NL9900019A - Bouwsysteem. - Google Patents

Description

Bouwsysteem

De uitvinding heeft betrekking op een Bouwsysteem voor een zelfdragende constructie, welk systeem een combinatie omvat van holle uit plaatmetaal vervaardigde panelen, waarvan de holte geheel of gedeeltelijk is opgevuld met een bouw- of isolatiemateriaal, met tenminste een uit metaal gevormde drager welke door middel van hoekprofielen aan het paneel is bevestigd.

Een dergelijk systeem is bekend uit de Franse octrooiaanvrage 2418415.

De uitvinding beoogt een verbetering te zijn ten opzichte van dit bekende systeem welke verbetering grotendeels gevormd wordt door toepassing van een relatief lichtere en toch stabiele constructie die in het bijzonder geschikt is voor het in korte tijd opzetten van een aan alle bouweisen voldoende loods of opslagruimte. Daartoe Is volgens de uitvinding aan het paneel een (relatief) slank profiel bevestigd met loodrecht daarboven een tweede profiel welke profielen door op zig-zag gewijze aangebrachte staafvormige elementen met elkaar zijn verbonden.

In een gunstige uitvoeringsvorm is het tweede profiel gelijk aan het eerste profiel waarbij aan dit tweede profiel eveneens een paneel is bevestigd.

Een voorkeursuitvoeringsvorm is daardoor gekenmerkt dat tussen het boven of buiten profiel en een paneel staven onder een hoek daarmee zijn verbonden.

De uitvinding zal hierna aan de hand van de figuren nader worden toegelicht, waarbij kenmerken en andere voordelen naar voren zullen treden.

Fig. 1 en 2 tonen onderdelen, in het bijzonder panelen uit het bouwsysteem waar de uitvinding van uitgaat;

Fig. 3 toont een bouwsysteem volgens de uitvinding waarbij een paneel volgens de figuren 1 en 2 is toegepast;

Fig. 4 toont het systeem waarbij twee panelen zijn toegepast;

Fig. 5 toont een vakwerk van het bouwsysteem volgens Fig. 3;

Fig. 6 toont een andere gunstige uitvoeringsvorm van het bouwsysteem;

Fig. 7 toont een bijzondere uitvoeringsvorm van twee panelen;

Fig. 8 toont een bijzondere uitvoeringsvorm van een vlak paneel;

Fig. 9a - 9c tonen verschillende gevel- en dakconstructies waarin het bouwsysteem volgens de uitvinding is toegepast.

Volgens de uitvinding is in het bouwsysteem volgens Fig. 3 het principe toegepast waarbij het paneel 1 wordt verstijfd en tot een dragend element gemaakt eveneens door toepassing van (relatief) slanke profielen 10, 11 en 12 welke door het paneel 1 zelf worden gestabiliseerd tegen knik.

Het dak- en/of muurelement volgens figuur 5 is aldus als volgt samengesteld:

Een paneel 1 is voorzien van een slank profiel 10 dat geplaatst is op zijn deklaag 1a en daarmee op meerdere plaatsen bevestigd. Een tweede profiel 11 is loodrecht (in relatie tot het dekvlak 1a van het profiel 1) boven het profiel 10 op enige afstand en parallel daaraan gerangschikt. Beide profielen 10 en 11 zijn met elkaar verbonden door zig- zaggewijs aangebrachte profielen 12. Door de uiteinden 11a en 11b, zie figuur 5, van het profiel 11 toe te buigen naar het op de deklaag 1a geplaatste profiel 10, knooppunt A, ontstaat een gunstige combinatie paneel-vakwerkligger. De krachten die optreden bij buiging van deze combinatie manifesteren zich in hoofdzaak als inwendige krachten in de vakwerkconstructie. De bevestiging tussen vakwerk 10, 11,12 en het paneel 1 wordt zwakker belast door de buigvorming.

Het mag duidelijk zijn dat de knooppunten A bij buiging van de constructie grote krachten moeten overbrengen van profiel 10 naar profiel 11 als gevolg van de met de buiging verbonden relatieve lengteveranderingen tussen deze profielen. In feite is hier het krachtenniveau het hoogst. De schuin geplaatste profielen 12 zijn relatief licht belast, zodat hiervoor nog lichtere profielen kunnen worden toegepast.

Voor een normale commerciële breedte van het paneel 1 en voor overspanningen tot ongeveer 30 m, kunnen bijvoorbeeld de volgende profielen worden toegepast:

Profiel 10 : U-profiel 35/45/35*2 Profiel 11 : buis rond 38*1.5 Profiel 12 : buis rond 27*1.5

Deze relatief dunne profielen kunnen uitstekend de krachten opnemen zonder dat de toelaatbare materiaalspanningen worden overschreden. Echter om te voorkomen dat een dergelijk vakwerk in isolatie opgesteld ver voor het bereiken van de toelaatbare spanningen reeds door het overschrijden van de stabiliteitsgrens door knik van de profielen niet in staat zou zijn om de gewenste draagkracht en stijfheid te leveren, wordt volgens een gunstige maatregel de gewenste stabiliteit bereikt doordat vanuit het buitenste profiel 11 staven 13 met het paneel 1 zijn verbonden. Daarbij is een voorkeursuitvoering gekenmerkt doordat de staven 13 in een vlak liggen dat loodrecht staat op het vakwerk gevormd door de profielen 10-12.

Met betrekking tot de stabilisatie van de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 (en 4) kan nog het volgende worden opgemerkt:

Het U-profiel 10 wordt door bevestiging op het dekvlak van het paneel 1 in dit vlak gestabiliseerd door het dekvlak zelf. Loodrecht op dit vlak wordt de stabilisatie bewerkstelligd deels door het (sandwich) paneel 1 en deels door de schuine profielen of staven 12. Door aldus het aantal schuine profielen 12 en het aantal verbindingen of staven 13 met het dekvlak van het paneel 1 voldoende groot uit te voeren, is voor de vereiste functie in twee onderling loodrechte vlakken voldoende stabiliteit te verkrijgen. Het buis-profiel 11 verkrijgt stabiliteit, in de richting loodrecht op het dekvlak, door de schuine profielen 12. Daar deze profielen met het paneel 1 verbonden zijn, direct of d.m.v. het profiel 10, wordt de uiteindelijke stabiliteit in deze richting door het paneel 1 opgebracht. In de richting evenwijdig aan het dekvlak is voor profiel 11 de stabiliteit mogelijk niet geheel voldoende om de constructie als zodanig toe te passen. Door van profiel 11 naar het paneel 1 en buiten het vlak van het vakwerk 12 ook staven 13 schuin te plaatsen, wordt het profiel 11 tegen het paneel afgesteund. De component van deze afsteuning evenwijdig aan het dekvlak zorgt voor stabiliteit in deze richting.

De uitvoeringsvorm volgens figuur 4 is wat de slanke profielen-opbouw betreft gelijk aan die volgens figuur 3; echter hierbij is het gunstig dat het ronde profiel 11 is vervangen door het U-profiel 10 waaraan een paneel 1 is bevestigd. Hierdoor blijkt dat op voordelige wijze het draagvermogen van het dan verkregen vakwerk aanzienlijk, factor 6-8, te zijn vermeerderd.

Tenslotte; met het stabiliseren van het profiel 11 (resp.10 in fig. 3) is tevens het vakwerk voldoende gestabiliseerd omdat de profielen/staven 12 en 13 voldoende kort van lengte zijn om zonder extra voorzieningen de belastingen op te nemen zonder uit te knikken.

Een gunstige variant van de uitvoeringsvorm van het bouwsysteem volgens figuur 3 is in figuur 6 weergegeven en is nu daardoor gekenmerkt dat aan één of meer panelen 1 slanke profielen 8 zijn aangebracht die aan slechts één op afstand gelegen slank profiel 11 door middel van zig-zag vormig schuin geplaatste staven 14 zijn verbonden. Hierbij zijn de functies van de profielen/staven 12 en 13 in één staaf ondergebracht. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn twee panelen 1 zijdelings met elkaar verbonden door daartoe geëigende middelen 15. Beide panelen worden voorzien van een slank profiel 8 en wordt nu slechts één (rond) profiel 11 evenwijdig aan de profielen 8 boven de panelen geplaatst. De profielen 8 worden vervolgens met het profiel 11 verbonden door schuin geplaatste staven 14 in zig-zag vormig patroon. Verder is het van belang dat de twee panelen goed met elkaar verbonden zijn opdat de bij buiging optredende spankrachten de twee panelen niet uit elkaar drijven. Hiervoor kunnen voorzieningen worden aangebracht in de vorm van koppelelementen 15 tussen de profielen 1. Door deze koppelelementen 15 ook zig-zag vormig aan te brengen wordt de gehele constructie extra torsie-stijf, waardoor zeer grote overspanningen zijn te realiseren zonder dat extra elementen toegepast dienen te worden om de hal-secties onderling te koppelen. Dit kan van belang zijn bijvoorbeeld bij de bouw van hangars voor grote vliegtuigen, waardoor de bouw lichter kan worden uitgevoerd.

Indien panelen met geschikte afmetingen worden toegepast is het ook mogelijk slechts één paneel te voorzien van twee profielen 8 en hierop het zig-zag vormig patroon van de staven 14 te bevestigen. In deze uitvoering worden de optredende spankrachten in hoofdzaak door de deklaag van het paneel 1 opgenomen.

Een andere voordelige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is getoond in figuur 7. Hierbij is een paneel 1 onder een geschikte hoek a omgezet en aan de zijkanten voorzien van eveneens relatief slanke profielen 16 die aan elkaar koppelbaar zijn, zodanig dat ook dit systeem voldoet aan de eis voor het veilig samenstellen van zigzag vormige wanden en/of daken.

De mate waarin de panelen 1 de aangebrachte profielen 16 stabiliseren tegen knik hangt in hoofdzaak af van de hoek a waarmee het paneel 1 gezet is. Deze hoek bepaalt dan tevens, uitgaande van een bepaalde belasting en langsafmeting van het paneel 1, de minimale slankheid van de in de zijkanten aangebrachte profielen 16. Deze slankheid is van belang omdat bij plaatsing van het profiel 16 binnen de deklagen 1a van het paneel 1, een slank profiel een geringere onderbreking van de paneelmateriaal (isolatie) geeft dan een dikker profiel. In het grensgeval reduceert het profiel 16 dan tot een massieve staaf of strip, wat economisch gezien de beste oplossing biedt. Door de panelen 1 a volgens het systeem uit figuur 7 te voorzien van de gebruikelijke man-vrouw koppelingen 16 aangepast aan de hoek a tussen de panelen 1, kunnen deze panelen aldus eveneens tot wanden en daken gevormd worden. De ter plaatse van deze koppelingen aanwezige profielen zijn in principe beschikbaar om er de bevestigingselementen in aan te brengen waarmee de panelen 1a onderling verbonden kunnen worden.

Figuur 9 toont een andere gunstige uitvoeringsvorm waarbij nu een zijkant 17 van het (vlakke) paneel 1b onder een hoek β is omgezet en de tegenover gelegen zijkant voorzien is van het slanke profiel 16. Zoals hiervoor reeds is gesteld hangt de mate waarin de profielen tegen knik worden gestabiliseerd af van de hoek a of β waaronder de panelen 1a of 1b met elkaar worden verbonden. Door de uitvoering volgens figuur 8 wordt nu ook de optimale hoogte van het vakwerk verkregen.

Om met de panelen 1a of 1b volgens het systeem uit figuur 7 of 8 complete gebouwen te vervaardigen moeten de uiteinden van enige van de samenstellende panelen op bekende wijze afgeschuind worden door knippen of zagen, daar anders de elementen van wanden en daken niet zonder kieren (isolatie-eis) op elkaar aangesloten kunnen worden.

Een toepassingsvoorbeeld van een bouwsysteem zoals bijvoorbeeld is getoond in figuur 3 is weergegeven in de figuren 9a - 9c. De bouwsystemen opgesteld en onderling verbonden vormen een sectie van een hal. Voor een hal met een plat dak, fig. 9b, ziin 3 bouwsystemen het minimum; voor een hal met een zadeldak, fig. 9a, zijn minimaal 4 bouwsystemen vereist. Daarbij zijn toegepast delen 17 die als koppelstaven de profielen 11 van de systemen onderling verbinden. Door dwarsgeplaatste hoekprofielen 18 en strippen 19 aan te brengen ontstaan moment overdragende koppelingen wanneer de onderdelen 18 en 19 zowel met de beide aanliggende (sandwich) panelen 1 als met de beide aanliggende profielen 10 worden verbonden. Een dergelijke halsectie met een overspanning van ongeveer 20 m en een paneelbreedte van 1.15 m heeft per halsectie een stijfheid overeenkomend met die van een IPE 270 profiel, wat neerkomt op een equivalente halconstructie van per 1.15 m een portaalspant vervaardigd uit IPE 270 profielen.

Het zal verder duidelijk zijn dat bij alle toepassingen van de bouwsystemen volgens de uitvinding een bouwwerk (wanden, zadeldaken, zaagtanddaken etc.) wordt verkregen dat beduidend minder materiaal verbruikt; een factor die gezien de omvang van de bouwsector van groot economisch belang is.

Tenslotte wordt gesteld dat het hiervoor aangegeven paneel 1 een bouwelement in de meest ruime zin is en aldus niet is beperkt tot een sandwich-paneel. Zo kunnen met voordeel panelen worden toegepast die door hun samenstelling bepaalde eigen-schappen bezitten bijvoorbeeld van lichtdoorlatende delen zijn voorzien.

(Conclusies)

Claims (6)

1. Bouwsysteem voor een zelfdragende constructie, welk systeem een combinatie omvat van holle uit plaatmetaal vervaardigde panelen, waarvan de holte geheel of gedeeltelijk is opgevuld met een bouw- of isolatiemateriaal, met tenminste een uit metaal gevormde drager welke door middel van hoekprofielen aan het paneel is bevestigd, met het kenmerk, dat aan het paneel (1) een relatief slank profiel (10) is bevestigd met loodrecht daarboven een tweede profiel (11) welke profielen door op zig-zag gewijze aangebrachte staafvormige elementen (12) met elkaar zijn verbonden.

2. Bouwsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede profiel gelijk is aan het eerste profiel (10) en aan het tweede profiel eveneens een paneel (1) is bevestigd.

3. Bouwsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tussen het boven of buiten profiel (10, 11) en een paneel (1) staven (13) onder een hoek daarmee zijn verbonden.

4. Bouwsysteem volgens conclusie 1 - 3, met het kenmerk, dat de staven (13) een vlak liggen dat loodrecht staat op het vakwerk dat gevormd wordt door de profielen (10-12) welke de bevestiging vormen voor een paneel (1).

5. Bouwsysteem volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan een of meer panelen (1) hoekprofielen (8) zijn aangebracht welke door middel van zig-zag vormig daaraan bevestigde staven (14) verbonden zijn met een op afstand daarvan gelegen tweede profiel (11).

6. Bouwsysteem volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een paneel (1) tot onder een hoek a omgezet is tot twee panelen (1a) waarbij de zijkanten door middel van profielen (16) aan elkaar zijn bevestigd, een en ander zodanig dat dit systeem voldoet aan de eis zoals gesteld aan zig-zag vormige wanden of daken.