NO167315B - Prefabrikert overflateelement av komposittype. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et prefabrikert overflateelement av komposittype for anvendelse i bygningsindustrien, f.eks. som bjelkelag, i vegger og tak, omfattende en plate av armert støpt betong, hvilken danner elementets lastfor-delende og avskjermende overflate, samt langsgående i platens bakside delvis innstøpte tynnplateprofiler.

Prefabrikerte bygningselementer blir stadig mer aktuelt

innen bygningssektoren, og flere forskjellige typer forekommer på markedet i dag. De bjelkelagselementer som anvendes er lettbetongelementer eller er bygget opp av tynne betongsjikt i kombinasjon med trelister. Ulempen med disse kjente elementer er dog bl.a. at de er begrenset frittbærende og har en relativt høy egenvekt.

Andre ulemper ved tidligere kjente elementer av denne type

er at installasjon av elektriske og WS-anlegg vanskelig-gjøres og at det oppstår visse begrensninger når det gjelder å velge materiale til bærende konstruksjon ovenfor et bjelkelag av denne type.

På markedet finnes også prefabrikerte bjelkelagselementer

som er helt fremstilt av tre, hvilke dog praktisk talt utelukkende anvendes av produsenter av monteringsferdige trehus.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er nå å tilveiebringe

et element med så stor fleksibilitet som mulig i kombinasjon med lav egenvekt.

Dette tilveiebringes ifølge oppfinnelsen ved hjelp av overflateelementet av den innledningsvis nevnte type, som kjennetegnes ved tversgående, ved platens kortender anordnede armerte, støpte betongbjelker, samt én eller flere mellom de to kortendebjelker anordnede armerte, tversgående støpte betongbjeiker.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er platen og de støpte bjelker fremstilt av lettbetong.

Tynnplate-profilene utgjør elementets primære bøyespennings-opptagende enheter, de støpte kortendebjelker utgjør overflateelementets primære understøttelser og de støpte mellombjelker utgjør overflateelementets primære sammenføy-ningsenheter^

Mellombjelkene gir dessuten nødvendig indre avstivning og kan også fungere som mellomstøtte, når overflateelementene er understøttet på flere enn to understøttelser.

Platetykkelsen skal fortrinnsvis ligge innenfor intervallet 20-100 mm, og ballasten kan f.eks. utgjøres av lecakuler.

Platen og de støpte bjelker skal være armert. Når flere enn to understøttelser anvendes, kompletteres platens normalt tilstrekkelige rutenettarmering med en bøyestrekkarmering.

De mellomliggende støpte tverrbjelker kan ved sin utformning gjøres frittbærende over relativt store spennvidder. Dette medfører bl.a. at elementene blir stivere, dvs. mindre nedbøyning og svikt, samt at når overflateelementet anvendes som bjelkelag understøttet på flere enn to pilarer, kan de mellomliggende støtter utgjøres av stendere. Den innbyrdes avstand mellom stenderne kan da beløpe seg til ca. 4 m..

Eksempler på konstruksjoner som angjeldende overflateelement kan anvendes for er flate bærelag, slik som bjelkelag, taklag, yttertak, balkonger, lette brokonstruksjoner etc, vegger, slik som fasadeelementer for beboelseshus, industri-bygninger og landbruksbygninger og som støtteelementer, slik som i bassenger og silobygninger.

Overflateelementet ifølge foreliggende oppfinnelse har en rekke fordeler. De har stor bæreevne og kan gjøres frittbærende med store spennvidder i forhold til egenvekten. Med

en egenvekt på ca. 0,7 - 0,9 kN/m 2 og en nyttelast på

1,5 kN/m 2 kan spennvidder opp til minst 8,4 m klares, dvs. tilsvarende bredden av et normalt småhus.

Videre har overflateelementene ifølge oppfinnelsen stor fleksibilitet, og ett og samme element som kan klare store frie spennvidder kan også legges opp som kontinuerlig bjelke på flere støtter eller fungere som konsoll ved f.eks. innspent balkong eller brygge.

Samme element som kan oppta vertikale belastninger i f.eks.

et bjelkelag kan anvendes som fasadeelement i f.eks. en indu-strihall, og meget store høyder på elementene kan derved klares. Begrensningene ligger herved hovedsakelig i tran-sportapparatet, men høyder på 12-15 m kan klares.

Når overflateelementene anvendes som bjelkelag understøttet på flere enn to støtter, dvs. som kontinuerlig bjelke, kan de midtre understøttelser utgjøres av stendere med en innbyrdes avstand på ca. 4 m på grunn av at overflateelementets mellomliggende tverrbjelker kan gjøres frittbærende over relativt store spennvidder.

Ved anvendelse av overflateelementet ifølge oppfinnelsen som bjelkelag i f.eks. småhus fremviser det også følgende fordeler. Form og konstruksjon gir vindtette tilslutninger mot ytterveggene og frembyr ingen begrensninger ved valg av materiale i bærende vegger ovenfor bjelkelaget. Det forelig-ger stor frihet ved elektriske og WS-installasjoner på grunn av plateprofilenes utformning. Videre er nedbøyning og svikt liten i forhold til den frie spennvidde, og elementet er også lett å bearbeide ved at det kan spikres, skrues, sages og hugges.

Ytterligere karakteristiske trekk ved oppfinnelsen fremgår

av de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere i forbindelse med ved-føyede tegninger, som viser en utførelsesform av oppfinnelsen,

hvor

Fig. 1 viser et perspektivisk riss av et overflateelement ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser et tverrsnitt tatt etter linjen II-II på fig. 1.

På fig. 1 vises overflateelementet ifølge oppfinnelsen, beteg-net med 1. En støpt plate 2 danner elementets overflate 3. Langsgående tynnplateprofiler 4 strekker seg over hele overflateelementets lengde og er ved endene innstøpt i tversgående støpte bjelker 5, 6 av betong. Mellom de tversgående bjelker ved overflateelementets kortender er det anordnet ytterligere tversgående bjelker 7, 8, også disse av betong.

På fig. 2 vises et tverrsnitt av overflateelementet ifølge oppfinnelsen, tatt etter linjen II-II på fig. 1. Herav fremgår at platen 2 er armert og fortrinnsvis med et rutearmer-ingsnett 9. Også de tversgående bjelker 5-8 er armert. For oppnåelse av maksimal holdfasthet og styrke i de støpte tversgående bjelker, er disse fortrinnsvis armert med en armering som er heltrukket fra elementets ene langside til den andre og som derved løper gjennom hull, som er utstanset i tynnplateprofilene.

De langsgående profiler utgjøres av tynnplateprofiler 4a, 4d, som i den viste utførelse er utformet med et steg 10 med fag-verkslignende konstruksjon. Profilens frie kant har en U-formet kantavstivning 11, idet dens innstøpte kant har en enkelt bøy med hull for samvirke mellom betong og plate.

Ved profilenes stivere som danner fagverket er platen utbøyet 12a-d, hvorved det oppnås en ytterligere avstivning.

Som omtalt innledningsvis er ifølge en foretrukket utførelses-form av oppfinnelsen såvel plate som tverrbjelker støpt av lettballastbetong. Platen og bjelkene er armert, hvilket også er nevnt ovenfor, fortrinnsvis med et 4 mm armeringsnett.

Lettballastbetongens densitet beløper seg til ca. 800-1100 kg/m 2, hvilket tilsvarer ca. to ganger treets densitet men mindre enn halvparten av densiteten for vanlig betong. Dette gjør at overflateelementet ifølge oppfinnelsen får en egenvekt som er så lav som ca. 0,70-0,90 kN/m 2, og den frittbærende lengde kan gjøres så lang som 8,4 m ved en nyttelast på

1,5 kN/m , dvs. det som kreves ifølge byggenormen for små-husbjelkelag. Dette skal sammenlignes med et element med lignende utformning fremstilt av konvensjonell betong, hvilket skulle få en egenvekt som overstiger nyttelasten.

Platen 2 danner således elementets øvre flate 3 og fordeler nyttelasten og opptar trykkspenninger fra bøyemomenter.

De langsgående tynnplateprofiler har til oppgave å oppta bøye- og skjærspenninger idet de tversgående bjelker som ligger mellom kortendebjelkene, bidrar med en indre avstivning av det enkelte element samt muliggjør sammenføyning av flere elementer på en slik måte at et visst moment kan opptas også av disse mellomliggende bjelker. De tversgående mellomliggende bjelker har dessuten stor betydning for elementets

I håndterbarhet, f.eks. ved vending og løfting. De støpte bjelker ved elementets kortender har flere forskjellige funk-sjoner som er vesentlige for oppfinnelsen. Disse bjelker er sammenholdende og hviler mot opplagringene, som slik som nevnt

kan utgjøres av de parallelle, langsgående vegger i et småhus. Ved at plateprofilene er støpt inn i disse tversgående kort-endeb jelker, kan disse avstive tynnplateprofilene samtidig

som de tetter mot opplagringene og kantinnkledningen. Dessuten danner de understøttelser for bærende vegger i etasjen

ovenfor bjelkelaget, når overflateelementet anvendes som

I bjelkelag.

Med en platetykkelse på 30-60 mm oppnås alle de foran beskrev-ne fordeler samtidig som det fås et element med minimal vekt.

Ved fremstillingen av overflateelementet ifølge oppfinnelsen sammenstøpes betongplaten og de to kortendebjelker samt tverrbjelkene av betong med tynnplateprofilene på en slik måte

at det fås fullt samvirke mellom betongen og tynnplateprofilene. Når overflateelementet er beregnet på å anvendes som

bjelkelagselement, kan tynnplateprofilene ifølge en utførel-sesform av oppfinnelsen forspennes slik at de utøver en konstant bøyespenning på det ferdige element.

For fiksering og distansering av tynnplateprofilene i den støpeform som anvendes og i hvilken elementet fremstilles

med overflaten nedad, forsynes tynnplateprofilenes langsgående innstøpingskant med innfestingselementer, i det minste ett i hver ende. Disse elementer kan derpå også anvendes for løfting av de ferdige overflateelementer.

De mellomliggende tverrbjelker av betong forsynes i sine to ender med innstøpte festeelementer, som ved montering av de ferdige overflateelementer ifølge oppfinnelsen anvendes for sammenføyning av inntil hverandre liggende overflateelementer.

Ved fremstillingen kan den støpte betongplate også forsynes med systemer for opptagelse og avgivelse av varmeenergi, og videre kan det ferdige overflateelement forsynes med varme-og/eller lydisolasjon i rommet mellom plateprofilene.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til de ovenfor be-skrevne utførelsesformer, idet de forskjellige detaljkonstruk-sjoner kan varieres på flere forskjellige måter.

Med hensyn til tynnplateprofilene er kun en tenkt utførelse vist på tegningene. Det skal dog bemerkes at det utstansede mønster kun er fremkommet for oppnåelse av den lavest mulige egenvekt og lavest mulige materialforbruk samt delvis for å tilveiebringe størst mulig frihet ved installasjoner. I visse tilfeller kan det dog være formålstjenlig å anvende en profil med ugjennombrutt steg eller med annet mønster.

I den viste utførelse har profilenes frie kant en U-formet kantavstivning 11. Dette er imidlertid ikke helt nødvendig idet kantavstivningen kan bestå av en enkelt bøy.

Den innstøpte langsgående kant kan også ha en U-formet kantavstivning selv om den i den viste utførelse utgjøres av en enkelt bøy med utstansninger for å tilveiebringe størst mulig samvirke mellom plate og betong.

Tynnplateprofilenes tverrsnitt kan også varieres, idet en foretrukket form er en Z-profil, men også en U-profil fun-

gerer tilfredsstillende.

Claims (7)

1 . Prefabrikert overflateelement av komposittype for anvendelse innen bygningsindustrien, omfattende en plate (2)

av armert støpt betong, hvilken danner elementets lastfor-delende og avskjermende overflate (3), samt langsgående i platens bakside delvis innstøpte tynnplateprofiler (4),karakterisert ved tversgående, ved platens kortender anordnede armerte, støpte betongbjelker (5, 6), samt én eller flere mellom de to kortendebjelker (5, 6) anordnede armerte, tversgående støpte betongbjelker (7, 8).

2. Overflateelement ifølge krav 1,karakterisert ved at platen (2) og bjelkene (5, 6, 7, 8) er støpt av lettbetong.

3. Overflateelement ifølge krav 1,karakterisert ved at den støpte betongplate (2). er armert med armeringsnett (9).

4. Overflateelement ifølge krav 3,karakterisert ved at armeringen i form av armeringsnett (9) er komplettert med bøyestrekkarmering for å klare støttemomentene ved eventuell mellomstøtte.

5. Overflateelement ifølge krav 1,karakterisert ved at tynnplateprofilenes (4) steg (10) har et utstanset mønster samt at deres frie kant har en U-formet kantavstivning (11).

6. Overflateelement ifølge krav 1, karakterisert ved at tynnplateprofilenes (4) innstøpte del har en enkelt kantbøy med utstanset mønster for oppnåelse av samvirke med betongen.

7. Overflateelement ifølge krav 1, karakterisert ved at betongplaten (2) og de to kortendebjelker (5, 6) samt tverrbjelkene (7, 8) av betong er sammenstøpt med tynnplateprofilene (4) på en slik måte at det oppstår fullt samvirke mellom betongen og tynnplateprofilene.