat lisäksi isokokoisia, on niiden tuenta vaikea suorittaa, koska ne siirtyvät helposti valun aikana.

25

Edellä kuvattua ankkurolntitapaa kehitettiin edelleen ja saatiin muodostumaan ns. hitsattava kiinnitys. Hitsattavassa kiinnityksessä valetaan betoniin kiinni teräslevy, jossa on valun sisään ulottuvat tartuntaraudat, jotka on kiinnitetty levyyn esimerkiksi hitsaamalla. Tämä teräslevy jää 30 betonivalun pintaan. Puupilarin alapäähän kiinnitetään valmiiksi jo tehtaalla teräskappale, joka on muodoltaan kuin "kenkälaatikon kansi" alassuin käännettynä. Tämä kanslmainen kappale kiinnitetään liimapuupilariin esim. pyöröteräksillä jotka on liimattu kiinni pilarin päähän porattuihin reikiin. Tämä kanslmainen kappale hitsataan sitten kiinni betoniin kiinni-35 valettuun teräslevyyn. Pilari voidaan siten asentaa paikoilleen perustusten valamisen jälkeen. Hitsaus on kuitenkin kallis ja lisäksi varsin epävarma kiinnitystäpä työmaaolosuhtelssa. Betoniin kiinnivalettu teräslevy 1 ei ole aina täysin oikeassa asennossa tai oikealla korkeudella. Sen johdos ta jää kansimaisen teräskappaleen ja betoniin kiinnivaletun teräslevyn väliin usein rako, joka joudutaan täyttämään hitsaamalla.

3 70973 5 Pylväiden ja pilarien ankkurointijärjestelmiä tunnetaan myös muista yhteyksistä. Esim. US-patenttijulkaisussa 3 999 353 on esitetty ankku-rointiratkaisu, joka on tarkoitettu kevyiden ja pienten rakenteiden korkeusaseman säätöön. Tällaisella ankkurointiratkaisulla ei kuitenkaan voida jäykistää esim. rakennuksen runkoa. SE-patenttijulkaisussa 315 099 10 on puolestaan esitetty betonipilareita varten tarkoitettu ankkurointi-ratkaisu, jossa on käytetty hyväksi hitsausta. SE-julkaisun 315 099 mukaista ankkurointia ei kuitenkaan voida soveltaa puupilareihin.

Esillä olevalla keksinnöllä saadaan aikaan parannus edellä kuvatuissa 15 tekniikan tason kiinnltysjärjestelmien epäkohdissa. Tämä toteuttamiseksi keksinnölle on tunnusomaista se, että yhtä lilmapuupIlaria kohti on kaksi liitoskappaletta, joista kukin liitoskappale käsittää kaksi pitkänomaista, poikkileikkaukseltaan suora-20 kulmion muotoista ja pituudeltaan lilmapuupilarin poikkileikkauksen leveyttä olennaisesti suurempaa teräskappaletta, jotka on kiinnitetty toisiinsa vierekkäin toisistaan välimatkan päähän siten, että niiden välissä on niiden pituuden suuntainen rako, 25 että kukin liitoskappale on kiinnitetty liimapuupilariin teräskappalei-den välisen raon läpi ulottuvilla pyöröteräksillä siten, että liitoskap-paleen pituuden suunta on sama kuin liimapuupilarin poikkileikkauksen leveyden suunta ja että liitoskappale ulottuu molemmin puolin liimapuupilarin poikkileikkauksen leveyden yli, 30 jolloin liimapuupilari on sovitettu poikkileikkauksensa leveyden kummaltakin puolelta ankkuroitavaksi säädettävästi teräskappaleiden välisen raon läpi ulottuviin mainittuihin ankkurointipultteihin.

35 Esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan useita etuja. Eräs tärkeimmistä eduista on kiinnityksen säädettävyys. Pilarin asento ja korkeus saadaan keksinnön mukaisella kiinnitysjärjestelmällä täsmälleen oikeaksi. Raken- 4 70973 1 nuksen perustukset voidaan tehdä valmiiksi ennen pilarien asennusta. Pilarien asennustapa on yksinkertainen ja asennuskustannukset varsin pienet. Keksinnön mukaista järjestelmää käytettäessä jää työmaalla suoritettava hitsaus pois, joten kiinnitys on erittäin luotettava.

5

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheiseen piirustukseen viittaamalla.

Kuviot 1A,B ja C esittävät keksinnön erästä suoritusmuotoa.

10

Kuviot 2A,B ja C esittävät keksinnön erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio IA esittää keksinnön mukaista kiinnitysjärjestelmää pilarin leveäl-tä suunnalta katsottuna eli kohtisuoraan pilarin poikkileikkauksen korke-15 utta H vastaan ja ilman betoniin liittyviä ankkurointipultteja, kuvio IB esittää kiinnitysjärjestelmää ankkuripultteineen pilarin kapealta suunnalta katsottuna eli kohtisuoraan pilarin poikkileikkauksen leveyttä B vastaan ja kuvio 1C esittää kiinnitysjärjestelmää alhaalta katsottuna. Liima-puupilariin 1 kiinnitetään jo tehtaalla teräksiset liitoskappaleet 3, joi-20 den välityksellä pilari 1 kiinnitetään rakennuksen perustuksiin. Yksi lii-toskappale muodostuu aina kahdesta, poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoisesta teräksestä 13 ja 14, jotka teräkset 13 ja 14 on liitetty toisiinsa sidekappaleilla 4. Sldekappaleet 4 on kiinnitetty esim. hitsaamalla teräksisten liitoskappaleiden 13 ja 14 kumpaankin päähän siten, että 25 terästen 13 ja 14 väliin jää rako pyöröteräksiä 2 varten, joilla liitoskappaleet 3 kiinnitetään kiinni pilariin 1, sekä ankkurointipultteja 6 varten, jotka on ankkuroitu kiinni perustuksiin. Liitoskappaleet 3 ovat pituudeltaan sellaisia, että ne ulottuvat riittävästi pilarin 1 poikkileikkauksen leveyden B yli molemmin puolin, jotta ankkurointipultit 6 voidaan 30 kiinnittää liltoskappaleislin 3.

Liitoskappaleet 3 kiinnitetään valmiiksi kiinni pilariin 1 jo tehtaalla siten, että liimapuupilariin 1 porataan pilarin pituuden suuntaiset reiät, joihin sovitetaan pyöröteräkset 2, jotka liimataan kiinni pilariin 1.

35 Pyöröteräkset 2 ulottuvat liitoskappaleiden muodostavien terästen 13 ja 14 välisestä raosta ja pyöröterästen 2 pään ja liitoskappaleiden 3 välissä käytetään edullisesti aluslevyjä 5 liitoskappaleiden 3 kiinnittämisek- 5 70973 1 si lujasti kiinni pilariin 1. Liltoskappaleita, jotka muodostuvat kahdesta poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoisesta teräksestä 13 ja IA, on edullisesti kaksi kappaletta pilaria 1 kohti. Liitoskappaleet 3 on sijoitettu siten, että ne ovat mahdollisimman lähellä pilarin 1 leveyden 5 B suuntaisia sivuja. Edullisimmin on liitoskappaleet 3 sovitettu järjestelmään siten, että ne ovat samassa tasossa pilarin 1 leveyden B suuntaisten sivujen kanssa, kuten kuvioissa on esitetty. Täsmällisemmin määritettynä on asennuksessa liitoskappaleiden 3 ulommaisten suorakulmioterästen IA ulkopinta samassa tasossa pilarin 1 mainittujen sivujen kanssa.

10

Liitoskappaleiden 3 tai paremminkin liitoskappaleet muodostavien terästen 13 ja IA muoto ja sijainti asennuksessa ovat keksinnölle olennaisia. Kuten edellä on jo mainittu, ovat teräkset 13 ja IA poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoisia. Teräkset 13 ja IA on lisäksi sovitettu liitokseen 15 siten, että niiden poikkileikkauksen suurempi mitta eli poikkileikkauksen korkeus, on samansuuntainen pilarin 1 pituuden kanssa. Liitoskappaleet 3 ovat näin ollen lujuusopillisestl oikeassa asennossa niihin vaikuttaviin voimiin nähden, jolloin ne ottavat rasitukset vastaan tehokkaasti samalla, kun niiden muodonmuutokset ovat erittäin pienet.

20

Pilarit 1 toimitetaan työmaille mainitunlaisilla liitoskappaleilla 3 varustettuina. Rakennuksen perustuksiin valetaan kiinni ankkurointipultit 6, joiden yläpäissä on kierteet. Ankkurointipulttien 6 kierteissä on kak-soismutterit 7 ja 9 sekä edullisesti näitä varten aluslevyt 8 ja 10. Ank-25 kurointipultit 6 valetaan kiinni rakennuksen perustuksiin siten, että niiden kierreosa jää perustusten yläpuolelle. Pulttien 6 alapäähän on edullisesti hitsattu kiinni teräksiset levyn kappaleet 11 pulttien 6 kiinnityksen varmistamiseksi betonivaluun. Levyn kappaleiden 11 tilalla voidaan käyttää myös teräskehikkoa, jolla varmistetaan pulttien 6 oikea asen-30 to ja sijainti toisiinsa nähden.

Kun pultit 6 on valettu kiinni rakennuksen perustuksiin, säädetään pulttien kierteissä olevat alemmat mutterit, säätömutterit 7 ja niiden alus-levyt 8 oikealle korkeudelle. Tämän jälkeen liitoskappaleilla varustettu 35 pilari 1 lasketaan säätömuttereiden 7 varaan. Liitoskappaleet 3 lepäävät tällöin säätömuttereiden 7 ja aluslevyjen 8 varassa. Tämän jälkeen liitoskappaleet 3 sidotaan kiinni ankkurointipultteihin 6 kiinnitysmuttereil- o 70973 1 la 9 ja aluslevyillä 10. Pilarien 1 paikalleenasennus on näin ollen erittäin nopea ja yksinkertainen toimenpide. Tällaisen liitoksen asennusväl-jyyden tulee luonnollisesti olla riittävän suuri. Työmaaolosuhteissa asen-nusväljyydet ovat yleisesti jopa yli 10 mm. Keksinnön mukaisella ratkai-5 sulia asennusväljyys saadaan helposti riittäväksi siten, että sidekappa-leet 4 tehdään riittävän isoiksi, jolloin liitoskappaleteräkset 13 ja 14 ovat tarpeellisen etäisyyden päässä toisistaan. Asennusväljyys liitoskap-paleiden 3 pituussuunnassa saadaan riittäväksi tekemällä liitoskappaleet 3 tarpeeksi pitkiksi.

10

Kuviossa 2A,B ja C on esitetty toinen suoritusmuoto keksinnön mukaisesta puupilarin ankkurointijärjestelmästä. Näiden kuvioiden mukainen rakenne vastaa muuten kuvioissa 1A,B ja C esitettyä rakennetta sillä poikkeuksella, että puupilariin 1 liimattuja pyöröteräksiä on tässä suoritusmuodossa 15 useampia. Pyöröterästen 2 lukumäärä riippuu siitä, millaisia rasituksia pilari 1 joutuu ottamaan vastaan. Pyöröteräkset voidaan järjestää pilarin sisään muullakin tavoin kuin kuviossa esitetyillä tavoilla. Mikäli pilarin mitat ovat suuret ja mikäli se joutuu ottamaan vastaan suuria kuormituksia, voidaan pyöröteräkset 2 järjestää liitoskappaleterästen 13 ja 14 20 väliin esimerkiksi useampaan riviin. Tämä on mahdollista, kun jätetään liitoskappaleterästen 13 ja 14 väliin riittävän suuri rako.

Keksintöä on edellä selostettu vain sen kuvioissa esitettyihin toteutta-misesimerkkeihin viitaten. Tällä ei kuitenkaan millään tavoin haluta ra-25 joittaa keksintöä vain näitä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

30 35

Claims (4)

7 p , , „ 70973

1. Liimapuupilarln ankkurointijärjestelmä liimapuupilarin (1) ankkuroimi-seksi rakennuksen tai vastaavan perustukseen, kuten betonivaluun, johon järjestelmään kuuluu liitoskappaleet (3), jotka on kiinnitetty liimapuupilarin (1) alapäähän mainitun liimapuupilarin (1) pituuden suuntaisiin 5 reikiin kiinniliimatuilla pyöröteräksillä (2), ja joiden liitoskappa-leiden (3) välityksellä mainittu liimapuupilari (1) on ankkuroitavissa kiinni betonivaluun kiinnivalettuihin ankkurointipultteihin (6), tunnettu siitä, 10 että yhtä liimapuupIlaria (1) kohti on kaksi liitoskappaletta (3), joista kukin llitoskappale (3) käsittää kaksi pitkänomaista, poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoista ja pituudeltaan liimapuupilarin (1) poikkileikkauksen leveyttä (B) olennaisesti suurempaa teräskappaletta (13,IA), jotka on kiinnitetty toisiinsa vierekkäin toisistaan välimatkan päähän 15 siten, että niiden välissä on niiden pituuden suuntainen rako, että kukin liitoskappale (3) on kiinnitetty liimapuupIlariin (1) teräs-kappaleiden (13,14) välisen raon läpi ulottuvilla pyöräteräksillä (2) siten, että liitoskappaleen (3) pituuden suunta on sama kuin liimapuu-20 pilarin (1) poikkileikkauksen leveyden (B) suunta ja että liitoskappale (3) ulottuu molemmin puolin liimapuupilarin (1) poikkileikkauksen leveyden (B) yli, jolloin liimapuupilari (1) on sovitettu poikkileikkauksensa leveyden 25 (B) kummaltakin puolelta ankkuroitavaksi säädettävästi teräskappaleiden (13,14) välisen raon läpi ulottuviin mainittuihin ankkurointipultteihin (6).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ankkurointijärjestelmä, tunnet-00 t u siitä, että mainitut liitoskappaleet (3) on sovitettu liimapuupilarin (1) alle vierekkäin siten, että liitoskappaleiden (3) ulommaisten suorakulmioterästen (14) liimapuupilarin (1) leveyden (B) suuntaisten sivujen ulkopinnat ovat samassa tasossa liimapuupilarin (1) vastakkaisten sivujen kanssa. 8 70973

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ankkurointijärjestelmä, tunnettu siitä, että kunkin liitoskappaleen (3) suorakulmioteräkset (13,14) on liitetty toisiinsa suorakulmioterästen (13,14) päihin hitsatuilla sidekappaleilla (4) siten, että suorakulmioterästen (13,14) poik- 5 kileikkauksen suurempi mitta, poikkileikkauksen korkeus, on yhdensuuntainen liimapuupilarin (1) pituuden kanssa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ankkurointijärjestelmä, tunnettu siitä, että liimapuupilarin (1) ankkurointi on säädet- 10 tävissä ankkurointipulteissa (6) olevilla, liitoskappaleiden (3) alapuolelle tulevilla säätömuttereilla (7) ja liimapuupilari (1) on kiinnitettävissä säädettyyn asentoonsa liitoskappaleiden (3) yläpuolelle tulevilla kiinnitysmuttereilla (9). 9 70973