FI96711C - Sideraudoite betonirakenteita ja liittorakenteita varten - Google Patents

Description

96711

Sideraudoite betonirakenteita ja liittorakenteita varten. -Stagarmering för betongkonstruktioner och samkonstruktioner.

5 Keksinnön kohteena on sideraudoite betonirakenteita ja liittorakenteita varten. Liittorakenne voi olla teräs-betoni-, betoni-betoni- tai puu-betoniliittorakenne.

Keksintö liittyy betonirakentamiseen. Betoni on materiaali) liominaisuuksiltaan hyvin puristusta kestävää, kun taas se halkeilee jo varsin pienillä vetorasituksilla. Perinteisesti betonirakenteen vetorasituksia siirtävät osat on raudoitettu terästangoilla (teräsbetoni) tai betoni on sidottu vetorasi-tukset siirtävään teräsrakenteeseen (teräs-betoniliittora-15 kenne). Edellisessä tapauksessa puristusta siirtävä betonirakenne liitetään vetovoimia siirtäviin' terästankoihin haka-raudoituksella, jälkimmäisessä tapauksessa betoni kiinnitetään teräsrakenteeseen vaarnoilla. Betonirakentamisen alkuaikoina nämä sideraudoitteet olivat pyörötankoja, joiden 20 päät taivutettiin tankojen ankkuroimiseksi. Valmistustekniikan kehittyessä teräsbetonirakenteissa ryhdyttiin käyttämään harjapintaisia betoniterästankoja, jolloin ankkurointi-taivutuksista päästiin eroon. Liittorakenteissa kehitettiin vastaavasti erilaisia automaattilaittein hitsattavia vaar-25 natappeja, esim. EP-patentti 0 469 337. Viimeaikoina on edelleen kehitetty useita erilaisia liittorakenteissa käytettäviä teräspalkkeja, joissa on rakenteellisin keinoin pyritty välttämään ylimääräistä työtä aiheuttavien vaarna-tappien käyttö, esim. FI-patentit 84847 ja 85745. Betoni-30 betoniliittorakenne on muodostettu upottamalla betoniele-menttipalkkiin betoniteräksestä taivutettuja U-hakoja. Puu-betoniliittorakenteen käytön esteenä on ollut mm. sopivan vaarnan puuttuminen.

35 Keksinnön tehtävänä on saada aikaan yksinkertainen raudoite, jota voidaan monipuolisesti käyttää leikkaus- ja työntövoimien siirtämiseen ja joka soveltuu käytettäväksi kaikkiin edellä mainittuihin käyttökohteisiin.

2 96711 Tämä tehtävä on keksinnön mukaisesti ratkaistu siten ja keksinnön mukainen sideraudoite on tunnettu siitä, että 5 sideraudoitteen lähtöaihiona on yksi tai useampi levymäinen kappale tai yksi tai useampi kourumainen profiili, että sideraudoitteeseen kuuluu väliosa ja kaksi sen päistä kulmittain ulkonevaa ulokeosaa, jotka ulokeosat on tarkoitettu liitettäväksi rakenneosaan kyseisen rakenneosan liittämisek-10 si betoniin, ja että ulokeosat on järjestetty ainakin pääosin vinottain sideraudoitteen sisältävään rakenteeseen kohdistuvaan pääleikkausrasitukseen nähden.

Tähän päästään valmistusteknisesti edullisesti leikkaamalla 15 levystä suoria tai erimuotoisia rainoja, joita voidaan taivuttaa U-muotoon käyttökohteeseen parhaiten soveltuvalla tavalla. Lähtöaihiona voidaan käyttää myös esim. L- U-, tai puoliympyräprofiilia tai kyseinen muoto voidaan aikaansaada sideraudoitteen valmistuksen yhteydessä. Keksinnön mukainen 20 raudoite voidaan myös valmistaa umpinaiseen muotoon syväve-tämällä se metallilevystä. Erityisesti suuria sideraudoit-teita valmistettaessa on edullista kasata ne osista tunnettua tekniikkaa käyttäen esim. hitsaamalla.

25 Keksinnön muita edullisia sovellutusmuotoja on esitty ali-vaatimuksissa.

Keksinnön mukaisen raudoitteen etuna on ennen kaikkea se, että sideraudoitteen jäykkyysominaisuuksia voidaan muunnella 30 erittäin helposti kappaleen leveydellä ja taivutuskulmilla. Levyrakenteen etuna on edelleen helppo hitsattavuus. Optimoituun, pieneen teräspoikkipinta-alaan voidaan edullisesti soveltaa automaattihitsausta, kuten tyssähitsausta. Poikkileikkauksen optimoinnista seuraa edelleen, että sideraudoite 35 voidaan hitsata ohutlaippaiseen teräsprofiiliin. Sideraudoite voidaan kiinnittää myös liimaamalla, itseporautuvilla ruuveilla tai ammuttavilla nauloilla. Ruuveja tai nauloja käytettäessä sideraudoite varustetaan tätä tarkoitusta 3 96711 varten rei'illä joko suljetun profiilin alalaippaan tai sideraudoitteessa olevaan poikittaiseen ulokeosaan. Side-5 raudoite voidaan liittää myös rei'itettyyn ankkurointiosaan.

U-muotoon taivutettu sideraudoite tai kartiomuotoiseksi puristettu suljettu profiili on edelleen varastoinnin ja kuljetusten kannalta edullinen, koska raudoitteita voidaan 10 pinota päällekkäin. Keksinnön mukainen raudoite voidaan helposti muotoilla sellaiseksi, että se pysyy vaakapinnalla pystyssä ilman tukea, mikä helpottaa hitsaustyötä liittora-kennetyömaalla.

15 Keksintöä voidaan aikaisemmista rakenteista poiketen soveltaa niin teräsbetonirakenteen leikkausraudoitteena, teräsrakenteen rakenteellisena ristikko-osana kuin teräs-betoni-, betoni-betoni- tai puu-betoniliittorakenteen vaarnasiteenä.

20 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisissa piirustuksissa esitettyihin keksinnön edullisiin sovellutusesimerkkeihin.

Kuviot 1-5 esittävät esimerkkejä keksinnön mukaisista 25 sideraudoitteista, jolloin a:11a merkityt kuviot esittävät raudoitetta suoraan edestä nähtynä, b:llä merkityt kuviot raudoitetta "* sivulta nähtynä ja c:llä merkityt kuviot rau- doitteen lähtöaihiota.

30

Kuvio 6a esittää raudoitteen käyttöä vaarnasiteenä teräs-betoniliittopalkissa sivulta nähtynä.

Kuvio 6b esittää leikkausta pitkin kuvion 6a viivaa VI - VI. 35

Kuvio 7a esittää liittorakenteessa käytettävää teräspalkkia sivulta nähtynä.

4 96711

Kuvio 7b esittää leikkausta pitkin kuvion 7a viivaa VII-VII.

5 Kuvio 8a esittää sivulta nähtynä teräsbetonipalkkia jossa keksinnön mukainen sideraudoitus on liitetty väli-pohjaelementtien asennusaikaiseen tukeen.

Kuvio 8b esittää leikkausta pitkin kuvion 8a viivaa 10 VIII - VIII.

Kuvio 9a esittää keksinnön erään sovellutusmuodon mukaista sideraudoitetta sivulta nähtynä.

15 Kuvio 9b esittää leikkausta pitkin kuvion 9a viivaa IX - IX.

Kuvioissa 1 - 5 on esitetty esimerkkejä keksinnön mukaisesta sideraudoitteesta betonirakenteita ja liittorakenteita varten. Keksinnön mukainen sideraudoite on muodostettu 20 levymäisestä kappaleesta 1, joka on taivutettu vähintään kahdesta kohdasta 2 siten, että muodostuu väliosa 3 ja kaksi sen päistä kulmittain ulkonevaa ulokeosaa 4.

Suoraviivaisia taivutuksia, jotka on kuvioissa 1c - 4c 25 esitettyihin lähtöaihioihin merkitty viitenumerolla 2, käytettäessä lähtöaihion 1 muodostaa tasomainen ja tasalevyinen suora levyraina. Sideraudoitteelle haluttavista kulmista * · ·· .. ·· riippuen lahtoaihion 1 voi muodostaa myös tasomainen levyraina, johon kuuluu keskimmäinen rainaosa 3 sekä sen molem-30 mistä päistä kulmittain ulkonevat sivurainaosat 4. Leikattaessa lähtöaihio 1 levystä on edullista järjestää leikkaus-työn vähentämiseksi siten, että keskimmäisen rainaosan 3 pitkittäissivut 5, 6 ovat samanpituisia.

35 Tarvittaessa sideraudoitteen ulokeosat 4 voidaan lisäksi yhdistää yhdellä tai useammalla lisäväliosalla, kuten kuvioissa 5a ja 5b esitetyssä sideraudoitteen sovellutusesimerkissä, jossa sideraudoite on muodostettu syvävetä-.· mällä, on esitetty.

5 96711

Keksinnön mukainen raudoite valmistetaan siten leikkaamalla levystä suora tai muunmuotoinen raina, joka taivutetaan tai 5 syvävedetään halutulla tavalla. Raudoitteen jäykkyysominai-suuksia voidaan helposti muunnella muuttamalla levyrainan leveyttä ja väliosan 3 ja ulokeosien 4 välisiä taivutus-kulmia.

10 Väliosa 3 voidaan tarvittaessa muodostaa yhteiseksi usealle, yleensä useammalle kuin kahdelle ulokeosalle 4 (ei esitetty).

Ulokeosien 4 ohella myös väliosa tai -osat 3 voidaan jär-15 jestää ainakin pääosin vinottain sideraudoitteen sisältävään rakenteeseen kohdistuvaan pääleikkausrasitukseen nähden.

Sideraudoitteen rakenneosaan liittämisen helpottamiseksi on eräissä tapauksissa edullista varustaa ulokeosien 4 vapaat 20 päät poikittaisella ulokkeella (ei esitetty).

Kuvioissa 6a ja 6b on esitetty teräs-betoniliittopalkki, jossa keksinnön mukainen raudoite sitoo betonin 7 teräsrakenteeseen 8. Liittorakenteen taipuessa betoni 7 pyrkii 25 liukumaan irti teräsrakenteesta 8, jolloin betoni 7 työntyy keksinnön mukaista raudoitetta vastaan, pyrkien taivuttamaan sitä. Samalla kun betoni 7 puristuu raudoitetta vastaan se pyrkii nousemaan irti teräs-betonisaumasta.

30 Raudoitteiden määrä ja sijainti mitoitetaan näiden teräsbetoni liukupinnassa vaikuttavien työntövoimien mukaan. Taivuttamalla sideraudoitteen väliosa 3 ja ulokeosat 4 erilaisiin kulmiin voidaan helposti säätää sekä raudoitteen taivutusjäykkyyttä että betoniin 7 syntyvää paikallista 35 puristusrasitusta. Lisäämällä työntövoimaa vastaan vaikuttavaa raudoitepintaa voidaan pienentää betonin 7 puristusrasituksia. Vastaavasti raudoitteen jäykkyys työntövoimien aiheuttamaa taivutusrasitusta vastaan pienenee kun sideraudoitteen ulokeosia 4 taivutetaan näin.

» 6 96711

Raudoitetta vastaan vaikuttavat suuret betonin puristus-rasitukset pyrkivät jakaantumaan ympäröivään betoniin, 5 aiheuttaen samalla sivusuuntaisia halkaisuvoimia. Siderau-doitteen ulokeosien 4 ja myös väliosien 3 vinojen pintojen avulla nämä betonissa 7 vaikuttavat halkaisuvoimat voidaan suurelta osin siirtää sideraudoitteen suljetun sisäpinnan kautta, jolloin väliosa 3 pitää betonin koossa suurista 10 halkaisuvoimista huolimatta vaikka sideraudoite sijaitsisi lähellä betonilaatan reunaa. Samalla väliosa 3 estää betonirakennetta nousemasta irti teräsrakenteen pinnasta.

Yleensä vapaasti tuetuissa liittopalkeissa pyritään käyttä-15 mään mahdollisimman jäykkiä liitoksia, jolloin niiden määrä voidaan minimoida. Jatkuvissa rakenteissa tulee kuitenkin ottaa huomioon myös betonin kutistumisesta ja lämpöliikkeistä syntyvät pakkovoimat, tällöin on edullista käyttää joustavampia sideratkaisuja, joilla voidaan vähentää pakkovoi-20 mien betoniin aiheuttamaa halkeilua. Tällaisiin tapauksiin keksinnön mukaisen sideraudoitteen jäykkyyttä voidaan helposti säätää esim. taivutuskulmia muuttamalla.

Kuvioissa 7a ja 7b on esitetty liittorakenteen teräspalkki 25 8, jonka varaan rakennustyömaalla asennetaan välipohjaele- elementit. Elementtien saumavalujen yhteydessä teräspalkki valetaan betonin 7 sisään, jolloin sideraudoite toimii vaar-narakenteena, jonka avulla teräspalkki 8 ja valettu betoni 7 saadaan toimimaan yhdessä. Keksinnön mukainen raudoite toi-30 toimii vaarnana sekä ulokeosien 4 että ennenkaikkea väli- osien 3 osalta, missä betoniin liittorakenteen taivutuksesta syntyvät puristusrasitukset ovat suurimmillaan. Kuvan mukaisessa edullisessa sovellutusesimerkissä keksinnön mukainen raudoite lisää välipohjaelementtien asennuksen aikana 35 teräspalkin taivutusjäykkyyttä muodostaessaan teräspalkin 8 sivuille jatkuvan ristikkorakenteen.

Kuviot 8a ja 8b esittävät teräsbetonirakennetta, jossa keksinnön mukainen raudoite toimii sekä palkin leikkaus- « 7 96711 raudoitteena että välipohjaelementtien asennuksen aikaisen kantavan leukarakenteen ankkurointisiteenä. Palkin puristus-5 puolen raudoitus on liitetty keksinnön mukaisiin siderau-doitteisiin. Teräsbetonipalkki raudoitetaan ja valmistetaan muutoin käyttämällä tunnettua tekniikkaa.

Sideraudoitteen lähtöaihiona 1 voi olla yksi tai useampi 10 levymäinen kappale tai yksi tai useampi kourumainen profiili, kuten L- U- tai puoliympyräprofiili. Kuvioissa 9a ja 9b esitetyssä sovellutusesimerkissä sideraudoite on muodostettu taivuttamalla lähtöaihiosta, jonka muodostaa tasomainen ja tasalevyinen suora levyraina. Tässä tapauksessa lähtöaihion 15 voi muodostaa myös L-profiili.

Kuvioissa 9a ja 9b esitetyn sideraudoitteen etuna on se, että näin muodostettu sideraudoite toimii samalla tavalla molempiin sideraudoitteen sisältävään rakenteeseen kohdistu-20 van pääleikkausrasituksen suuntiin nähden. On huomattava, että tällaiseen rakenteeseen päästään myös liittämällä sopivasti yhteen kaksi esim. kuvion 4 mukaista sideraudoi-tetta.

25 Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole tarkoitettu mitenkään rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan soveltaa patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti.

Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaista sideraudoi-tetta voidaan käyttää esimerkiksi ankkuroitaessa kiinnitys-30 levyjä betoniin tai siirrettäessä suuria leikkausvoimia konsolirakenteissa. Kuvion 8 mukainen leikkausraudoite voidaan ankkuroida myös muulla tavalla kuin hitsaamalla leukarakenteeseen. Sideraudoitteen ulokeosien 4 vapaat päät voidaan esimerkiksi varustaa tapeilla tai poikittaisilla 35 ulokkeilla.

t

Claims (10)

1. Sideraudoite betonirakenteita ja liittorakenteita varten, tunnettu siitä, että sideraudoitteen lähtöaihiona (1) on yksi tai useampi levymäinen kappale tai yksi tai useampi kourumainen profiili, että sideraudoitteeseen kuuluu väliosa (3) ja kaksi sen päistä kulmittain ulkonevaa uloke- 10 osaa (4), jotka ulokeosat on tarkoitettu liitettäväksi rakenneosaan kyseisen rakenneosan liittämiseksi betoniin, ja että ulokeosat (4) on järjestetty ainakin pääosin vinottain sideraudoitteen sisältävään rakenteeseen kohdistuvaan pää-leikkausrasitukseen nähden. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että lähtöaihion (1) muodostaa tasomainen ja tasalevyinen suora levyraina.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että lähtöaihion (1) muodostaa tasomainen levyraina, johon kuuluu keskimmäinen rainaosa, joka muodostaa mainitun väliosan (3) sekä sen molemmista päistä kulmittain ulkonevat sivurainaosat, jotka muodostavat maini- 25 tut ulokeosat (4).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että keskimmäisen rainaosan (3) pitkit-täissivut (5, 6) ovat samanpituisia. 30

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että ulokeosat (4) on lisäksi yhdistetty yhdellä tai useammalla lisäväliosalla.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että sivurainaosat (4) ja/tai keskimmäinen rainaosa (3) ovat kourumaisia. t 96711

7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että sideraudoite on muodostettu 5 liittämällä yhteen kaksi sideraudoitetta siten, että näin muodostettu sideraudoite toimii samalla tavalla molempiin sideraudoitteen sisältävään rakenteeseen kohdistuvan pää-leikkausrasituksen suuntiin nähden.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että väliosa (3) on järjestetty yhteiseksi usealle ulokeosalle (4).

8 96711

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen sideraudoite, 15 tunnettu siitä, että väliosa tai -osat (3) on järjestetty ainakin pääosin vinottain sideraudoitteen sisältävään rakenteeseen kohdistuvaan pääleikkausrasitukseen nähden.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen sideraudoite, tunnettu siitä, että ulokeosien (4) vapaat päät on varustettu poikittaisella ulokkeella. • · • · 96711