NO813935L - Baerelag - Google Patents

Description

Deri foreliggende oppfinnelse vedrører et bærelag eller bærelagselement som inngår i et bjelkelag. Bærelaget er bygd opp av tynnplatebjelke eller annen lettbjelke, som lastopptagende bæreelement, hvilket er helt innstøpt i porebetong. Porebetongen utgjør derved også overflate- og volumdannende materiale for begge sider av bærelaget. Bjelke-lagene er beregnet til bruk for å avgrense forskjellige etasjer i bygninger, i det minste ved deres over- eller under-side.

Mari kan sette opp forskjellige krav til et bærelag foruten at det skal kunne bære en beregnet last uten at ned-bøyningen overstiger visse fastsatte verdier. Det skal for-trinnsvis være billig og lett å oppføre, iblant uten nevne-verdige anordninger og uten spesialutdannet personale. Andre krav som ofte stilles til bærelaget er at det skal ha lav vekt, ikke være følsomt for brann eller varme, være lyd- og varme-isolerende. Kuldebroer bør kunne unngås, hvis bærelaget skiller rom med forskjellige temperaturer. Som ytterligere fordel kan nevnes ikke-gjennomslippelighet for fukt. Ekstra fuktisolering kan nemlig vise seg å være kostbart.

Bærelag bygget opp av stålbjelker eller armert betong er ofte forekommende konstruksjoner i bygninger, fram-for alt der belastningene er store, såsom i industribygg m.m. Konstruksjonene er tunge og omstendelige å framstille, og spesielt i småhus.

Endog andre former av bjelkelag forekommer der man kombinerer bjelker med overflatedannende materiale for å danne gulv respektiv tak mellom etasjer og avhengig av det overflatedannende materiale og øvrige omstendigheter, kan man fylle eventuelle hulrom med mineralull, celleplast eller lignende-.

Å bøye bjelker av tynnplate har vunnet mer og mer terreng, spesielt innen de områder der belastningene er begrenset. Ifølge Statens Stålbyggnadskommittés "Normer for tunnplåtkoirstruktioner 79", StBK-5, menes med tynnplate stål-og aluminiumsplate med en tykkelse mindre enn 4 mm.

Tynnplatekonstruksjbnens lastebærende evne begrenses ofte i mindre grad av materialets styrkeegenskaper enn mer av tendensen til utbøyning av delflater. En konvensjonell Z-eller U-formet tynnplatebjelke løper for eksempel stor fare for utbøyning både i steg og trykkflens lenge før materialets strekkgrense overskrides. Endog vridning av bjelkene forekommer.

Endog andre såkalte lettbjelker kan komme til anvendelse i bærelag, der materialet ikke helt består av plate i steget. For eksempel kan nevnes "board". Endog disse er utsatt for utbøyning både i "board" og plate.

Det har nu overraskende vist seg at man praktisk talt kan eliminere faren for utbøyning i bærelag eller bærelagselement ved å anvende porebetong som materiale rundt bjelkene i bærelaget. Dermed kan belastningen på bærelaget økes betydelig, samtidig som man oppnår bærende flate, en viss varme- og lydisolering m.m. Anvender man skumbetong, dvs.^ porebetong med lukkede porer, oppnås det dessuten tilstrekkelig fuktsperre. Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i den etter-følgende mer utførlige beskrivelse, eksempel, patentkrav samt i tegningen, hvor

fig. 1 viser snitt av et bærelag bestående av flate-armert porebetong og Z-bjelker av tynnplate,

fig. 2 et snitt av et bærelagselement bestående av skumbetong og bjelker ifølge svensk patentsøknad nr. 7906353-3,

fig. 3 og 4 "nakne" tynnplatebjelker respektivt et bærelagselement oppbygget av to tynnplatebjelker og porebetong under prøvebelastning.

Det er et kjent faktum at ved lettbjelker 2, der stegene 5 eller flensene 6 utgjøres av tynnplate, "board" eller lignende materiale, skjer en utbøyning av disse innen den teoretiske materialbruddspenning for det aktuelle materiale oppnås. Det er også kjent at det behøves relativt små krefter for å forhindre utbøyningen. Ifølge oppfinnelsen hindres utbøyningen i steget 5 og flensene 6 ved at man rundt bjelken 2 støper porebetong 3. Porebetongen 3 får dessuten fylle hele området mellom bjelkene 2 i bærelaget 1 eller bærelagselementet 16. Hvorvidt man skal konstruere bjelke laget i elementer eller ikke beror på omstendighetene og den sort porebetong som anvendes. Skal porebetongen 3 framstilles ved gjæring, som for eksempel høytrykksdampherdet gassbetong, er selvsagt eneste muligheten å sammenføye bjelkelaget av bærelagselementer 16, som framstilles i fabrikk i beregnede lengder og deretter monteres på plass.

En annen framgangsmåte for å framstille porebetong 3, er å anvende et luftporedannende tilsatsmiddel i sement-vannblandingen og deretter piske inn luft i denne blanding i passende mengde. Vil man ha en sterkere porebetong 3, minskes luftinnblandingen og vice versa. Tettheten kan med passende tilsatser og med hensiktsmessig maskin bringes ned til 200 kg/m 3 , men kan også fås til å stige til 900 kg/m 3.

Det sier seg selv at hvis man vil oppnå så lavt varmegjennomgangstall som mulig, skal man holde tettheten nede, men da på bekostning av styrken. Porebetong 3, framstilt ved luftinn-blåsning i sement-vannblanding med luftdannende tilsatsmiddel, pleier å bli kalt skumbetong. Skumbetongen, i mot-setning til den varmeekspanderte porebetong, har helt lukkede porer. Dette kan være til fordel, da denne ikke slipper gjen-nom fort, og eventuell behandling av bjelkelaget for å til-veiebringe en fuktsperre blir derfor unødvendig.

Bærelag 1 av skumbetong kan settes sammen av bærelagselementer 16 eller støpes hele på plass. Formoppsettingen blir på grunn av bærelagets 1 letthet, enkel og framstillingen av skumbetong er lett og krever ingen mer kompliserte håndteringsanordninger. For å motvirke overflatesprekker, pleier porebetongen 3 å bli overflatearmert 4.

I visse bjelkelag ønsker man at varmegjennomgangen skal være så lav som mulig. Dette gjelder for eksempel ved kjeller- eller loftbjelkelag i villaer. For å unngå kuldebroer anvendes tynnplatebjeiker 2 med gjennombrutte steg,

som for eksempel bjelke ifølge svensk patentsøknad 7700181-8 eller 7601416-1. Porebetongens 3 tykkelse må også avstemmes til dens tetthet^og lagets bæreevne og krav til varmeisolasjon. En annen lettbjelkekonstruksjon med meget liten kuldebro-effekt nevnes i svensk patentsøknad nr. 7906353-3. Denne er

oppbygd som et rektangulært rør 7 med to steg 5 av board og flensene 6 av tynnplateprofiler. For å øke denne bjelkes 1 bæreevne ved å eliminere utbøyningsfaren, fylles hulrommet i røret 7 også med porebetong.

EKSEMPEL:

For å sammenligne hvor meget et bærelagelement 16 med to i porebetong 3 innstøpte bjelker 2, tåler i forhold til to bjelker 2 som ikke var innstøpt, ble følgende forsøk gjort, fig. 3 og 4.

Fire stykker Z-formede lettbjelker 2 ble framstilt av 2 mm stålplate. Høyden på bjelkene 2 var 200 mm og lengden 5000 mm.

I første forsøk, figur 3, ble to bjelker 2 lagt opp symmetrisk og horisontalt på to understøttelser 8 av fir-kantrør og vinkelrett på støttenes 8 parallelle lengderetning. Avstanden mellom støttene 8 var 4700 mm og mellom bjelkene

2, 600 mm. Midt på bjelkene 2 med en innbyrdes avstand på 2250 mm og parallelt med understøttelsene 8, ble det lagt først to lastlekter 9 og ovenpå disse i bjelkenes 2 retning og midt imellom disse, ble det lagt en I-bjelke 10. I-bjelken 10 ble suksessivt belastet midt imellom lastlektene 9, med vekter 10 samtidig som maksimal nedbøyning av bjelkene 2 ble målt.

Nedbøyningen økte stort sett rettlinjet med lasten 11 fra 0 til 40 mm ved 34,0 kN.

Ved 38,0 kN brøt bjelkene 2 sammen på grunn av ut-bøyning.

I det andre forsøk, figur-4, ble bjelkene innstøpt symmetrisk i porebetong 3 til et element 12 med bredde 1200 mm og høyde 250 mm. Porebetongen 3 hadde en volumvekt på 516 kg/m 3 og var framstilt ved at det i en blanding av vann, sement og skumdannere, ble innblåst luftbobler ved hjelp av en for formålet spesielt utformet maskin. Såvel ved over- 13 som underflaten 14 av elementet 16, ble det innstøpt armeringsnett 15 ca. 5 mm under flaten 13,14. Prøvebelastningen ble utført på samme vis som ved nakne bjelker 2 ifølge det ovenstående. Det bør påpekes at såvel understøttelse 8 som lastlekter 9 var 1200 mm lange og således rakk over hele elementets 16 bredde. Selv her økte nedbøyningen stort sett rettlinjet med lasten fra 0 til 17 mm ved 34,0 kN og 27 mm ved 49 kN last. Skyve-brudd oppsto ved støt 8, ved 6 4,0 kN.

Eksemplet viser at bjelker 2 innstøpt i porebetong 3, tåler en last som er nær, dobbelt så stor som ved bare bjelker 2, ved en nedbøyning som er omtrent halvparten så stor. Lettbjelkenes 2 teoretiske strekkgrenselast ved uredusert tverrsnitt er beregnet til 72,6 kN. Porebetongen 3 forstiver således lettbjelken 2, slik at stålets strekkgrense-område i dette tilfelle utnyttes med 88% mot 52% ved nakne bjelker 2, der utbøyningen ikke hindres på noe vis.

Claims (7)

1. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) oppbygget av parallelle lettbjelker (2) i avstand fra hverandre, karakterisert v e ,d at det som overflate- og volumdannende middel mellom lettbjelkene (2), anvendes porebetong (3), hvilken omslutter bjelkene (2).

2. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) ifølge krav 1, karakterisert ved at porebetongen 3

(3) har en tetthet mellom 200 og 900 kg/m

3. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) ifølge krav 2, karakterisert ved at porebetongen (3) utgjøres av skumbetong, dvs. porebetong (3) med lukkede porer.

4. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) ifølge hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lettbjelkene (2) utgjøres av bukkede tynnplatebjelker med godstykkelse under 4 mm.

5. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) ifølge krav 4, karakterisert ved at de av tynnplate framstilte lettbjelkers (2) steg (5) er gjennombrutt for å minske bjelkenes (2) kuldebrovirkning.

6. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) ifølge krav 3, karakterisert ved at lettbjelkens (2) steg (5) består av board.

7. Bærelag (1) eller bærelagselement (16) ifølge krav 6, karakterisert ved at lettbjelken (2) er framstilt ifølge svensk patentsøknad 7906353-3 og at porebetongens tetthet er høyst 500 kg/m .