NL8004457A

NL8004457A - Roofing element for greater span lengths - has I=beam spacers between thicker wood upper and thinner metal lower skins

Info

Publication number: NL8004457A
Application number: NL8004457A
Authority: NL
Original assignee: Masonite Ab
Priority date: 1980-08-05
Filing date: 1980-08-05
Publication date: 1982-03-01

Abstract

Roofing element comprises two flat outer skins interconnected by spacers. The upper skin is thicker nonmetallic material and the lower is of thinner metal sheet, for taking up compression in the upper and tension in the lower, skin. The spacers are parallel composite beams glued or cemented to the skins, opt. together with nailing. The beams are at least largely non-metallic and have wider flanges and interconnecting thin webs. Polyurethane insulation is pref. injected between the outermost beams of adjoining elements, or insulation is provided by fibrous strips. The upper skin is pref. of plywood and the beams are I-beams with a web of wood-fibre board and wood flanges.

Description

vv

Bouwelement.Building element.

De uitvinding heeft betrekking op bouwelementen en betreft meer in het bijzonder doch niet uitsluitend dakbedékkingselementen die een grote overspanningslengte hebben voor de constructie van daken van fabrieksgebouwen 5 en dergelijke bouwwerken.The invention relates to building elements and more particularly, but not exclusively, roof covering elements which have a large span length for the construction of roofs of factory buildings and the like.

Het Amerikaanse octrooischrift 1.075.845 heeft betrekking op een oonstructiemateriaal dat is opgébouwd uit twee evenwijdige houten delen die tot één geheel zijn genaakt door bovenste en onderste platen van plaatmetaal.U.S. Pat. No. 1,075,845 relates to a construction material constructed from two parallel wooden members made in one piece by top and bottom sheet metal plates.

10 Dit materiaal is, indien het wordt gébruikt voor dakbedekking, onderworpen aan conpressiebelastingen die vrijwel geheel moeten worden opgenomen door de houten delen, aangezien de bovenplaat van plaatmetaal anders zeer gemakkelijk zou kunnen worden overbelast. Daarom moeten de houten delen aan-15 zienlijke dwarsdoorsnedeafmetingen hébben, hetgeen een groot verbruik van hout met zich meébrengt. Verder zullen de massief houten componenten warmte geleidende bruggen vormen tussen de binnen- en de buitenzijde.This material, when used for roofing, is subject to compression loads which must be almost completely absorbed by the wooden parts, as otherwise the sheet metal top plate could very easily be overloaded. Therefore, the wooden parts must have significant cross-sectional dimensions, which entails a high consumption of wood. Furthermore, the solid wood components will form heat-conducting bridges between the inside and the outside.

Het Duitse octrooischrift 812.834 beschrijft een 20 hol constructie-element dat geheel van hout is vervaardigd met zowel buitenplaten van op hout gebaseerd boardmateriaal en de afstandsdelen die worden gevormd door samengestelde liggers met flenzen van hout en lijven van boardmateriaal. Aangezien het een stelsel is dat geheel uit hout bestaat, 25 is dit element niet bestand tegen brand, hetgeen in tegenstelling is met het element dat wordt bedekt door een plaat-metalen plaat. Dit stelsel heeft ook een gewichtshandicap tengevolge van het aanbrengen van twee relatief dikke buiten- Θ 00 4 4 57 2 platen.German patent 812,834 describes a hollow construction element made entirely of wood with both outer plates of wood-based board material and the spacers formed by composite beams with flanges of wood and webs of board material. Since it is an all-wood system, this element is not fire resistant, which is in contrast to the element covered by a sheet metal plate. This system also has a weight handicap as a result of the installation of two relatively thick outer plates.

Het Zweedse octrooischrift 385.603 levert een constructie-element met een bovenplaat van plakhout of dergelijk materiaal en bodemdelen van kanaalvormig gemaakte 5 plaatmetaalprofielen die zijn vastgehecht aan de bovenplaat.Swedish patent 385,603 provides a construction element with a top plate of pasteboard or the like material and bottom parts of channel-shaped sheet metal profiles which are attached to the top plate.

De metaalprofielen zullen overmatige warmtegeleidende bruggen vormen en verleggen alleen de tegenover gelegen delen van de bovenste plaat van plakhout, waarbij vuurbe-stendigheid niet doelmatig wordt.The metal profiles will form excessive heat-conducting bridges and will only displace the opposite parts of the top board of pasteboard, rendering fire resistance ineffective.

20 Het is een oogmerk van de uitvinding om een dak- bedekkingselement te leveren met een lichtgewicht constructie die in staat is tot het opnemen van grote belastingen over aanzienlijke overspanningslengten.It is an object of the invention to provide a roofing element with a lightweight construction capable of absorbing large loads over significant span lengths.

Een verder oogmerk is het leveren van een dakbe-25 dekkingselement dat gébruik maakt van niet-metallisch materiaal teneinde weerstand te bieden aan samendrukkingsbelastingen, en plaatmetaal voor het opnemen van trekbelastingen en voor het vuurbestendig zijn.A further object is to provide a roofing element that uses non-metallic material to resist compression loads, and sheet metal to absorb tensile loads and be fire resistant.

Een nog ander oogmerk is het leveren van een dak-2Q bedekkingselement, waarin warmtegeleidende bruggen zoveel mogelijk afwezig zijn.Another object is to supply a roof-2Q covering element, in which heat-conducting bridges are absent as much as possible.

Voor het bereiken van deze en verdere oogmerken levert de uitvinding een dakbedekkingseleroent roet een relatief dikkere bovenplaat voor het opnemen van samen-25 drukkingsbelastingen, een relatief dunnen onderplaat van plaatmetaal voor het opnemen van trekbelastingen en afstands-delen, die zijn vastgehecht aan beide platen en zich in de lengterichting van het element uitstrekken, welke afstands-delen samengestelde liggers zijn van niet-metallisch of in 30 hoofdzaak niet-metallisch materiaal, omvattende flensgedeelten en verbindende, relatief dunne lijven.To achieve these and further objects, the invention provides a roofing material carbon black a relatively thicker top plate for accommodating compression loads, a relatively thin sheet metal bottom plate for absorbing tensile loads and spacers attached to both plates and extending in the longitudinal direction of the element, the spacer members are composite beams of non-metallic or substantially non-metallic material, comprising flange portions and connecting, relatively thin webs.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld een aantal uitvoeringsvormen van een constructie-element volgens 35 . de. uitvinding is weergegeven... In de tekening toont: 8004457 3The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which, by way of example, a number of embodiments of a construction element according to 35. the. invention is shown ... The drawing shows: 8004457 3

Fig. 1 in perspectief een deel van een dakbedekkings-element volgens de uitvinding, fig. 2 een bovenaanzicht van een tussengelegen verstijvingswand, 5 fig. 3 een dwarsdoorsnede van een verbinding tussen twee dakbedekkingselemsnten, fig. 4 een andere uitvoeringsvorm van het verbinden van twee elementen, fig. 5 in perspectief een gedeelte van een tweede 10 uitvoeringsvorm, en fig. 6 een dwarsdoorsnede van een verbinding tussen twee elementen die gelijk zijn aan het element van fig. 5.Fig. 1 is a perspective view of part of a roofing element according to the invention, fig. 2 is a top view of an intermediate stiffening wall, fig. 3 is a cross section of a connection between two roofing elements, fig. 4 is another embodiment of the connection of two elements, Fig. 5 is a perspective view of part of a second embodiment, and Fig. 6 is a cross section of a connection between two elements which are equal to the element of Fig. 5.

Het dakbedekkingselement van fig. 1 omvat twee op afstand gelegen buitenplaten 1 en 2, waarbij de bovenplaat 15 1 van piés hout of dergelijk materiaal een dikte heeft tussen 6 en 25 irm en bij voorkeur van de orde van 15 mm is, en een onderste plaat 2 van plaatmetaal. De onderste of bodemplaat 2 zal niet worden onderworpen aan samendrukkingsbelastingen bij het vormen van een deel van een dakbedekking, en kan 20 dus een metaalplaat van dun caliber zijn, in de orde van grootte van 0,4 tot 1 mm. De totale lengte van het dakbe-dekkingselement kan 12 meter bedragen.The roofing element of Fig. 1 comprises two spaced outer plates 1 and 2, the top plate 15 of pies wood or the like having a thickness between 6 and 25 µm and preferably of the order of 15 mm, and a bottom plate 2 made of sheet metal. The bottom or bottom plate 2 will not be subject to compression loads when forming part of a roofing material, and thus may be a thin caliber metal sheet, on the order of 0.4 to 1 mm. The total length of the roof covering element can be 12 meters.

Tussen de platen 1 en 2 zijn tussengelegen afstand gevende en kracht overbrengende samengestelde liggers 3 25 geplaatst die in de lengterichting van het element Iepen en door de flens- of randgedeelten 5 van hout en de platen zijn gehecht. Het hechtmiddel kan een gom of hechtende cement alleen zijn of een combinatie met nagels. De liggers 3 hébben een I-vormig profiel en hébben lijfgedeelten 4 van een 30 vezelachtig op hout gebaseerd materiaal, en flenzen 5 van hout. De lijven 4 hébben afgeschuinde randgedeelten die samenwerken met corresponderende groeven in de flenzen en zijn daarin bevestigd door een hechtmiddel teneinde daarmede een stijve eenheid te vormen.Between the plates 1 and 2 are placed intermediate spacing and force transmitting composite beams 3 which are bonded in the longitudinal direction of the element Elms and by the flange or edge parts 5 of wood and the plates. The adhesive can be a gum or adhesive cement alone or a combination with nails. The beams 3 have an I-shaped profile and have body parts 4 of a fibrous wood-based material, and flanges 5 of wood. The webs 4 have chamfered edge portions cooperating with corresponding grooves in the flanges and are secured therein by an adhesive to form a rigid unit therewith.

35 in de weergegeven uitvoeringsvorm zijn drie I-liggers 8004457In the illustrated embodiment, three I-beams are 8004457

F*· VF * V

4 3 aangebracht, waarbij een zich aan elke zij-zijde van het element bevindt en êên in het midden.4 3, one being on each side of the element and one in the center.

Voor het verhogen van de zijdelingse stijfheid kunnen boardplaten 6 met uitgespaarde hoeken 7 voor het opnemen van 5 · de liggerflenzen binnen de elementen zijn aangébracht. Zoals de dunne lijven 4 van de liggers 3, hébben zij een zeer lage thermische geleidbaarheid, waarbij in tegenstelling tot metalen profielen of een metalen frame, zij geen warmte- geleidende paden leveren qp rechte wijze door de elementen.In order to increase the lateral stiffness, board plates 6 with recessed corners 7 for accommodating the beam flanges can be arranged within the elements. Like the thin webs 4 of the beams 3, they have a very low thermal conductivity, wherein unlike metal profiles or a metal frame, they do not provide heat conducting paths straight through the elements.

10 De regelmatig gevormde ruimten die worden begrensd tussen de platen 1 en 2 en liggers 3 en platen 6, indien aan- * gébracht, zijn gevuld door isolatiematten 8 van mineraalwol of dergelijk materiaal (fig. 3). Zoals zichtbaar is behoeft het isolerende materiaal niet alleen van verdiepingen te zijn 15 voorzien aan de zijranden, in overeenstemming met de afmeting en vorm van de flenzen 5. De vormgeving van de isolatie alsmede de plaatsing daarvan, wordt daardoor gemakkelijk uitgevoerd.The regularly formed spaces delimited between plates 1 and 2 and beams 3 and plates 6, if applied, are filled by insulating mats 8 of mineral wool or the like (fig. 3). As can be seen, the insulating material need not only be recessed on the side edges in accordance with the size and shape of the flanges 5. The design of the insulation as well as its placement is thereby easily performed.

De isolatie kan echter ook stijf zijn en zijn vastgehecht aan het omringende materiaal, waardoor de stijfheid toeneemt. Een 20 dergelijke isolatie kan een geschuimde urefhaan kunststof zijn die in de ruimten is gespoten. Deze samenstelling kan ook worden toegepast in de zijdelingse verbindingen tussen de elementen (fig. 3), teneinde een lichaam 9 te vormen dat de twee elementen in zijdelingse richting samenbindt door het 25 opvullen van de ruimte tussen de lijven en flenzen van twee evenwijdige liggers die behoren tot twee naast elkaar geplaatste elementen.However, the insulation can also be rigid and attached to the surrounding material, increasing rigidity. Such an insulation may be a foamed urephane plastic injected into the spaces. This composition can also be applied in the lateral connections between the elements (fig. 3), in order to form a body 9 which binds the two elements in the lateral direction by filling the space between the webs and flanges of two parallel beams which belong to two juxtaposed elements.

in fig. 4 is een andere uitvoeringsvorm weergegeven van de zi jdelingse koppeling tussen twee dakbedekkingselementen. 20 In dit stelsel zijn de ruimten tussen de lijven 4 en flenzen 5 en ook de tegenover elkaar gelegen zijdelingse uitsparingen gevuld met respectieve boardstrippen 10 en 11. Dit leidt tot een goede thermische isolatie van de verbinding.Fig. 4 shows another embodiment of the lateral coupling between two roofing elements. In this system, the spaces between the webs 4 and flanges 5 and also the opposite lateral recesses are filled with respective board strips 10 and 11. This leads to good thermal insulation of the connection.

Een tweede uitvoeringsvorm van een dakbedekkingselement 32 ^ volgens de uitvinding is in fig. 5 weergegeven. Dit element 8004457 -.-..-5 ’ heeft op afstand van elkaar gelegen boven- en onderplaten .1' - en 2 ' op dezelfde wijze als reeds in samenhang met fig. 1 is beschreven, terwijl de tussengelegen liggerdelen doosvormige stelsels zijn met zijlijven 4 van hoardstrippen 5 die zijn verenigd met houten delen 5 die corresponderen met de I-vormige liggerflenzen 5 . De binnenruimten van de liggers zijn gevuld met een isolatiemateriaal, op dezelfde wijze, hoewel dat niet is weergegeven, als de ruimten die worden begrensd tussen de lijven 4 en de platen.A second embodiment of a roofing element 32 ^ according to the invention is shown in Fig. 5. This element 8004457 -.-..- 5 'has spaced top and bottom plates 1' - and 2 'in the same manner as has already been described in connection with Fig. 1, while the intermediate beam members are box-like systems with side members 4 of hoard strips 5 joined with wooden parts 5 corresponding to the I-shaped beam flanges 5. The interior spaces of the beams are filled with an insulating material, in the same way, although not shown, as the spaces bounded between the webs 4 and the plates.

10 In fig. 6 is een verbinding weergegeven tussen twee dakbedekkingselementen van het soort dat in de voorgaande alinea is beschreven. In dit voorbeeld bedekt de bovenplaat van beide elementen slechts de halve breedte van de uiterste liggerdelen. De werkelijke aansluiting tussen de elementen 15 wórdt bedekt door een in lengterichting lopende strip. Isolatie IQ kan ook zijn geplaatst tussen de aangrenzende zijvlakken.Fig. 6 shows a connection between two roofing elements of the type described in the previous paragraph. In this example, the top plate of both elements covers only half the width of the outer beam members. The actual connection between the elements 15 is covered by a longitudinal strip. Insulation IQ can also be placed between the adjacent side surfaces.

Een dak dat is opgébouwd uit elementen volgens de uitvinding, moet worden bedekt door een beschermingslaag, 20 zoals een dakbedekkihgs vilt, kunststof of plaatmetaal. Deze laag heeft geen lastdragende functie, aangezien de dakbedekkingselementen zelf stijf zijn. Het dak wordt tegen vuur beschermd door de metaalbedekking aan zijn onderzijde, en deze bedekking vormt ook een effectieve barrière tegen de diffusie 25 van vochtigheid in het element.A roof built up from elements according to the invention must be covered by a protective layer, such as a roofing felt, plastic or sheet metal. This layer has no load-bearing function, since the roofing elements themselves are rigid. The roof is protected from fire by the metal covering on its underside, and this covering also forms an effective barrier against the diffusion of moisture into the element.

Het aantal van liggerdelen voor elk dakbedekkings-element is afhankelijk van de breedte van het element. Het kan vijf bedragen voor een breedte van ongeveer 2,4 meter.The number of beam members for each roofing element depends on the width of the element. It can be five for a width of about 2.4 meters.

Een standaardbreedte is 1,2 meter, waarbij drie liggerdelen 3Q zijn aangebracht. De bovenplaat kan bestaan uit spaanplaat of ander op hout gebaseerd boardmateriaal in de plaats van plakhout.A standard width is 1.2 meters, with three beam parts 3Q fitted. The top plate may consist of chipboard or other wood-based board material instead of pasteboard.

De uitvinding is niet beperkt tot de specifieke uitvoeringsvormen die zijn beschreven en weergegeven, doch 35 kan worden gewijzigd en veranderd binnen het kader van de 800 44 57The invention is not limited to the specific embodiments described and shown, but 35 may be modified and changed within the scope of the 800 44 57

·** V** V

6 nu volgende conclusies.6 the following conclusions.

80044578004457

Claims

9 ι *. 1 »Construction element, such as a roofing element for large span lengths, comprising two substantially flat outer plates and spacers interconnecting these plates, characterized in that the outer plates have different thickness and consist of different materials, the top plate is a relatively thicker non-metallic material and the bottom plate is a relatively thinner metallic plate material, to accommodate pressure loads in the top plate and tensile loads 10 in the bottom plate, which spacers consist of parallel composite beams attached to the plates by fixing or gluing, alone or in combination with nails, which composite girders consist of at least substantially non-metallic material and have relatively wider flange portions and connecting relatively thin body portions.

Construction element according to claim 1, characterized in that the top plate is made of stick wood.

Construction element according to claim 1, characterized in that the composite beams consist of I-beams 20 with a body of wood fiber board and flanges of wood.

Construction element according to claim 1, characterized in that the composite beams consist of box-like systems with side parts of wood fiber board and rim parts of wood.

Construction element according to claim 1, characterized in that • soft insulation is provided in the spaces between the plates.

6. Construction element according to claim 1, characterized in that a rigid insulation is provided in the spaces between the plates and is fixed to the internal element surfaces.

Construction element according to claim 4, characterized in that insulation is arranged within the systems resembling a box. 800 44 57 C 9

8. System of construction elements as in claim 1, characterized in that insulation is arranged between the extreme composite beams of adjacent elements, comprising an injected curing composition, such as urethane plastic.

9. Assembly of construction elements as described in claim 1, characterized in that insulation is arranged between the extreme composite beams of adjacent elements, comprising strips of fibrous material.

Structural element according to claim 1, characterized in that transverse reinforcement panels are mounted within the spaces between the plates and at right angles to the composite beams.

11. Construction element as shown in the drawing and / or discussed on the basis thereof. 8004457