NO337560B1

NO337560B1 - Bygningselement

Info

Publication number: NO337560B1
Application number: NO20070350A
Authority: NO
Inventors: Tommy Persson; Andreas Sundberg
Original assignee: Swelite Ab
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2016-05-09
Also published as: EP1811097A2; EP1811097B1; SE530436C2; NO20070350L; EP1811097A3; SE0600148L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et bygningselement for konstruksjon av et veggeller gulvbjelkelag tilhørende en bygning i henhold til ingressen til patentkrav 1.

DE 1927374 U beskriver et bygningselement ifølge ingressen til krav 1.

Bygninger føres vanligvis opp i henhold til to fremgangsmåter, som enkeltkomponenthus eller som seksjonshus. Med enkeltkomponenthus menes bygninger der en svill monteres til en grunn, på hvilken svill veggene settes opp med et stenderverk innbefattende et flertall stående bærende stendere som settes fast i svillen. Avstanden mellom stenderne er slik anpasset at isolasjon med standardmål kan plasseres mellom stenderne. Veggens tykkelse, og med dens isolasjonstykkelse, kan bygges på avhengig av bygningens anvendelse. Deretter monteres en ytterkledning i form av en bygningsplate på stendernes innside og utside, dvs. veggens innside og utside

Gulv- eller bjelkelag byggs på tilsvarende vis opp ved at gulvbjeiker danner bærende elementer, mellom hvilke isolasjon plasseres etter at en hjelpebunn (blindbotten) eller sprettebjeiker (glesregling) har blitt montert mot bjelkenes underside. Deretter legges en ytterkledning i form av en bygningsplate oppe på bjelkene.

Denne bygningsmåten er relativt arbeidskrevende, og kan dessuten bli problematisk dersom været er dårlig. Videre kreves flinke håndverkere ettersom samtlige deler må monteres på stedet.

En annen type bygningsmåte er seksjonshus eller elementhus. Samtlige av husets deler bygges inne i en fabrikk under regulert klima og i jigger eller etter maller. Bygningselementene bygges i størrelser som tillater transport av delene med lastebil ut til en ferdigstilt grunn, og blir relativt billig i forhold til tilsvarende seksjoner bygd i henhold til enkeltkomponentprinsippet.

Bygningselementene bygges ofte på en måte som ligner den ovenfor beskrevne enkeltkomponentmetoden, dvs. med bjelker som danner de bærende detaljene på et avstand fra hverandre dannende fag i hvilke isolasjon plasseres. På i det minste den ene siden av stenderne, dvs. veggens inn- eller utside, monteres en ytterkledning i form av en bygningsplate. På tilsvarende måte bygges gulvene i elementform. Gulvelementenes side som trekkspenninger skjer i kan forsterkes ved at en bygningsplate eller plateskive festes til bjelkenes underside.

En ulempe med denne bygningsmåten med hensyn til veggmoduler er at de større kreftene som veggelementene utsettes for tas opp av veggstenderne. Store vertikale krefter dannes dersom flere veggelementer stables oppe på hverandre når bygningen har flere etasjer, samt når bjelkelagene festes i veggene ved hvert etasjeplan. Dessuten utsettes veggelementene for sidekrefter av vinden. Med hensyn til gulvelementene dannes trykkspenninger i bygningsplaten og i gulvbj eikenes parti som platen er festet i når gulvbj eikene bøyes ved belastning. Samtidig dannes trekkspenninger i gulvbj eikenes nedre partiet, dvs, de partier som befinner seg lengst bort fra bygningsplaten.

En annen ulempe med denne typen relativt lette gulvbj elkelag med høy stivhet er at man får problem med bjelkelagets egenfrekvens og impulshastighetsrespons. En vanlig måte å fjerne denne ulempen på er å støpe et betongsjikt oppe på platen eller på annen måte å tilføre masse til bjelkelaget.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å oppnå et bygningselement som helt eller delvis fjerner disse ulemper.

Denne hensikten oppnås gjennom et bygningselement som er bygd opp av I-bj eiker og en ytterkledning med selvbærende og svingningshemmende egenskaper.

Ifølge oppfinnelsen er det frembrakt et bygningselement for konstruksjon av vegg- eller gulvbj elkelag tilhørende en bygning, innbefattende et bjelkeverk i form av et flertall I-bjelker som strekker seg i bygningselementets lengderetning, der hver I-bjelke oppviser et liv med en første henholdsvis en andre flens som strekker langs livets lengdesider, samt et plateformet overflateelement ved hvilket den ene flensen til hver I-bjelke er festet, hvori det plateformede overflateelementet er av sandwichkonstruksjon innbefattende en kjerne av et materiale med fibere, hvor majoritet av fibrene er orientert i linje med I-bj eikenes lengderetning.

I det etterfølgende vil en som eksempel valgt utførelsesform bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger, der:

figur 1 viser et snittriss av bygningselement i henhold til oppfinnelsen,

figur IB viser et snittriss av en annen variant av et bygningselement i henhold til oppfinnelsen,

figur 1C og ID viser to varianter av skjøteanordninger,

figur 2A viser et perspektivriss av et bygningselement,

figur 2B viser et trekkraftopptagende middel i form av en vaier,

figur 2C viser et eksempel på en beregningsmodell av en bjelke, og figur 3-6 viser tverrsnitt av en bjelke med varianter av plassering av et trekkraftoppdagende middel.

I henhold til figur IA og 2A innbefatter et bygningselement 1 i henhold til oppfinnelsen et stenderverk 2 i form av et flertall langstrakte I-bj eiker 3 som strekker seg i bygningselementets 1 lengderetning vesentlig parallelt og i innbyrdes avstand fra hverandre. Avstanden mellom bjelkene er med fordel anpasset til vanlig bygningsstandard, men kan være større eller mindre avhengig av anvendelsesområdet og hvilken belastning elementet vil utsettes for. I-bj eikene 3 er med i det minste ene langsiden festet til et overflateelement 4 i form av et plateformet element av sandwichkonstruksjon som danner ytterveggs- innerveggs- eller gulvflate når elementet 1 benyttes for konstruksjon av en vegg eller gulvbj elkelag. I-bj eikene 3 innbefatter et langstrakt liv 5 som ved sine langsider oppviser en første og en andre langsgående flens 6, 7. Flensene 6, 7 er med fordel tilvirket av massivt tre, lamelltre, trefibermateriale eller en kombinasjon av disse. Med massivt tre menes i dette henseende treflenser fremsatt av et stykke eller flere biter, feks. spillbiter fra sagverkenes justerverk, som er fingerskjøtet eller på annen måte sammenføyd ende mot ende i lengderetningen.

Med lamelltre menes plywood, dvs. relativt tynne skiver av trefinér av hvilke et flertall limes sammen med fiberretningen i kryss med hverandre. En annen type lamelltre er såkalte LVL-plater, en plywood der finerskiver limes sammen med fiberretningene rettet i samme retning, dvs. parallelt med hverandre. LVL-plater kan også tilvirkes på en slik måte at majoriteten av fiberne er rettet i samme retning, en variant som har blitt gitt henvisningsbetegnelsen B i figur IB. Med majoritet menes i dette tilfellet at en eller flere, men ikke mer en halvparten av det totale antall lag, av de i platen inngående lagenes fiberretning er rettet på tvers av de øvrige lagenes fiberretning, med den hensikt å stabilisere platen med hensyn til formendring. Ytterligere en variant av lamelltre er limtre, der et flertall massivtrestykker limes til hverandre og danner et trestykke.

Med trefibermateriale menes i dette tilfellet en trefiberplate, OSB, en sponplate eller lignende plate som dannes ved at tre finfordeles i ulik grad hvoretter det finfordelte materialet presses sammen til plater, i visse tilfeller sammen med et bindemiddel. I-bjelkenes liv er med fordel tilvirket av noen av disse nevnte trefibermaterialene, men også andre typer materiale slik som metall eller kompositt er mulig å benytte.

I beskrivelsen nedenfor vil I-bjelkenes flenser bli benevnt som trykkflens 6 henholdsvis trekkflens 7. Trykkflensen 6 er den flensen som tar opp de trykkrefter som dannes i flensen når bjelken 3, i henhold til en kjent beregningsmodell som vises for eksempel i figur 2C, hvilket med sin ene flens 6 på støtte ved sine ender og belastes ovenifra på den andre flensen 7, og med bygningselementet 1 orientert som vist i figur 1. Trekkflensen 7 er således en flens hvori trekkrefter dannes når bjelken 3 belastes i henhold til det overfor beskrevne eksemplet, dvs. at trekkflensen 7 er den flensen som bjelken hviler på mot støttene og trykkflensen 6 er den flens som belastningen er rettet mot. Ved store trekkrefter kan et kompletterende trekkraftopptagende middel 8 anordnes til trekkflensen 7, slik det vil bli mer inngående beskrevet nedenfor.

I henhold til figurene IA og 2A er I-bjelkenes 3 trykkflens 6 festet til et overflateelement 4 i form av et plateformet element av sandwichkonstruksjon. Overflatelementet 4 er med fordel limt til bjelkenes 3 trykkflenser 6, men kan festes på annen måte slik som limskruing. Overflateelementets 4 kjerne 9 innbefatter et flertall virkestykker 10 i form av planker eller hjørner som ligger kant mot kant. Virkestykkene kan være i hele fullengder, eller et flertall biter sammenføyd med eksempelvis fingerskjøter i lengderetningen som danner fullengdestykker. Virkestykkene limes sammen eller sammenføyes på annen måte til en skiveformet kjerne 9, hvoretter kjernes begge plane overflater 11 belegges med et yttermateriale 12 i form av en flate av trefibermateriale av den type som ovenfor beskrevet som limes, skrues eller på liknende måte festes til kjernens 9 plane overflater 11. Med fordel innbefatter overflatematerialet 12 en trefiberplate.

Overflateelementet 4 kan også innbefatte en skive av LVL-materialet B i henhold til figur IB, slik det er beskrevet ovenfor. Videre kan overflateelementet innbefatte en halm- eller stråbasert fiberplate. Overflateelementet 4 kan også anordnes til I-bjelkenes begge flenser.

Det av I-bj eikene 3 og overflateelementet 4 dannede bygningselementet 1 tilvirkes i størrelser som tillater transport av disse på en lastebil. Bygningselementet 1 er beregnet for å benyttes til vegg- og/eller gulvbj elkelag. Når elementet skal benyttes som veggelement anordnes bygningselementet i det vesentlige vertikalt, hvorved det oppnås den fordel at de vertikale krefter som bygget utsettes for tas opp av både I-bj eikene 3 og overflateelementet 4. Overflatelemenet 4 stivhet medfører også at horisontale krefter slik som vindkrefter effektivt tas opp.

Når bygningselementet 1 skal benyttes som gulvelement eller bjelkelagselement plasseres bygningselementet 1 i det vesentlige horisontalt i henhold til figur 2A. I de fleste tilfeller hviler elementets endeparti på støttepunkter eller lager A hvorved overflateelementet 4 er beregnet for å utgjøre gulvflaten. Når overflateelementet 4 belastes av en tyngde, i et ekstremtilfelle belastes platen midt mellom støttepunktene A som elementet 1 hviler på, bøyes bjelkene 3 nedover av tyngden. De trykkrefter som dannes på grunn av belastning oppkommer i overflateelementet 4 plan 13 og i trykkflensen 6 til bjelken 3. Av den anledning er virket 10, i form av planker eller fjøler, i overflateelementets 4 kjerne 9 anordnet med fibrene orientert i en retning som sammenfaller med bjelkenes 3 retning. Dermed kan trykkreftene effektivt opptas ettersom tre har større holdfasthet spesielt med hensyn til trykkrefter, i fibernes lengderetning enn i tverretningen. Videre opptas trykkreftene også i I-bjelkenes trykkflenser 6, men kreftene blir lavere i trykkflensene 6 sammenliknet med de trykkrefter som bjelker tar opp i konvensjonelle bygningselementer, ettersom overflateelementet 4 opptar en stor del av kreftene. Ved behov kan også et andre overflateelement (ikke vist) festes til I-bjelkenes 3 trekkflenser 7 og som danner inntak til en underliggende etasje i bygningen.

Trykkreftene C dannes, ved en belastning av en kraft F i henhold til det ovenfor beskrevne eksempel og som vist i figur 2C, ovenfor bjelkenes sentrumspunkt M. Samtidig dannes trekkrefter T i trekkflensen. I-bjelkenes andre flenser 7, trekkflensene, utsettes således for trekkrefter. For å bedre oppta disse krefter kan trekkflensen 7 utstyres med et trekkraftopptagende middel som strekker seg langs hele flensen, slik det kan sees i ulike utførelseseksempler i figurene 3-6.1 figur 3 utstyres trekkflensen 7 med et uttak eller et utfrest spor 14 i flensen 7 kan som befinner seg lengst fra overflateelementet 4.1 sporet 14 festes et trekkraftopptagende middel 8 i form av et bånd, en vaier eller en langstrakt plate av et materiale med høy trekkholdfasthet. Eksempler på et slikt materiale er metall eller fiberkompositt. I utførelseseksemplet som vises i figur 3 blir et bånd av kullfiber benyttet, men det skal innsees at også andre fiberkomposittmaterialer kan benyttes, for eksempel glassfiber.

I en annen utførelsesform som vises i figur 4 kan også et ekstra lag tre 15 legges over sporet 14 etter at det trekkraftoppdagende midlet 8 har blitt lagt i sporet 14.1 en ytterligere utførelsesform i henhold til figur 5 innbefatter i det minste trekkflensen 7 trelaminat 16, men også trykkflensen 6 kan innbefatte laminat, hvorved det trekkraftopptagende midlet 8 utgjør det ene sjiktet i laminatet. Det trekkraftopptagende midlet kan også limes eller på annen måte festes direkte på trekkflensens kant som befinner seg lengst bort fra platen, som vist i figur 6.

I en ytterligere utførelsesform som vist i figur 2B er det trekkraftopptakende midlet 8 en vaier 8:1 som er festet i par konsoller 8:2 i tilslutning til trykkflensen 6 begge ender. Vaieren løper fra sitt ene festepunkt ved trykkflensen 6 på skrått over livet 5 til flensen 7. Trekkflensen 7 er anordnet med løpehjul eller løpebane 8:3 i hvilke vaieren er innfestet på en forskyvbar styrt måte i sin lengderetning. Løpebanene er anordnet i et stykke inn fra trekkflensens 7 ende, en ved hver ende, fordelaktig på en plass som gir vaieren en helling på mellom 20-60 grader fra trekkflensen, avhengig av bjelkens spennvidde. Fra trekkflensen 7 løper vaieren 8:1 på skrått over livet 5 igjen og tilbake til trykkflensen 6 og dens andre festepunkt. Vaieren er fordelaktig festet ved konsollene med en mutter 8:4 og mellom mutteren og konsollen er det anordnet en brikke 8:5. Brikken 8:5 kan være av et vibrasjonsdekkende materiale. Med mutterne kan vaieren og dermed I-bj eiken forspennes.

Takket være ytterelementets 4 utforming med en kjerne 9 av massivt tre og et overflatemateriale 12 av trefiberplate sammen med I-bjelkenes 3 utforming unngås også den svingning eller svikt som er vanlig forekommende hos trebjelkelag. Overflateelementets 4 tyngde medfører at bygningselementet 1 oppnår en treghet som demper nevnte svingninger. For å ytterligere forsterke konstruksjonen, og for å underlette tilvirningen av elementet, kan såkalte "kortinger" 18 av I-bj eiker monteres mellom I-bjelkene 3, se figur 1. Kortingene kan også innbefatte vanlige trebjelker, uten liv, kappet til egnede lengder.

Ved skjøting av et flertall bygningselementer 1 til hverandre er det anordnet skjøtepartier 19 til elementenes kanter 20 som danner en hann og en hunn. I en utførelsesform er skjøtedelen 19 utformet som en trapp sett i snitt, se figur ID. Denne trappetrinnsformen er dannet på tvers av fiberretningen til overflateelementets 4 kanter 20 ved at kantene er utstyrt med falser 21. Overflateelementets 4 ene side, når overflateelementet sees ovenfra som i figur 2, er anordnet med en hunndel 22 utformet som en oppoverrettet fals ved den øvre overflatene, dannende en hvileplanoverflate. Overflateelementet 4 motstående side er utstyrt med tilsvarende utsparinger i form av en hanndel med en nedoverrettet fals ved sin nedovervendte overflate dannende en anleggsflate. Når to bygningselementer, som befinner seg i det vesentlige samme plan og skal skjøtes, plasseres således det ene overflateelementets anleggsflate til det andre overflateelementets hvileplansflate, dvs. den ene falsen i den andre, slik at en skjøt dannes. Med fordel legges en festemasse, feks. lim eller fugemasse, på den ene falsen før skjøtepartiene plasseres i anlegg med hverandre og sammenføyes siden med festemiddel, for eksempel spiker elle skrue.

I en annen utførelsesform skjer skjøtingen ved formbundet låsing i henhold til figur 1C. Begge skjøtepartiene er plassert på samme måte som beskrevet ovenfor, men falsene er slik utformet at en kilevirkning oppnås. Den ene delens fals utformes som en hanndel med en kileformet spiss 24 rettet nedover. Overflateelementets 4 tilsvarende side er utstyrt med tilsvarende utsparinger som danner en hunndel med et åpent kilespor 25 rettet oppover. Når to bygningselementer skal skjøtes, plasseres således det ene bygningselementet med hunndelen av skjøtepartiet med det åpne kilesporet 25 rettet oppover, hvoretter det andre bygningselementet med hanndel en av skjøtepartiet med den nedoverrettede kilen 24 føres inn i det åpne kilesporet. Dette gir en skjøt som ved belastning av sin egentyngde trykker bygningselementet 1 i retning mot hverandre. Det skal innses at skjøten med kilevirkning kan vendes andre veien, dvs. at kilen 24 er rettet oppover og kilesporet 25 er rettet nedover. Det skal også innses at også andre typer skjøter er mulige, feks. i form av not og fjær anordnet i overflateelementenes kanter.

Skjøtepartier kan også anordnes langs fiberretningen hos overflateelementets kjerne, og også anordnes til overflateelementets samtlige kanter, dvs. både på tvers og langs av fiberretningen, av den ene eller som en kombinasjon av de ovenfor beskrevne skjøtemetodene.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til det som er beskrevet ovenfor og vist på tegningene, men kan endres og modifiseres innenfor rammen av oppfinnelsestanken angitt i de etterfølgende patentkrav.

Claims

1. Bygningselement (1) for konstruksjon av vegg- eller gulvbj elkelag tilhørende en bygning, innbefattende et bjelkeverk (2) i form av et flertall I-bj eiker (3) som strekker seg i bygningselementets (1) lengderetning, der hver I-bjelke (3) oppviser et liv (5) med en første henholdsvis en andre flens (6, 7) som strekker langs livets (5) lengdesider, samt et plateformet overflateelement (4) ved hvilket den ene flensen (6) til hver I-bjelke er festet, hvori det plateformede overflateelementet (4) er av sandwichkonstruksjon innbefattende en kjerne (9) av et materiale med fibere,karakterisert vedat majoriteten av fibrene er orientert i linje med I-bjelkenes (3) lengderetning.

2. Bygningselement i henhold til krav 1,karakterisertved at I-bjelkenes (3) liv (5) er anordnet i rett vinkel mot overflateelementet (4).

3. Bygningselement i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat overflateelementets (4) kjerne (9) innbefatter et flertall virkestykker (10) i form av planker eller fjøler sammenføyd kant mot kant i bygningselementets (1) lengderetning.

4. Bygningselement i henhold til krav 3,karakterisertved at virkestykkene (10) er sammenføyd ved liming.

5. Bygningselement i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat overflateelementets (4) overflate som grenser mot I-bjelkenes (3) flenser, er anordnet med et overflatemateriale (12) i form av en trefiberplate.

6. Bygningselement i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat overflateelementets (4) begge overflater er anordnet med overflatemateriale (12) i form av en trefiberplate.

7. Bygningselement i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedat I-bjelkenes (3) liv (5) henholdsvis flenser (6, 7) innbefatter tremateriale og/eller trefibermateriale.

8. Bygningselement (1) i henhold til krav 1 som gulvbj elkelag,karakterisert vedat den ene av I-bjelkenes (3) flenser (6, 7) er anordnet med et trekkraftopptagende middel (8) for opptak av trekkrefter i flensen.

9. Bygningselement i henhold til krav 8,karakterisertved at kjernens (9) fibere er orientert i linje med I-bjelkenes (3) lengderetning.

10. Bygningselement i henhold til krav 8,karakterisertv e d at det trekkraftopptagende midlet (8) er anordnet til flensen (7) som befinner seg lengst fra overflateelementet (4).

11. Bygningselement i henhold til et av kravene 8-10,karakterisert vedat det trekkraftopptagende midlet (8) er innfelt i flensen (7).

12. Bygningselement i henhold til et av kravene 8-11,karakterisert vedat det trekkraftopptagende midlet (8) er klebende festet til flensen (7).

13. Bygningselement i henhold til et av kravene 8-12,karakterisert vedat det trekkraftopptagende midlet (8) innebefatter et metallband eller en metallvaier.

14. Bygningselement i henhold til krav 13,karakterisertv e d at vaieren (8:1) eller metallbandene er justerbart festet i anslutning til trykkflensens (6) ender og forskyvbart styrt innfestet ved partier (8:3) hos trekkflensen (7).

15. Bygningselement i henhold til et av kravene 8-12,karakterisert vedat det trekkraftopptagende midlet (8) innbefatter et bånd av fiberkompositt.

16. Bygningselement i henhold til krav 15,karakterisertved at fiberkompositten innbefatter kullfiber eller glassfiber.

17. Bygningselement i henhold til et av kravene 8-16,karakterisert vedat det trekkraftopptagende midlet strekker seg langs hele flensen (6, 7) og sammenfaller med trekkreftenes retning.

18. Bygningselement i henhold til et av kravene 8-17,karakterisert vedat det trekkraftopptagende midlet (8) er anordnet til I-bj eikens (3) begge flenser (6, 7).

19. Bygningselement i henhold til et av kravene 1 eller 8,karakterisert vedat minst to av overflateelementets (4) kanter (20) er utstyrt med skjøtepartier (19) for skjøting av to bygningselementer (1) til hverandre.

20. Bygningselement i henhold til krav 19,karakterisertved at skjøtepartiene (19) innbefatter falser (21) som passer i hverandre, det ene i det andre.

21. Bygningselement i henhold til krav 19-20,karakterisertved at skjøtepartiene (19) strekker seg på tvers av fiberretningen i overflateelementet (4) kjerne (9).

22. Bygningselement i henhold til et av kravene 19-21,karakterisert vedat skjøtepartiene (19) strekker seg langs fiberretningen i overflateelementets (4) kjerne (9).

23. Bygningselement i henhold til et av kravene 19-22,karakterisert vedat skjøtingen skjer ved formbundet låsing.