NO324015B1 - Trebjelker med seksjoner som er utsatt for tverrgaende strekkspenning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en trebjelke med avsnitt som er belastet på tverrgående strekk, idet avsnittene er forsterket med i det vesentlige på tvers av bjelkens lengderetning forløpende anordnede stavformede elementer.

Allerede ved åpninger i området av slike trebjelker men også i området ved deres ender, når det er anordnet utsparinger i området ved opplagringen, resulterer spesielle belastninger på grunn av krefter som forløper på tvers av fibernes lengderetning, slik at det i disse områder i trebjelken kan dannes riss og sprekker rettet parallelt til fiberretningen.

Det er tidligere foreslått at det nettopp i disse avsnitt av trebjelker som er belastet på tverrgående strekk å innsette stavformede elementer som spesiell forsterkning. Som regel ble disse stavformede elementer innlimt i forhåndsborede hull. Det ble derved oppnådd en viss forsterkning åv bjelken på tvers av dens lengderetning, altså på tvers av fiberretningen.

Det må derved gås ut fra at tidligere de for innsetting av de stavformede elementer tilveiebrakte boringer som regel er ført gjennom den totale høyde av en bærer eller er innført utgående fra oversiden eller undersiden av bjelken til langt utover det egentlige på tverrgående strekkbelåstede avsnitt. På den ene side medfører dette derved et tilsvarende tidsforbruk for fremstilling av boringen, for innsettingen av det stavformede element og for dettes innklebing, og på den an-nen side resulterer et spesielt materialforbruk ved tilsvarende lange stavformede elementer og en tilsvarende stor nødvendig klebestoffmasse.

Den oppgave som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse er ved en bjelke av den ovennevnte type vesentlig å forsterke forsterkningsmulighetene i området for de avsnitt som er belastet på tverrgående strekk.

Dette lykkes ifølge oppfinnelsen derved at de stavformede elementer er tildannet av skruer som i det minste ved sine to endeområder er forsynt med gjengeavsnitt hvor disse gjengeavsnitt er ført gjennom en på tverrgående strekk-belastet sone og er innskrudd fra over- eller undersiden av bjelken og ført bare gjennom en del av høyden av bjelken og dermed tilordnet direkte den på tverrgående strekkbelåstede sone.

Ved disse trekk ifølge oppfinnelsen er det blitt mulig å anvende forholdsvis korte skruer i stedet for de tidligere, meget lange stavformede elementer. Overfør-ingen av strekkreftene sikres alene ved hjelp av gjengeavsnittene som inngriper i bjelkens trevirke.

Ved oppfinnelsen er i praksis muligheten tilveiebrakt for å anvende en skrue for det foreliggende formål hvor skruen da forsenkes tilsvarende dypt og dermed er anordnet hvor tilsvarende tverrgående strekkrefter opptrer. Nettopp ved spesielt høye trebjelker gir dette et fordelaktig resultat. Slike bjelker kan ha en høyde på 1 meter eller mer enn en meter, hvorved imidlertid en forsterkning på grunn av det opptredende strekkbare er nødvendig i et bestemt høydeområde av bjelken.

En fordelaktig utforming ses deri at skruene på oversiden og undersiden av en sone med forhøyet tverrgående strekk rager tilnærmet langt utover denne sone. Det er dermed sikret at gjengeområdene, som er tilordnet de to ender av skruen, har en tilsvarende forankring i det vesentlige samme utstrekning, slik at de tverrgående strekkrefter kan overtas uten problemer. En slik anordning er imidlertid da bare mulig når skruene kan innskrues tilsvarende mindre dypt eller like dypt i trebjelken.

I denne sammenheng resulterer på fordelaktig måte at lengden av skruene er tildannet kortere enn den halve høyde av bjelken. Spesielt ved bjelker med spesiell høyde resulterer derved en meget vesentlig materialbesparelse, og videre er det spesielt ved anvendelse av skruer med gjengeavsnitt gitt et så lite ensartet dreiemoment som mulig. Slike skruer kan da innskrues uten forhåndsboring av et hull i trebjélken, hvorved også en tilsvarende dyp innsenkning muliggjøres.

Nettopp ved en trebærer med forholdsvis stor høyde resulterer i bestemte områder - for eksempel i midtområdet av en buet bærer - flere avsnitt belastet på tverrgående strekk, idet dette kan gjelde lagene i alle områder regnet på høyden av bjelken. I et slikt tilfelle kan forholdsreglene ifølge oppfinnelsen likeledes fordelaktig gjennomføres nemlig ved at det i avsnitt belastet på tverrgående strekk to eller flere skruer innskrues med avstand tilnærmet parallelt orientert i forhold til hverandre og aksialt, altså forskjøvet i forhold til hverandre over høyden av bjelken. Dermed kan ét forholdsvis stort avsnitt av en bjelke forsynes med en spesiell tverrgående strekkforsterkning og da ved innskruing av et flertall skruer, som innskrues fra over- eller undersiden av bjelken og derved kan innskrues mer eller mindre dypt.

En fordelaktig utførelsesfbrm vedrører at skruene over hele skaftlengden er forsynt med en gjenge. Det sikres derved at skruene over sin hele lengde kan inn-gripe i trevirket i bjelken og dermed er i stand til å overføre høye tverrgående krefter.

Videre foreslås det at skruene i sin ene ende fremviser et innvendig verk-tøyangrepssted idet diameteren av det avsnitt av skruen som omgir dette innvendige verktøy angrepssted er tildannet tilnærmet like stor som eller bare litt større enn den ytre diameter av gjengen. Ved disse forholdsregler er det tilveiebrakt mulighet for at skruen kan innskrues forholdsvis dypt forsenket uten spesielt forhøy-else av innskruingsmomentet og uten å skade gjengeområdet i trevirket. Også ved denne forholdsregel tilveiebringes den mulighet at skruene innskrues meget dypt forsenket nettopp for å bringe dem dit hvor de på tverrgående strekkbelåstede avsnitt foreligger.

En fordelaktig og meget enkel prosedyre ved innskruingen av skruene i trebjelken foreligger da når skruene er innskrudd med en skrutrekker- "bit" som på skaftet som slutter til angrepsområdet for påsetting på skruen eller en tenkt hylstersylinder på dette skaft fremviser en diameter som er like eller mindre enn diameteren av det avsnitt på skruen som omgir det innvendige verktøyangrepssted og har en lengde for å overspenne området av bjelkens høyde fra det innvendige verktøy-angrepssted på skruen til den øvre eller nedre begrensning og videre til innføringen i skrutrekkeren. Det kan også på enkel måte ved hjelp av anvendelse av en forholdsvis lang skrutrekker- "bit" oppnås at skruene innskrues til den nød-vendige dybde i trebjelken. Uten nødvendigheten av en forhåndsboring frembrin-ges derved den mulighet at skruen i god orden med hensyn til høyden av bjelken kan innsettes på det tilsvarende sted.

Ytterligere trekk og spesielle fordeler ifølge oppfinnelsen forklares nærmere

i den etterfølgende beskrivelse ved hjelp av tegningene hvori:

Fig. 1 viser et avsnitt av en bøyd trebjelke i lengdesnitt, idet forskjellige avsnitt belastet på tverrgående strekk vises; Fig. 2 viser en forstørret illustrasjon av et utsnitt fra bjelken ifølge fig. 1, hvor en åpning fremgår; Fig. 3 viser en forstørret illustrasjon av et endeområde av en bjelke med en utsparing; og Fig, 4 til 8 viser forskjellige utførelsesformer og områder av trebjelker hvori avsnitt som er spesielt belastet på tverrgående strekk er vist.

Ved en trebjelke 1 foreligger en rekke av soner 2 belastet på tverrgående strekk og som i det vesentlige forløper i lengderetningen av bjelken 1, altså i tre-virkets fiberretning. Hvis nå denne bjelke i fullt tverrsnitt er dannet av naturlig trevirke eller er utført som laminatbjelke, altså som en limtrebjelke, har effekten på avsnittene belastet på tverrgående strekk praktisk ingen innvirkning, da en tverrgående strekkbelastning alltid er tilstede i området med utsparinger eller gjennomboringer 3 eller også i andre områder.

I stedet for de hittil vanlige foranstaltninger (forhåndsboring - innsetting av stavformede elementer - innklebing av disse stavformede elementer- forholdsvis lang tørketid av klebestoffet) skal nå en skrue 4 innskrues i bjelken 1 direkte i det fulle materiale av bjelken. Denne skrue som her skal innsettes fremviser i det minste ved sine to endeområder gjengeavsnitt. Det er imidlertid også tenkelig å anordne en gjenge over hele skåftlengden av skruene 4. Lengden L av skruene 4 er ved bjelker 1 med forholdsvis stor høyde H tildannet mindre enn den halve høyde H av bjelken 1. Ved bjelker med mindre høyde H kan dette forhold til lengden L av skruene 4 selvfølgelig også gå i den andre retning. Bare eksempelvis kan det fastholdes at ved den bjelkehøyde H på 1 meter er det mulig med en lengde L av skruene 4 på 20 cm eller mindre.

Dette lykkes likeledes spesielt derved at skruene 4 tilordnes nøyaktig den på tverrgående strekkbelåstede sone. Etter innskruingen av skruene 4 fra oversiden 5 eller fra undersiden 6 av bjelken 1 blir skruene 4 nettopp skrudd inn så langt at de tilordnes direkte til den på tverrgående strekkbelåstede sone 2. Det sees også fra fig. 1 -3 at skruene 4 fordelaktig tilsvarende likt rager like langt på oversiden og undersiden av en sone 2. Det er dermed mulig med en optimal ledning av de tverrgående strekkrefter til de områder av bærebjelken 1 som slutter til de res-pektive soner 2.

Spesielt ved avbildningen i fig. 1 (for eksempel helt til høyre) vises at det i avsnitt belastet på tverrgående strekk foreligger flere soner fordelt over høyden H av bjelken 1, og som er belastet på tverrgående strekk. I disse avsnitt kan da to eller flere skruer 4 med avstand orientert tilnærmet parallelt til hverandre idet disse skruer da er innskrudd aksialt forskjøvet i forhold til hverandre over høyden H av bjelken 1.

Innenfor rammen av oppfinnelsen er det også mulig å innskru to eller flere enn to skruer 4 med samme akse direkte etter hverandre, idet da den første skrue må forsenkes tilsvarende dypt. I et slikt tilfelle kunne også den da etterfølgende skrue eventuelt fremvise en større ytre diameter. Skruer 4 kan også innskrues med samme akse fra de motsatte sider, altså fra oversiden 5 og undersiden 6 av bjelken 1, når skruene skal føres over et tilsvarende større område av høyden H av bæreren 1.

Skruene 4 fremviser i sin ene ende et innvendig verktøy-angrepssted, idet diameteren av det avsnitt av skruen 4 som omgir det innvendige verktøy angrepssted er tildannet like stor som eller bare litt større enn den ytre diameter av gjengen. Derved er det mulig med en lett innskruing av skruene 4 i denne relativt dypt forsenkes stilling, spesielt ved at det ved det større "hode" av skruen ikke foreligger noen vesentlig dreiemomentforhøyelse ved innskruing av skruene 4.

Innskruingen av skruene 4 i denne forholdsvis dypt forsenkede stilling kan skje med en tilsvarende skrutrekker- "bit" som på angrepsområdet av skaftet for påsetting på skruen eller på en tenkt hylstersylinder av dette skaft fremviser en diameter som er lik eller mindre enn diameteren av det avsnitt av skruen 4 som omgir det innvendige verktøyangrepssted. Denne skrutrekker- "bit" har da en lengde for å overspenne området H av bjelken fra det innvendige verktøyangreps-sted på skruen 4 og ut til den øvre eller nedre begrensning 5 henholdsvis 6 av bjelken 1 og videre til skrutrekkerinnføringen. I denne sammenheng er det også mulig at det for eksempel på nevnte skrutrekker- "bit" anordnes tilsvarende marke-ringer for derved nøyaktig å kunne konstatere med hvilken innskruingsdybde skruene 4 er blitt skrudd inn i bjelken 1. Det kan også på nevnte skrutrekker- "bit" for eksempel anordnes riller, fordypninger, fargemarkeringer eller lignende.

Alt etter det tilsvarende anvendelsesområde for skruene 4, altså alt etter til-dannelse og form av åpningene i en bjelke 1, alt etter dennes bøyning eller alt etter spennvidde resulterer det på de forskjellige områder av bjelken 1 også tverrgående strekkbelåstede avsnitt og dermed også ganske spesielle på tverrgående strekkbelåstede soner 2. Således sees det for eksempel fra fig. 4 at slike på tverrgående strekkbelåstede soner foreligger i midtområdet av lengden av bøyde bjelker 1. På samme måte resulterer slike soner 2 belastet på tverrgående strekk i bjelker som på sine oversider foregir en slags takform. Også her oppstår disse tverrgående strekkrefter praktisk i midtområdet regnet på den totale lengde av bærebjelken. Fra fig. 6 sees det at ved en åpning 3 de på tverrgående strekkbelåstede soner 2 ikke ubetinget på de to sider av denne åpning 3 i forskjell høyde, men kan også være virksomme i den samme høyde. Dette bestemmes tilsvarende alt etter belastningstilfellet av en trebjelke.

Soner 2 belastet på tverrgående strekk resulterer også ved en U-formet Utsparing i en bjelke 1, for deri å innsette en på tvers forløpende bjelke 7.1 utform-ingen ifølge fig. 8 er det praktisk vist en komplettering av montasjen som også vist i fig. 3. Ved en tilsvarende utsparing 8 i trebjelken 1 resulterer også her nettopp i det viste område en sone 2 belastet på tverrgående strekk.

I alle disse avsnitt belastet på tverrgående strekk, spesielt i sonene 2 spesielt belastet på tverrgående strekk, kan ved anvendelse ifølge oppfinnelsen av skruer ved direkte innskruing av disse også uten forhåndsboring oppnås en tilsvarende tverrgående kraftforsterkning.

Claims (7)

1. Trebjelke med avsnitt belastet på tverrgående strekk, som er forsterket ved hjelp av stavformede elementer som er anordnet i det vesentlige forløpende på tvers av bjelkens lengderetning,karakterisert ved at de stavformede elementer er tildannet fra skruer (4), som i det minste på sine to endeområder er forsynt med gjengeavsnitt, idet skruene er ført gjennom en sone (2) belastet på tverrgående strekk og er innskrudd fra over- eller undersiden av bjelken (1), og ført bare gjennom en del av høyden (H) av bjelken og dermed tilordnet direkte den på tverrgående strekkbelåstede sone (2).
2. 2. Bjelke ifølge krav 1,karakterisert ved at skruene (4) på oversiden og undersiden av en sone (2) med forhøyet tverrgående strekk rager tilnærmet likt utover denne sonen (2).
3. 3. Bjelke ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at lengden (L) av skruene (4) er tildannet mindre enn den halve høyde (H) av bjelke (1).
4. 4. Bjelke ifølge krav 1,karakterisert ved at det i avsnitt belastet på tverrgående strekk er innskrudd to eller flere skruer (4) med avstand orientert tilnærmet parallelt til hverandre og aksjalt, altså forskjøvet i forhold til hverandre over høyden (H) av bæreren (1).
5. 5. Bjelke ifølge krav 1,karakterisert ved at skruene (4) over hele skaftlengden er forsynt med en gjenge.
6. 6. Bjelke ifølge ett av kravene 1 til 5,karakterisert ved at skruene (4) på sin ene ende fremviser et innvendig verktøyangrepssted, idet diameteren av det avsnitt på skruen (4) som omgir dette innvendige verktøyangrepssted er tilnærmet like stor som eller bare litt større tildannet enn den ytre diameter av gjengen.
7. 7. Bjelke ifølge ett av kravene 1 til 6,karakterisert ved at skruene (4) er innskrudd med en skrutrekker- "bit" hvis skaft som slutter seg til angrepsområdet for påsetting på skruen (4) eller en tenkt hylstersylinder på dette skaft fremviser en diameter som er like eller mindre enn diameteren av det avsnitt av skruen (4), som omgir det innvendige verktøyan-grepssted og har en lengde for å overspenne området med høyden (H) av bjelken (1) fra det innvendige verktøyangrepssted på skruen (4) til den øvre eller nedre begrensning (5, 6) og videre til innføringen i skrutrekkeren.