SE500785C2 - Bjälklagselement och förfarande för dess framställning - Google Patents

Description

590 785 Vid element med längre spännvídder används förspänd armer- ing. Denna förspänning ger automatiskt elementen en över- höjning. Vid längre spännvidder krävs också en överhöjning som kompensation för nedböjningen på grund av elementens egenvikt och belastningen på elementen. Överhöjningen genom förspänningen blir dock oftast ganska okontrollerad. Detta kan medföra att två element som place- ras bredvid varandra får olika överhöjning. Speciellt märkbart är detta vid kapning av element och när element med olika längd placeras bredvid varandra. Detta medför ofta tidsödande justeringsarbeten i form av pålastning alternativt uppstämpning av element för att få dessa till samma nivå innan foggjutning av elementen kan ske.

En annan nackdel med hålbjälklag är en överhuvudtaget mindre god måttnoggrannhet. Detta tillsammans med ovan nämnda problem med överhöjningen gör att relativt tjocka págjutningar eller tjocka lager med flytspackel oftast krävs för att erforderlig jämnhet och ytfinish för golvbe- läggningen ska uppnås. Detta förtar en del av de avsedda fördelarna med elementbyggeri eftersom pägjutningen eller flytspackelavjämningen tar tid samt att åter stora mängder fukt tillförs.

På motsvarande sätt som vid platsgjutna bjälklag måste pågjutningen oftast göras efter det byggnaden fått tak och väggar. Fogningen av elementen med betong måste dock göras redan i samband med montaget eftersom bjälklagen vanligtvis används för stabilisering av byggnaden. Innan elementen sammanfogats saknas denna stabiliserande förmåga.

En ytterligare nackdel med elementtypen är svårigheterna att i efterhand ta upp större hål för exempelvis schakt och liknande. Detta på grund av att den förspända armeringen då kapas och därmed bärförmågan äventyras. 590 785 Jämfört med ett traditionellt platsgjutet bjälklag är det också svårt att uppnà samma seghet och kontinuitet som vid det platsgjutna bjälklaget. Speciell fogarmering eller andra anordningar krävs i regel för att säkerställa byggna- den mot fortskridande ras.

På senare tid har också uppgifter framkommit som pekar på att elementen i vissa tillämpningar kan få en kraftig reduktion av den tvärkraftsupptagande förmågan med minskad säkerhet mot skjuvbrott som följd.

Föreliggande uppfinning utgörs av ett prefabricerat bjälk- lagselement av betong med elementbyggets alla fördelar men utan de nackdelar som ovan påpekats för hålbjälklagen.

Dessutom innebär elementets utformning och skarvningsför- farande att man kan uppnå samma seghet och kontinuitet som vid ett traditionellt platsgjutet bjälklag.

Uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till följande ritningar av vilka Figur 1 Figur 2 Figur 3 element, Figur 4 Figur 5 Figur 6 Figur 7 Figur 8 Figur 9 visar ett plansnitt, tvärsektioner samt en längssektion av ett färdigt element. visar principen för gjutningen och formut- förandet, visar utförandet av längsskarvarna mellan två visar utformningen av elementets ändfog, visar hur statisk samverkan kan uppnås med en stålbalk, visar en uppdelning av en lång form i delssträckor, visar exempel på hur formens krökning kan åstadkommas, visar exempel på formsidornas utförande, visar exempel på ändstoppens utförande Samt Figur 10 a-f beskriver principen för tillverkningen av ett element.

Med hänvisning till fig. 1 visas hur det färdiga elementet l är uppbyggt av betong 2 med en översida 3, undersida 4 och två sidoytor 5 samt i betongen ingjutna sparkroppar 6 av avsevärt lättare material än betong, exempelvis cell- plast.

Elementet tillverkas ej som håldäck i en kontinuerlig gjutprocess utan gjuts enligt fig. 2 upp och ned i en fast och uppåt öppen form 7. Gjutningen i en fast form ger en avsevärt större måttnoggrannhet. Botten i denna form 8 liksom långsidornas överkanter 9 har en nedåt riktad krök- ning i form av en konstant radie 10 på storlekordningen 200-300 m. Den nedåt riktade krökningen med en konstant radie medför att det färdiga elementet 1 får en överhöjning vars storlek är en funktion av elementets längd eller spännvidd. Överhöjningen som funktion av spännvidden vid en radie på 250 m framgår av tabellen.

Spännvidd (m) Överhöjning (mm) 4 8 6 18 8 32 12 72 Valet av radie är anpassad så att redovisad överhöjning i stort motsvarar beräknad nedböjning vid respektive spänn- vidd på grund av elementets egenvikt. Detta gör att ele- menten efter montage blir i huvudsak plana. 580 785 Fördelen med en överhöjning i form av en konstant radie är också att samma överhöjning alltid fås för en och samma elementlängd oberoende var i en lång elementform ett ele- ment tillverkas. Detta gör att de problem med olika nivå- skillnader mellan bredvidliggande element som omnämndes för hålbjälklagen normalt inte uppstår även om tvâ bredvid varandra liggande element skulle ha olika längd.

Om i speciella fall ändå en viss nivåskillnad skulle uppstå mellan två närliggande element är enligt fig. 3 längsskar- ven 11 mellan elementen utformad på sådant sätt att en enkel justeringsmöjlighet finns i form av i längsskaven ingjutna bygelstänger 12.

Genom att exempelvis förse bygelstängerna med gängor och använda ett plattstål 13 med hål motsvarande bygelstängerna kan elementen enkelt justeras till samma nivå med hjälp av muttrar 14 som skruvas till bygelstängerna 12.

Beskriven justeringsanordning är lätt att åstadkomma vid tillverkning av aktuella element genom gjutning i en fast form men omöjlig eller mycket svår att åstadkomma vid den kontinuerliga hålbjälklagstillverkningen. Anordningen kan också utnyttjas för att fixera elementen till varandra innan foggjutningen sker. Detta gör att elementen, i mot- sats till hâldäck, fungerar som en stabiliserande skiva även utan foggjutning. Foggjutningen kan därigenom göras i ett senare skede om så önskas.

Med hänvisning till fig.1, fig.2 och fig. 3 kan nämnas att en annan mycket stor fördel med aktuellt bjälklagselement är att den konstanta överhöjningen 10 tillsammans med att en tillräcklig slät överyta åstadkommas redan vid tillverk- ningen av elementen genom att överytan 3 gjuts nedåt, mot en slät formbotten 8, gör att någon pågjutning av elementen inte krävs på byggarbetsplatsen. Enbart längsfogarna ll 500 785 mellan bredvidliggande element och fogarna i elementens ändar behöver fyllas med bruk eller betong. Därigenom und- vikes tillförande av stora mängder vatten som en senare pâgjutning medför.

Utformningen av fogarna i elementets kortändar 15 framgår av fig 4. Fogutformningen innebär att ett frilagt arme- ringsnät 16 som är förankrat i elementet kommer att gjutas kring i samband med foggjutningen. Detta möjliggör att en kontinuitet med upptagande av stödmoment och därmed ökad bärförmåga och styvhet för elementen lätt kan åstadkommas genom inläggande av armering 17 över stödet som gjuts ihop med armeringsnätet. Därigenom fås en effektiv förankring till elementen. Vid hålbjälklag saknas denna möjlighet till kontinuitet över stöd.

Som visas i fig. 5 möjliggör ändfogarnas utformning också att en mycket effektiv statiskt samverkan enkelt kan er- hållas om stödet utgörs av en samverkansbalk genom att elementen via ändfogarna 15 och armeringsnätet 16 resp. den lösa armeringen 17 effektivt gjuts samman.

För att bjälklagselementet skall få stor styvhet och bär- förmåga även vid större spännvidder krävs en tillräcklig stor konstruktionshöjd. För aktuella element har för nor- malfallet valts en konstant höjd av 300 mm. För att elemen- ten inte ska bli för tunga har lätta sparkroppar 6 (fig. 1) lagts in i elementens mitt. Detta gör att elementvikten för bibehållen bärförmåga och styvhet blir endast drygt hälf- ten av vikten av ett homogent bjälklag med samma höjd.

Sparkropparna anordnas så att ett "balkrostsystem“ bildas (balkar såväl längs som tvärs elementen). Detta ger ele- mentet en mycket hög styvhet och generellt gäller att den höga styvheten i förhållande till vikten jämfört med ett lika tungt homogent bjälklag ger mycket goda ljudisolerande 500 785 egenskaper. Inte minst de tvärgående balkarna 18 bidrar till en ökad styvhet tvärs elementet vilket är värdefullt framförallt för stegljudsisoleringen.

De längsgående balkarna 19 har också en ren statisk funk- tion så tillvida att de överför skjuvkrafter från dragarm- eringen i underkant till den tryckta plattan i överkant.

För att överföra dessa skjuvkrafter krävs en bygelarmering eller motsvarande av de längsgående balkarna.

Om elementfogarna (längs- och tvärfogarna) igjuts först senare, vilket som påpekats är möjligt, kan det "rutsystem" som fogarna bildar utnyttjas för dragning av ledningar och mindre rör.

Mellan elementets balkar där sparkropparna ligger kan hâltagning för schakt etc också göras enkelt utan att bärförmågan äventyras.

Ett lämpligt sätt att tillverka elementen är i en lång gjutform 40-80 m med formbotten av stål på ett vibrator- bord. Längden uppdelas i ett antal delar där varje del innehåller den tidigare nämnda krökningsradien på 200-300 m (fig 6). Att ta ut krökningen på hela den långa gjutformen skulle innebära allt för stora nivåskillnader mellan låg- punkt och högpunkt. En lämplig längd på delsträcka kan vara 20-30 m. Detta innebär en nivåskillnad på 200 resp 450 mm.

Krökningen kan lämpligen åstadkommas genom att de ben 20 som bär upp formbotten 8 görs olika långa motsvarande krök- ningen (fig 7).

Normal elementbredd väljs lämpligen till 1200 mm och höjden 300 mm. Formsidorna kan utgöras av bockade stålprofiler 21 sammansatta enligt fig 8. I formsidorna finns hål 22 för ingjutning av tidigare nämnda justeringsstänger 12. 500 785 Ändstoppen kan utgöras av stålprofiler 23 enligt fig 9.

Med hänvisning till fig. 10 fortgår själva tillverkningen lämpligen enligt följande. Angivna mått etc ska ses som exempel och kan variera inom vissa gränser. 5) b) c) d) e) f) I formen 7 anordnas ändstopp 23 motsvarande ele- mentlängden samt inlägges sparformar 24 för fri- läggning av armeringsnätet 16 i elementändarna.

Armeringsnät 16, armeringbyglar 25 samt bygelstänger 12 för elementjustering anordnas i formen. Ytterligare sparfor- mar 26 för friläggande av armeringsnätet i ändarna inlägges ovanpå armeringsnätet 16.

Ett första ca 70 mm tjockt betongskikt 27 gjuts i formen och vibreras.

Cellplastblock 6 ca l80x850, x 1500 läggs i formen ovanpå det nyligen gjutna första betongskiktet 27.

Armeringsnät 28 läggs in ovanpå cellplastblocken 6 och resterande betong 28 gjuts. Översidan (det färdiga elementets undersida) dras av till önskad jämnhet. Ev sker uppvärmning för snabbare hårdn- ing.

Elementen lyfts ur formen 7 via lyftkrokar 30 i ändstoppen 23.

Claims (8)

PATENTKRAV

1. Bjälklagselement (1) av betong (2), avsett att prefabriceras, i sina delar innehållande ingjutna sparkroppar (6) av avsevärt lättare material än betong kännetecknat av att elementet (1) uppvisar en i längs- led, på översidan (3) och undersidan (4) lika stor och uppâtriktad krökning bestämd av en konstant kröknings- radie (10).

2. Bjälklagselement (1) enligt krav 1 känne- tecknat av att krökningsradien (10) är mellan 200 och 300 m.

3. Bjälklagselement (1) enligt något av föregå- ende krav kännetecknat av att elementets översida (3) är så jämn att någon pågjutning eller avjämning ej krävs utan en golvbeläggning kan läggas direkt på elementen efter genomförd fogning.

4. Bjälklagselement (1) enligt något av föregåen- de krav kännetecknat av att i längsskarvarna (11) speciella bygelstänger (12) är ingjutna som tillsammans med ett plattstål (13) och muttrar (14) möjliggör att två närliggande element enkelt kan justeras i höjdled.

5. Bjälklagselement (1) enligt något av föregå- ende krav kännetecknat av att längsskarvutformningen (11) med bygelstänger (12), plattstål (13) och muttrar (14) åstadkommer att elementen fungerar som stabili- serande skiva även före gjutning av fogarna. 590 'les '(0

6. Bjälklagselement (1) enligt något av föregåen- de krav kännetecknat av att elementets kortändar up- pvisar ursparningar (15) och ett frilagt armeringsnät (16) som möjliggör att elementen kan fås att effektivt statiskt samverka med en samverkansbalk genom att på plats ilagd lös armering (17) effektivt gjuts samman med balken och armeringsnätet (16).

7. Förfarande för framställning av bjälklags- element (1) av betong (2) innefattande ingjutna spar- kroppar (6) av avsevärt lättare material än betong kännetecknat av att elementet (1) gjuts upp och ned i en uppåt öppen form (7) vars botten (8) och sidor (9) uppvisar en lika stor och i längsled nedåt riktat krökning bestämd av en konstant krökningsradie (10).

8. Förfarande för framställning av bjälklags- element (l) enligt krav 8 kännetecknat av att formens (7) krökningsradie (10) är mellan 200 och 300 m.