FI97987C

FI97987C - frame structure

Info

Publication number: FI97987C
Application number: FI924127A
Authority: FI
Inventors: Tonu Keskkuela
Original assignee: Sepa Oy
Priority date: 1992-09-15
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 1997-03-25
Also published as: FI97987B; FI924127A0; FI924127A

Description

9798797987

RUNKORAKENNEBODY STRUCTURE

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty runkorakenne.The invention relates to a frame structure as defined in the preamble of claim 1.

5 Nykyisin naulalevyristikoista tehdään halleja ja vastaavia suuria teollisuusrakennuksia ja varastoja pääasiassa kahdella tavalla. Toisissa naulalevyristi-koita käytetään vain kattorakenteiden kantavina osina ja rakennuksen seinät tehdään erillisistä perustuksiin 10 tukeutuvista palkeista, pylväistä tai vastaavista.5 Today, nail plate gratings are turned into halls and similar large industrial buildings and warehouses in two main ways. In others, nail plate cross-members are used only as load-bearing parts of roof structures and the walls of the building are made of separate beams, columns or the like resting on the foundations.

Toisessa tunnetussa sovelluksessa sekä seinien että katon kantavana rakenteena on naulalevyristikot ja tällöin kaarevamuotoinen rakennettavan tilan yli ulottuva naulalevyrakenne koostuu kahdesta jäykästä naula-15 levyristikkorakenteesta, jotka liitetään toisiinsa nivelellä samoin kuin toisista päistään nivelellä perustuksiin. Näin on saatu riittävän luja ja laskennallisesti hallittava kokonaisuus.In another known application, the load-bearing structure of both the walls and the roof is nail plate trusses, in which case the curved nail plate structure extending over the space to be built consists of two rigid nail-15 plate truss structures which are hinged to each other as well as hinged to the foundations. In this way, a sufficiently strong and computationally manageable entity has been obtained.

Tunnetussa tekniikassa on kuitenkin merkittä-20 viä epäkohtia. Käytetyt nivelrakenteet rajoittavat saavutettavia vapaita jännevälejä ja rakenteista tulee suhteellisen painavia ja kalliita. Samoin niiden koostuessa kahdesta osasta, jotka on teollisesti valmistettava naulalevytekniikalla, niiden kuljetus käyttöpai-25 kalle on usein hankalaa. Ongelmana on myös, että ristikoiden väli joudutaan pitämään suhteellisen pienenä, suuruusluokkaa 1-2 metriä, mikä johtuu sekä yksittäisten sauvojen että koko rakenteen nurjahdusherkkyydestä. Näin rakennusten sivuseiniin ei voida tehdä 30 suuria oviaukkoja, mikä merkittävästi haittaa rakennusten käyttöä.However, there are significant drawbacks to the prior art. The articulated structures used limit the free spans that can be achieved and the structures become relatively heavy and expensive. Likewise, when they consist of two parts that have to be manufactured industrially with nail plate technology, their transport to the place of use is often difficult. Another problem is that the distance between the trusses has to be kept relatively small, on the order of 1-2 meters, which is due to the buckling sensitivity of both the individual bars and the whole structure. In this way, it is not possible to make 30 large door openings in the side walls of buildings, which significantly impairs the use of the buildings.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen naulalevyristikkotekniikkaa 35 hyväksi käyttävä runkorakenne, joka on tunnettua tekniikkaa edullisemmin ja monipuolisemmin sovellettavissa erilaiseen rakentamiskäyttöön.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a novel frame structure utilizing the nail plate grid technique 35, which is more advantageous and versatile than the known technique for various construction applications.

2 979872,97987

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.With regard to the features characteristic of the invention, reference is made to the claims.

Keksinnön mukaiseen runkorakenteeseen kuuluu kantavana rakenteena toimivat kehämäiset naulalevyris-5 tikot, jotka muodostavat sekä kantavat kattoristikot että kattoristikoita kannattavat perustuksiin tukeutuvat seinäristikot, jolloin kattoristikko ja molemmat seinäristikot on liitetty yhteen jäykäksi kehämäiseksi kokonaisuudeksi. Näitä kehämäisiä naulalevyristikoita 10 sijoitetaan sitten etäisyydelle toisistaan suhteellisen tasavälein rakennuksen pituuden edellyttämä määrä.The frame structure according to the invention comprises circumferential nail plate trusses acting as a load-bearing structure, which form both load-bearing roof trusses and foundation-supporting wall trusses supporting the roof trusses, the roof truss and both wall trusses being joined together into a rigid circumferential whole. These circumferential nail plate grids 10 are then spaced apart at relatively even intervals in the amount required by the length of the building.

Keksinnön mukaisesti kaksi jäykän kehämäisen kokonaisuuden muodostavaa naulalevyristikkoa on yhdistetty rinnakkain toisiinsa jäykäksi kokonaisuudeksi, 15 kaksoisnaulalevyristikkorakenteeksi. Näin ristikon yksittäiset sauvat saadaan vahvistetuksi siten, että estetään yksittäisten sauvojen nurjahdukset.According to the invention, the two nail plate trusses forming a rigid circumferential whole are connected in parallel to each other into a rigid whole, a double nail plate grid structure. In this way, the individual bars of the lattice are reinforced in such a way as to prevent buckling of the individual bars.

Edullisesti ristikot on kiinnitetty toisiinsa sopivien välikappaleiden välityksellä eli ristikoiden 20 väliin on järjestetty sopivasti etäisyydelle toisistaan sopivan kokoisia välikappaleita, joiden välityksellä ristikot on esim. naulattu toisiinsa kiinni jäykäksi kokonaisuudeksi.Preferably, the grids are fastened to each other by means of suitable spacers, i.e. spacers of suitable size are arranged between the grids 20 at a suitable distance from each other, by means of which the grids are e.g. nailed together into a rigid whole.

Välikappaleena käytetään edullisesti ristikon 25 paarteiden tai sauvojen paksuisia ja levyisiä puukappaleita. Niiden pituus voi tapauskohtaisesti vaihdella siten, että esim. ristikon sauvoihin, joihin kohdistuu suurimmat puristavat rasitukset, sijoitetaan kahden vierekkäisen sauvan väliseen tilaan koko matkalle ulot-30 tuva välikappale. Sauvaparin, johon kohdistuu vähemmän puristavia voimia, väliin voidaan sijoittaa sen pituudesta riippuen yksi tai useampia lyhyitä palikoita välikappaleiksi. Erityisesti niissä sauvapareissa, joihin kohdistuu ainoastaan vetojännityksiä, ei väli-35 kappaleita välttämättä tarvita.Wooden pieces thick and wide of the trusses or bars of the truss 25 are preferably used as the spacer. Their length can vary from case to case, so that, for example, a spacer extending the entire distance is placed in the space between two adjacent rods on the bars of the truss which are subjected to the greatest compressive stresses. Depending on its length, one or more short blocks may be placed as spacers between a pair of rods subjected to less compressive forces. Especially in those pairs of rods which are subjected only to tensile stresses, intermediate pieces 35 are not necessarily required.

Samalla tavoin ristikon sekä katto-osan että seinäosien paarteissa voidaan käyttää eri mittaisia 3 97987 välikappaleita sopivilla etäisyyksillä toisistaan rakenteeseen kohdistuvien kuormitusten edellyttämällä tavalla ja tiheydellä.Similarly, 3 97987 spacers of different lengths can be used at the appropriate distances from the trusses of both the roof section and the wall sections in the manner and density required by the loads on the structure.

Kiinnitettäessä keksinnön mukaiset kehämäiset 5 naulalevyristikkorakenteet jäykästi perustukseen voidaan kiinnityksessä käyttää sinänsä erikseen tunnettuja välineitä ja menetelmiä. Eräs hyväksi havaittu kiinnitystäpä on esitettynä hakijan suomalaisessa hyödylli-syysmallirekisteröinnissä nro 203, joka täten liitetään 10 tähän hakemukseen.When rigidly fixing the circumferential nail plate truss structures according to the invention to the foundation, means and methods known per se can be used in the fastening. One well-established attachment is disclosed in the applicant's Finnish Utility Model Registration No. 203, which is hereby incorporated into this application.

Edullisesti naulalevyristikoiden väliin eli välikappaleiden rajoittamaan tilaan on sijoitettu olennaisesti vaakasuuntainen ja kyseisellä korkeudella naulalevyristikkorakenteen reunasta reunaan ulottuva 15 teräsvetoelementti, esim. jäykkä terästanko, joka on kiristetty ristikon päiden välille vaakatukireaktion pienentämiseksi ja ristikon jäykkyyden lisäämiseksi. Teräsvetoelementti on erityisen sovelias pitkän jänne-välin omaavissa ristikkorakenteissa ja etenkin sellai-20 sissa ristikkorakenteissa, joissa seinät muodostuvat pystysuorista tai lähes pystysuorista ristikon osista, jolloin kattoon kohdistuva kuormitus levittää voimakkaammin seiniä poispäin toisistaan. Olennaisesti kaaren muotoisissa tai viistoseinäisissä rakenteissa teräsve-25 toelementtejä ei tarvita tai ainakaan ne eivät ole kovin välttämättömiä.Preferably, between the nail plate grids, i.e. in the space delimited by the spacers, a substantially horizontal steel traction element 15 extending from the edge to the edge of the nail plate grid structure is placed, e.g. a rigid steel bar tightened between the ends of the grid to reduce the horizontal support reaction and increase grid stiffness. The steel tensile element is particularly suitable for long-span truss structures, and especially for truss structures in which the walls are formed by vertical or nearly vertical parts of the truss, whereby the load on the ceiling spreads the walls more apart. In substantially arcuate or oblique-walled structures, steel-25 support elements are not required or at least not very necessary.

Keksinnön mukainen jäykkä rakenne kiinnitetään edullisesti jäykästi perustuksiin, erityisesti suurilla jänneväleillä jäykkä kiinnitys on välttämätön, mutta 30 suhteellisen pienissä rakenteissa, autotalleissa ja vastaavissa halleissa kiinnitys perustuksiin voidaan tehdä perinteisellä niveltekniikalla.The rigid structure according to the invention is preferably rigidly attached to the foundations, especially at large spans rigid attachment is necessary, but in relatively small structures, garages and similar halls, the attachment to the foundations can be done by conventional articulation techniques.

Keksinnön mukainen jäykkä, kehämäinen naulale-vyristikko voi valmistus- ja kuljetusvaiheissa koostua 35 osista, jotka vasta asennus- ja pystytyspäikä11a kootaan kokonaisuudeksi. Näin keksinnön mukaisessa ristikkorakenteessa on asennusjatkoksia, tukevia liitosaluei- 4 97987 ta, joista ristikon osat voidaan liittää yhteen tavallisesti naulaamalla, ruuvaamalla tai pulttaamalla. Näin näissä liitosalueissa ei tarvita naulalevyjä, joiden käyttö aina vaatii tarkkaan valvotut asennusolosuhteet, 5 joten niiden käyttö asennuspaikalla ei ole mahdollista.The rigid, circumferential nail assembly according to the invention can consist of 35 parts during the manufacturing and transport steps, which are assembled as a whole only after the installation and erection date. Thus, the truss structure according to the invention has mounting extensions supporting the joining areas, 4 97987 of which the truss parts can be joined together, usually by nailing, screwing or bolting. In this way, nail plates are not required in these joint areas, the use of which always requires carefully controlled installation conditions, 5 so that their use on site is not possible.

Keksinnön mukainen kaksoisnaulalevyristikkora-kenne mahdollistaa tunnettuja naulalevyristikoita sekä teräsristikoita huomattavasti monimuotoisemmat ristikkorakenteet, suuremmat jännevälit keveämmin rakentein 10 ja rakenteiden edullisuuden ja helpon kuljetettavuuden ja pystytyksen. Samoin keksinnön mukaisia ristikkorakenteita tarvitaan harvemmassa, välit esim. 5 metrin suuruusluokkaa suurissakin rakenteissa, jolloin ovien rakentaminen tulee mahdolliseksi niiden väliin.The double nail plate truss structure according to the invention enables truss structures much more diverse than known nail plate trusses as well as steel trusses, larger spans with lighter structures 10 and the affordability and easy transportability and erection of the structures. Similarly, the lattice structures according to the invention are needed less frequently, even in large structures of the order of 5 meters, in which case it becomes possible to build doors between them.

15 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää sivukuvaa eräästä keksinnön mukaisesta runkorakenteesta, kuva 2 esittää leikkausta kuvan 1 runkorakenteesta, 20 kuva 3 esittää toista leikkausta kuvan 1 runkorakenteesta, kuva 4 esittää erästä keksinnön mukaista rakenneratkaisua, kuva 5 esittää toista keksinnön mukaista rakennerat-25 kaisua, kuva 6 esittää kolmatta keksinnön mukaista rakenneratkaisua, kuva 7 esittää neljättä keksinnön mukaista rakenneratkaisua, 30 kuva 8 esittää viidettä keksinnön mukaista rakenneratkaisu ja kuva 9 esittää kuudetta keksinnön mukaista rakenneratkaisua .The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a side view of a frame structure according to the invention, Figure 2 shows a section of the frame structure of Figure 1, Figure 3 shows another section of the frame structure of Figure 1, Figure 4 shows a structure according to the invention, Figure 5 shows another a structural solution according to the invention, Fig. 6 shows a third structural solution according to the invention, Fig. 7 shows a fourth structural solution according to the invention, Fig. 8 shows a fifth structural solution according to the invention and Fig. 9 shows a sixth structural solution according to the invention.

Kuvan 1 esittämässä keksinnön mukaisessa kehä-35 mäisessä naulalevyristikossa on seinäosien pystyt ulko-paarteet 9 ja sisäänpäin ja ylöspäin viistot sisäpaar-teet 10, joita yhdistää toisiinsa joukko sauvoja 5.The circumferential nail plate grid according to the invention shown in Fig. 1 has vertical outer portions 9 of the wall parts and inwardly and upwardly inclined inner elements 10, which are connected to each other by a number of rods 5.

li 5 97987 Näiden paarteiden yläpäähän tukeutuu kulmassa naulale-vyillä kiinnitetyt katto-osan alapaarre 11 ja yläpaarre 12, joita yhdistää toisiinsa joukko niiden välisiä sauvoja 5. Näin muodostuu kuvan esittämä jäykkä ristik-5 korakenne, joka ulottuu perustuksesta 3 toiseen.li 5 97987 The lower end 11 and the upper girder 12 of the roof part fastened at an angle to the upper end of these stretchers, which are connected to each other by a number of rods 5, form a rigid lattice-5 structure as shown in the figure.

Kuvassa 2 nähdään leikkaus kuvan 1 ristikon katto-osasta, jossa keksinnön mukainen rakenne tulee esille. Täten kuvan 1 naulalevyristikkoon kuuluu kaksi vierekkäistä edellä esitetyistä paarteista ja välisistä 10 sauvoista koostuvaa naulalevyristikkoa, jotka on yhdistetty toisiinsa jäykäksi kokonaisuudeksi välikappaleilla 6, joita on sopivasti sijoitettu sekä sauvojen 5 että paarteiden 9, 10, 11 ja 12 välille ja naulattu niihin kiinni niissä vaikuttavien puristavien voimien 15 edellyttämällä tavalla.Figure 2 shows a section of the roof part of the grid of Figure 1, in which the structure according to the invention is shown. Thus, the nail plate grid of Figure 1 comprises two adjacent nail plate grids consisting of the above-mentioned chords and spacer bars 10 connected to each other as a rigid whole by spacers 6 suitably positioned between and nailed to both the rods 5 and the straps 9, 10, 11 and 12. as required by forces 15.

Naulalevyristikoiden alapäät 13 on esim. pulteilla kiristetty jäykästi kiinni vastaaviin perustuksiin 3.The lower ends 13 of the nail plate trusses are, for example, rigidly fastened to the corresponding foundations 3 with bolts.

Kuvassa 3 on esitettynä kuvan 1 teräsvetoele-20 mentin 7 kiinnitys naulalevyristikon päiden välillä. Kuvan 3 mukaisesti yläpaarteet 12 on naulalevyillä 14 yhdistetty ulkopaarteisiin 9. Ulkopaarteiden ja ylä-paarteiden välissä on sopivalla etäisyydellä toisistaan välikappaleita 6. Näin paarteiden väliin jää välikappa-25 leen 6 paksuutta vastaava rako välikappaleiden ulkopuolelle ja tähän rakoon on sijoitettu teräsvetoelementti 7, terästanko, joka on kiinnitetty ulkopaarteiden ulkopintoihin tukeutuviin tukilevyihin 15. Näin teräsvetoelementti tukee kehämäisen naulalevyristikon seinä-30 osien yläpäätä lisäten jäykkyyttä ja pienentäen vaaka-tukiereaktiota.Figure 3 shows the attachment of the steel tension element 20 of Figure 1 between the ends of the nail plate grid. As shown in Fig. 3, the upper rafters 12 are connected to the outer rafters 9 by nail plates 14. There are spacers 6 at a suitable distance between the outer rafters and the upper rafters. Thus a gap corresponding to the thickness of the spacer 25 is left outside the spacers and a steel pulling element 7 is placed in this gap. is attached to support plates 15 resting on the outer surfaces of the outer rafters. Thus, the steel tension element supports the upper end of the wall-30 portions of the circumferential nail plate grid, increasing the rigidity and reducing the horizontal support reaction.

Kuvan 1 naulalevyristikkorakenne koostuu kolmesta erillisestä teollisesti valmistettavasta osasta, jotka vasta asennuspaikalla liitetään yhteen. Täten 35 rakenteessa on kaksi asennusjatkosta 8, muuhun rakenteeseen nähden ylimääräisillä sauvoilla varustettua osaa, joista naulaamalla, pulttaamalla tai vast, taval- 6 97987 la osat voidaan riittävällä lujuudella liittää kokonaisuudeksi .The nail plate truss structure in Figure 1 consists of three separate industrially manufactured parts, which are only joined together at the installation site. Thus, the structure 35 has two mounting extensions 8, parts provided with rods additional to the rest of the structure, from which, by nailing, bolting or counter-parts, the parts can be joined together with sufficient strength.

Kuvissa 4 - 9 on esitettynä kaaviokuvia erilaisista naulalevyristikkomuodoista, joita keksinnön 5 mukaisella rakenteella voidaan toteuttaa. Olennaista kaikissa kuudessa rakenteessa on ristikoiden yhteen tuettu kaksoisrakenne sekä jäykkä kokonaisuus perustuksesta toiseen.Figures 4 to 9 show schematic diagrams of different nail plate grid shapes that can be implemented with the structure according to the invention 5. Essential in all six structures is the double structure of the trusses supported together, as well as a rigid whole from one foundation to another.

Kuvissa 4 ja 5 sekä 8 ja 9 on olennaisesti 10 suorat seinäosat naulalevyristikossa, jolloin teräsve-toelementin käyttö on suotavaa, leveämmissä sovelluksissa 4 ja 5 jopa välttämätöntä. Kuvan 7 olennaisesti kaarevamuotoisessa rakenteessa dimensioista ja käyttökohteesta riippuen voi teräsvetoelementti joissain 15 sovelluksissa olla tarpeellinen, mutta kuvan 6 rakenteessa sitä ei tarvita.Figures 4 and 5 and 8 and 9 show substantially 10 straight wall portions in a nail plate grid, whereby the use of a steel traction element is desirable, in wider applications 4 and 5 even necessary. In the substantially curved structure of Figure 7, depending on the dimensions and the application, a steel traction element may be necessary in some applications, but in the structure of Figure 6 it is not required.

Edellä keksintöä on selostettu sitä mitenkään rajaamatta esimerkkien avulla keksinnön eri sovellusten ollessa mahdollisia oheisten patenttivaatimusten rajaa-20 man keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described above without limiting it in any way by means of examples, the various embodiments of the invention being possible within the scope of the inventive idea defined by the appended claims.

Claims

A frame structure for halls and similar industrial and warehouse buildings, the structure 5 comprising circumferential nail-plate gratings (1) acting as a load-bearing structure, forming roof trusses (2) and wall trusses (4) resting on foundations (3) supporting the roof trusses, the roof truss (2) and the two wall trusses (4) are joined together into a rigid circumferential whole, characterized in that the two nail plate trusses forming a rigid circumferential whole are connected in parallel to form a rigid entity, a double nail plate truss structure, to block the individual bars (5) of the nail plate trusses.

Frame structure according to Claim 1, characterized in that the nail plate truss assembly is rigidly fastened to the foundations (3) at the lower end of both wall trusses.

Frame structure according to Claim 1 or 2, characterized in that the circumferential strip plate grids (1) are fastened to one another at a distance from one another by means of spacers (6).

Frame structure according to Claim 3, characterized in that the spacers (6) are arranged between the rods (5) in the manner required by the load on the rods.

Frame structure according to one of Claims 2 to 4, characterized in that a spacer extending over their entire length is arranged between the rods 30 (5) which are subjected to the greatest compressive load.

Frame structure according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the gap between the rods 35 (5), which are substantially only subjected to traction, is left without spacers.

Frame structure 97987 according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a substantially horizontal edge-to-edge steel traction element (7) is provided between the circumferential nail plate trusses (1), substantially at the height of their roof truss sections, in order to reduce the horizontal support reaction and increase rigidity.

7 97987

Frame structure according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the circumferential nail plate grid (1) comprises at least one mounting extension (8) which enables the nail plate grid to be transported in parts and assembled at the installation site.

Frame structure according to one of Claims 2 to 8, characterized in that the thickness of the intermediate piece (6), i.e. the distance 15 between the two trusses, is of the same order of magnitude as the material thickness of the trusses. Il 97987