NO347198B1

NO347198B1 - Buet bygningselement, samt fremgangsmåte for å justere buet bygningselement.

Info

Publication number: NO347198B1
Application number: NO20200016A
Authority: NO
Inventors: Olav Bjarne Tonstad
Original assignee: Olav Bjarne Tonstad
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2023-07-03
Also published as: NO20200016A1; EP4087986A1; EP4087986A4; WO2021141497A1

Description

BUET BYGNINGSELEMENT, SAMT FREMGANGSMÅTE FOR Å JUSTERE BUET BYGNINGSELEMENT.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et buet bygningselement for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner.

Nærmere bestemt kan det buede bygningselementet være fremstilt av heltre plank, laminert bue, laminerte massivtre-elementer, plater og eller trebord, trefiberplater krysslagt eller stål, aluminium og komposittmaterialer, men er ikke begrenset til de forannevnte materialer.

For enkelthets skyld vil beskrivelsen i det etterfølgende bli rettet mot et buet bygningselement for tak. Dette fordi at uansett bruksområde så ligner bygningselementenes utførelse på hverandre. Det skal imidlertid forståes at bygningselementet ifølge foreliggende oppfinnelse også skal omfatte buede bygningselement for tak, vegg, etasjeskiller og buede konstruksjoner.

En fagmann vil være kjent med at det er begrensninger i lengden og bredden på bærende bygningselementer, for eksempel på etasjeskillere og tak, som kan benyttes uten at støtteanordninger er påkrevd. Dette gir begrensninger i utførelsen og design av et bygg, herunder arealutnyttelse på grunn av all understøttelse som er påkrevd. Dette kan være kostnadsdrivende for byggets totalkostnad, herunder livsløpskostnad, funksjonalitet og et mer fleksibelt bruksområde. Annenhåndsverdien kan dermed bli lavere.

Rent estetisk og funksjonelt foretrekkes ofte åpne, fleksible løsninger uten understøttelse som opptar gulvareal, for eksempel til butikker, næringsbygg, idrettshaller, lager- og andre hall-løsninger.

Materialer laget av trevirke har vært benyttet i ualminnelige tider til bygningsmaterialer for hus og bygninger. De mest benyttede sorter trevirke har vært furu eller gran i vår del av verden, mens andre sorter også forekommer. Hvilke typer trevirker som benyttes kommer av tilgjengelighet, etterspørsel og tilbud. I tillegg kommer krav som for eksempel kvalitet, styrke, fuktinnhold, stabilitet og levetid. Og i nyere tid har også kravet til kortreiste materialer kommet inn som et vektig argument.

Trevirke benyttes vanligvis på lave bygninger, og benyttes til yttervegg, utvendig tak, kledning, innvendige vegger, gulv, etasjeskillere og innvendig tak. Når det gjelder større bygg, herunder næringsbygg, så brukes det for det meste betong og betongelementer samt stål som konstruksjonsog bygningsmaterialer.

En fagmann vil være kjent med flere av ulempene med betong som bærende konstruksjonsmaterialer; etasjeskillere i betong krever opplagring i form av støtter på grunn av stor egenvekt og derav lengdebegrensninger med slike elementer. Dette medfører blant annet lengre byggetid samt at gulvarealet blir redusert av støttene.

Det finnes flere typer av bygningselementer på markedet i dag, både i betong, stål, trevirke og andre materialer. Ulempen med disse er flere, men felles er at de har klare begrensninger i langsgående retning, og generelt er lange laminerte tre-dragere kostnadsdrivende. Dette medfører at støtter må benyttes, også for bygningselementer i form av etasjeskillere/tak. Imidlertid er stor fleksibilitet ved utnyttelse av gulvareal ofte foretrukket ved å benytte lengre strekk av selvbærende tak og eller etasjeskillere.

US 5218801 A viser et buet bygningselement for en takkonstruksjon omfattende minst en buet forsterkningsanordning (øvre strekkstag 20) som er festet til festeanordninger 22 ved samleanordninger (elementets ender 12). Det buede bygningselement omfatter også minst en forsterkningsanordning (nedre strekkstag 21) som er festet til festeanordninger 22 ved samleanordninger (elementets ender 12).

Vi anser at oppfinnelsen ifølge krav 1 oppviser noe nytt i forhold til hva som er tidligere kjent fra US 5218801 A, ved at buet forsterkningsanordning (6) er anbrakt til det buede dekkets (4) utvendige side i bygningselements (1) lengderetning, og at buet forsterkningsanordning (6) er festet til stramme-, sensor og festeanordninger (10) som er anbrakt til buet dekke (4) på midten av buet bygningselement (1) i lengderetningen ved hjelp av friksjonsanordninger (13).

Det objektive tekniske problem som løses av oppfinnelsen ifølge krav 1, sett i lys av hva som er kjent fra US 5218801 A, er å komme frem til et bygningselement med en alternativ plassering og montering av den øvre forspenningsanordningen, som muliggjør justering av skjevheter, form og nivå på bygningselementet, samt låsing av bygningselementet mot deformasjoner.

US 5218801 A beskriver ikke en løsning på det objektive tekniske problemet slik som oppfinnelsen er angitt i det foreliggende krav 1.

For at det buete bygningselement ifølge foreliggende oppfinnelse skal kunne benyttes på lengre strekk uten understøttelse, så benyttes et prinsipp der minst én forsterkningsanordning som kan være i form av, men ikke begrenset til tau eller wire i stål- eller komposittmaterialer eller andre materialer som er anbrakt mellom hver langsgående ende av buet bygningselement og anbrakt til stramme-, sensor- og festeanordninger som er anbrakt til tverrgående elementer i hver langsgående ende av buet bygningselement. Forsterkningselementene kan enten være plassert parallelle i buet bygningselement lengderetning, eller være krysset i langsgående retning av buet bygningselement.

Minst ett buet forsterkningselement er anbrakt til buet stramme-, sensor- og festeanordning.

Imidlertid er buet forsterkningsanordning anbrakt og følger det buede dekkets utvendige overflate. Buet stramme-, sensor- og festeanordninger er anbrakt til tverrgående elementer i hver langsgående ende av buet bygningselement. Buet forsterkningsanordninger og forsterkningsanordninger opptar strekkrefter som oppstår i buet bygningselement ifølge

foreliggende oppfinnelse.

I tillegg er buet forsterkningsanordninger festet til buet dekket på midten av buet bygningselement i lengderetningen ved hjelp av friksjonsanordninger. Dette muliggjør at stramming, justeringer og avlesninger fra sensorer kan gjøres fra begge langsgående ender av buet bygningselement, noe som gjør montering lettere samt bedre dokumentasjon på installasjonen og i drift.

Buet forsterkningsanordning kan og være i en annen form og utførelse enn forsterkningsanordning, for eksempel av rektangulær eller kvadratisk utførelse, men er ikke begrenset til de nevnte utførelsesformer. De buete forsterkningsanordninger har et materiale med lav friksjon anbrakt mellom buet dekke og buet forsterkningsanordninger for å underlette strammingen av buet forsterkningsanordninger.

En foretrukket fremgangsmåte ved oppstramming av buet- og forsterkningsanordningene (etter at det buede bygningselementet er ankommet byggeplass, klar for montering og plassert på plass), er å stramme opp forsterkningsanordningene ved hjelp av stramme-, sensor- og festeanordning til tilstrekkelige verdier for strekk, deretter strammes buet forsterkningsanordninger ved hjelp av buet stramme-, sensor og forsterkningsanordninger til en tilstrekkelig strekkverdi. Eventuelle finjusteringer på vekselvis buet stramme-, sensor og festeanordninger og stramme-, sensor og festeanordninger kan utføres inntil tilstrekkelig strekk i buet- og forsterkningsanordningene er oppnådd. Sensorene i buet stramme-, sensor- og festeanordninger samt stramme-, sensor og festeanordningene gir signaler om strekket i buet- og forsterkningsanordninger, og muliggjør dermed en sikker og rask justering av begge typer av forsterkningsanordninger. I tillegg kan sensorene være tilkoplet hele tiden, for dermed å avgi signaler om noe uforutsett i det buete bygningselements konstruksjon skulle oppstå, og dermed avverge skade eller andre uønskede hendelser. Forsterkningsanordningene kan også krysse hverandre langs lengderetningen av det buete bygningselementet.

En annen fordel er at buet- og forsterkningsanordningene kan brukes til å justere skjevheter, form og nivå på bygningselementet.

Vekten av det buete bygningselementet vil presse det buede dekket nedover, men forspenningen av forsterkningsanordningene kombinert med mer finjusteringer av forspenningen til buet- og forsterkningsanordninger vil holde buet bygningselement i en ønsket posisjon som låser buet bygningselement, også mot deformasjoner.

I tillegg består det buete bygningselementet av sideelementer som omfatter langsgående avstivere som er anbrakt på samme side av sideelementene, og rettet mot hverandre. Sideelementene er anbrakt til det buede dekket og tverrgående elementer i hver langsgående ende av det buede bygningselementet.

Hovedfunksjonen til sideelementene med langsgående avstivere er å gi styrke til det buete bygningselementet, slik at det buede bygningselementets geometri opprettholdes.

Forspenningen av buet- og forsterkningsanordninger, den buete konstruksjonen samt sideelementene med langsgående avstivere, utgjør hovedkomponentene som muliggjør lengre spenn uten understøttelse på buet bygningselement for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner. Skulle imidlertid lengre spenn ønskes enn det buete bygningselementet tillater uten understøttelse, kan understøttelse benyttes. Men ser man på dagens løsninger med understøttelse på bygningselementer, så trengs det adskillig færre understøttelser på buet bygningselement ifølge foreliggende oppfinnelse.

Oppfinner har overaskende funnet ut at forspenningen av buet- og forsterkningsanordningene, den buete konstruksjonen samt sideelementene med langsgående avstivere, utgjør hovedkomponentene som muliggjør lange spenn uten understøttelse på buet bygningselement for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk. Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

Det er tilveiebrakt [krav 1] et buet bygningselement ifølge foreliggende oppfinnelse. Nærmere bestemt et buet bygningselement for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner som omfatter minst én buet forsterkningsanordning som er anbrakt på det buede dekkets utvendige side og i dekkets lengderetning, og er festet til buet stramme-, sensor og festeanordninger. Buet forsterkningsanordning er anbrakt til dekket på midten av buet bygningselement i lengderetningen ved hjelp av friksjonsanordninger. Buet forsterkningsanordning er festet til tverrgående elementer i hver langsgående ende av buet bygningselement. Minst én forsterkningsanordning kan være krysset eller orientert parallelt med lengderetningen til buet bygningselement.

Forsterkningsanordningen er anbrakt til stramme-, sensor- og festeanordninger som er festet til tverrgående elementer og anbrakt i hver langsgående ende av buet bygningselement.

Langsgående sideelement omfatter langsgående avstivere som er anbrakt på samme side av sideelementene og orientert mot hverandre på buet bygningselementet og anbrakt til buet dekke og tverrgående elementer i hver langsgående ende. Sideelementene kan være anbrakt på begge sider av dekket, og rage på over- og eller undersiden av dekket

Buet bygningselement omfatter [krav 2] glideanordninger som er anbrakt mellom buet forsterkningsanordning og buet dekke i buet bygningselements lengderetning. Dette muliggjør en sikrere og enklere oppstramming av de buede forsterkningsanordninger på grunn av lavere friksjon.

Styreanretninger [krav 3] er anbrakt på sidene av hvert buet bygningselement i lengderetningen, for eksempel på kantendene på dekket eller på sideelementene. Styreanretninger korresponderer med hverandre når flere buede bygningselementer settes sammen, slik at de for eksempel fungerer som styringer under montasjen, og dermed korresponderer og styrer med hverandre slik at de buede bygningselementene kan monteres kant i kant. Dette letter monteringen av buet bygningselement og er tidsbesparende.

Sensorene [krav 4] som anvendes til stramme-, sensor- og festeanordninger og buet stramme-, sensor- og festeanordninger anvendes til kontinuerlig avlesing av verdier fra forsterkningsanordning og buet forsterkningsanordning. Dermed er det mulig og få avlesninger som kan varsle om endringer og fare i bygningskonstruksjonen. Det er også mulig og få avlesninger for buet bygningselement samt resten av konstruksjonen for for eksempel dokumentasjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse, er det tilveiebrakt en fremgangsmåte [krav 5] for å justere buet bygningselement for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner, hvor fremgangsmåten er k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter å stramme, justere og avlese verdier fra sensorer som er tilkoplet stramme-, sensor- og festeanordninger og buet stramme-, sensor- og festeanordninger , som er anbrakt til henholdsvis buet forsterkningsanordning, og forsterkningsanordning, og eventuelt etterjustere skjevheter som er påført av uønskede krefter, både under monteringen og i ettertid på buet forsterkningsanordning og forsterkningsanordning på buet bygningselement ved hjelp av strammeanordningene som er anbrakt på stramme-, sensor- og festeanordninger og buet stramme-, sensor- og festeanordninger. Først strammes forsterkningsanordning, deretter strammes og justeres buet forsterkningsanordning vekselvis med forsterkningsanordningen.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig.1 viser et perspektivisk oppriss av buet bygningselement som er forsynt med sideelementer som rager på over- og undersiden av dekket ifølge foreliggende oppfinnelse;

Fig.2 viser et perspektivisk oppriss av buet bygningselementet som er forsynt med kryssende forsterkningsanordninger;

Fig.3 viser et perspektivisk oppriss av buet bygningselementet som er forsynt med sideelement som rager på undersiden av dekket ifølge foreliggende oppfinnelse;

Fig.4 viser et perspektivisk oppriss av buet bygningselementet som er forsynt med sideelement som rager på over- og undersiden av dekket som er lukket ifølge foreliggende oppfinnelse; Fig.5 viser et sideriss av prinsippskisse ifølge foreliggende oppfinnelse;

På figurene angir henvisningstallet 1 et buet bygningselement ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig.1 viser et buet bygningselement 1 som omfatter minst én buet forsterkningsanordning 6 som er anbrakt på buet dekkets 4 utvendige side i lengderetning. Det er festet til buet stramme-, sensor og festeanordninger 10 samt anbrakt til buet dekke 4 på midten av buet bygningselement 1 i lengderetningen ved hjelp av friksjonsanordninger 13. Buet forsterkningsanordning 6 er festet til tverrgående elementer 7 i hver langsgående ende av buet bygningselement 1. Buet forsterkningsanordning 6 omfatter glideanordninger 12 som er anbrakt mellom buet forsterkningsanordning 6 og buet dekke 4 i buet bygningselement 1 sin lengderetning.

Minst én forsterkningsanordning 8, som er orientert parallelt med lengderetningen til buet bygningselement 1 og anbrakt til stramme-, sensor- og festeanordninger 9 som er festet til tverrgående elementer 7 og er anbrakt i hver langsgående ende av buet bygningselement 1.

Styreanretninger 5 og 11 er anbrakt på langs av dekke 4 eller på sideelementene 2, og som ved montasje av flere buede bygningselementer 1, korresponderer og styrer med hverandre kant i kant.

Sideelementer 2, omfatter langsgående avstivere 3 som er festet til sideelementene 2.

Sideelementene 2 er festet på hver side av det buede dekket 4. Sideelementene 2 består av langsgående avstivere 3, som er plassert på den samme siden av sideelementene 2. De langsgående avstiverne 3 behøver ikke å være montert helt til kanten på sideelementene 2, slik som vist på fig.1. De langsgående avstiverne 3 på sideelementene 2 orienteres mot hverandre. Sideelementene 2 er plassert slik at de rager over og under dekket 4, og med buet avslutning på den delen som rager under dekket 4.

Fig.2 viser et buet bygningselement 1, som har flere likhetstrekk med fig.1, men hvor forsterkningsanordning 8 er krysset i buet bygningselements 1 lengderetning.

Fig.3 viser et buet bygningselement 1, som har flere likhetstrekk med fig.1, men hvor sideelementet 2 kun rager under dekket 4, med buet avslutning.

Fig.4 viser et buet bygningselement 1, som har flere likhetstrekk med fig.1, men hvor sideelementet 2 rager over og under dekket 4, med rett avslutning, slik at buet bygningselement 1 er lukket fra siden.

Fig.5 viser et sideriss av prinsippet for buet bygningselement 1, som viser buet forsterkningsanordning 6 og forsterkningsanordning 8. I tillegg vises opplagring 14, friksjonsanordning 13, glideanordning 12, buet dekke 4, buet stramme-, sensor og festeanordninger 10, stramme-, sensor- og festeanordninger 9 og tverrgående elementer

Claims

Patentkrav

1. Et buet bygningselement (1) for en takkonstruksjon omfattende minst en buet forsterkningsanordning (6) som er festet til festeanordninger (10) ved samleanordninger (7), og at det buede bygningselement (1) også omfatter minst en forsterkningsanordning (8) som er festet til festeanordninger (9) ved samleanordninger (7), k a r a k t e r i s e r t v e d at buet bygningselement (1) ) for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner omfatter minst én buet forsterkningsanordning (6) som er anbrakt til det buede dekkets (4) utvendige side på midten av buet bygningselement (1) i lengderetningen ved hjelp av friksjonsanordninger (13), og at buet forsterkningsanordning (6) også er anbrakt til buet stramme-, sensor og festeanordninger (10) som igjen er festet til tverrgående elementer (7) i hver langsgående ende av buet bygningselement (1), og minst ett sideelement (2) som omfatter langsgående avstivere (3) som er anbrakt på samme side av sideelementene (2) og orientert mot hverandre på buet bygningselementet (1) og anbrakt til buet dekke (4) og tverrgående elementer (7) i hver langsgående ende, samt at minst én forsterkningsanordning (8), som kan være krysset eller orientert parallelt med lengderetningen til buet bygningselement (1) og anbrakt til stramme-, sensor- og festeanordninger (9) som er festet til tverrgående elementer (7) og anbrakt i hver langsgående ende av buet bygningselement (1) og at buet forsterkningsanordning (6) og forsterkningsanordning (8) opptar forspenninger i buet bygningselement (1).

2. Buet bygningselement (1) for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner, i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at bygningselement (1) omfatter glideanordninger (12) anbrakt mellom buet forsterkningsanordning (6) og buet dekke (4).

3. Buet bygningselement (1) for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner, i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at bygningselement (1) omfatter styreanretninger (5) og (11) på langs av dekket (4) eller sideelementene (2), og som korresponderer med hverandre når flere buede bygningselementer (1) monteres sammen.

4. Buet bygningselement (1) for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner, i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at bygningselement (1) omfatter stramme-, sensor- og festeanordninger (9) og buet stramme-, sensor- og festeanordninger (10) der sensorene anvendes til kontinuerlig avlesing av forspenninger fra forsterkningsanordning (8) og buet forsterkningsanordning (6).

5. Fremgangsmåte for å justere buet bygningselement (1) for etasjeskiller, tak, vegg og buede konstruksjoner, ifølge ethvert av kravene 1-4, klar for montering og plassert på ønsket plass, hvor fremgangsmåten er k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter å stramme forsterkningsanordningene (8) ved hjelp av stramme-, sensor- og festeanordninger (9) til en forhåndsgitt strekkverdi, og deretter strammes /justeres de buede forsterkningsanordningene (6) vekselvis med forsterkningsanordninger (8) ved hjelp av buet stramme-, sensor og festeanordninger (10) og stramme-, sensor og festeanordninger (9).