SE512156C2

SE512156C2 - floor structure

Info

Publication number: SE512156C2
Application number: SE9801464A
Authority: SE
Inventors: Anders Granstroem; Nils-Gustav Svensson
Original assignee: Anders Granstroem; Nils Gustav Svensson
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2000-02-07
Also published as: NO20005325L; SE9801464D0; WO1999055978A1; EP1073808A1; NO20005325D0; SE9801464L

Abstract

The invention describes a technology to build floors that can span over large bays at low cost. The floor contains steel case profiles (1) that are self-supporting in the construction state and is in the service state a composite structure with a capacity to bear great loads, even running loads. The floor allows for extensive installation without the need for a false ceiling, it has a smooth and ready-painted underside and a smooth top surface, ready to finish by possible wearing surfaces (9). The floor is suitable for sleeper walls, intermediate floors and roofs, and even for decks with traffic.

Description

512 156 hakar fast i betongen och ger samverkan mellan plåt och betong. Oftast krävs kompletterande undertak med dessa konstruktioner. 512 156 hooks into the concrete and provides interaction between sheet metal and concrete. Supplementary suspended ceilings with these constructions are usually required.

På senare tid har också lätta bjälklag av tunnplåtsreglar, kompletterade med gipskivor, spånskivor e d i ett eller flera lager på över-och undersida, utvecklats.Recently, lightweight floor joists of sheet metal joists, supplemented with gypsum boards, chipboard, etc. in one or more layers on the top and bottom, have also been developed.

För att uppnå acceptabel ljudkomfort innehåller bjälklagen också mineralull arrangerad på olika sätt. Dessa bjälklag klarar idag endast ca 4,5 m spännvidd, men försök med spännvidder på upp till 7 m pågår. Gemensamt för dessa bjälklag är att de kräver stor arbetsinsats och att de kräver noggrant arbetsutförande, så att inte otätheter uppstår.To achieve acceptable sound comfort, the floors also contain mineral wool arranged in different ways. These floors today can only handle a span of about 4.5 m, but trials with spans of up to 7 m are ongoing. Common to these floors is that they require a lot of work and that they require careful work execution, so that no leaks occur.

Bärförmågan hos samtliga ovanstående bjälklagstyper, med undantag för den platsgjutna stommen, är begränsad till statisk last av den typ och storlek som är vanlig i kontors- och bostadshus utan stora koncentrerade laster. Oftast behövs undertak för att ge plats för installationer och för att ge en acceptabel miljö.The load-bearing capacity of all the above types of floors, with the exception of the cast-in-place frame, is limited to static loads of the type and size that are common in office and residential buildings without large concentrated loads. Suspended ceilings are usually needed to provide space for installations and to provide an acceptable environment.

Uppﬁnningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med uppﬁnningen är att ge en samlad lösning på ovan beskrivna problem utan nämnda nackdelar. Uppﬁnningen är en vidareutveckling av den teknik, som beskrivs i svenskt patent 92031924 för brokonstruktioner och liknande, där stålkassetter upptill försedda med tätt placerade urtag för armeringsjärn, genom dymlingsverkan mot armeringsjärnen samverkar statiskt med i- och kringgjuten betong. Genom att utrymme ges för tillräckligt antal fästelement anbringade genom kassettens botten ned i den bärande balken ges möjlighet till samverkan med denna, vilket ökar balkens styvhet och bärförmåga. l uppfinningen är formen vidareutvecklad för byggnader. Här används tunnplåt i dimensionsintewallet 1 - 3 mm, vilken kan produceras som band på rulle med färdig ytbehandling till låg kostnad. Genom att samverkan sker mekaniskt vid urtagen i kassettens överkant kan betongen i kassettens nedre del ersättas med ett lätt, poröst och ljuddämpande material, exempelvis lättklinker eller mineralull.Purpose and most important characteristics of the invention The purpose of the invention is to provide a comprehensive solution to the problems described above without the mentioned disadvantages. The invention is a further development of the technology described in Swedish patent 92031924 for bridge structures and the like, where steel cassettes at the top provided with tightly placed recesses for reinforcing bars, by dimming action against the reinforcing bars, cooperate statically with cast-in and cast-in-place concrete. By giving space for a sufficient number of fastening elements applied through the bottom of the cassette down into the supporting beam, it is possible to cooperate with this, which increases the rigidity and load-bearing capacity of the beam. In the invention, the shape is further developed for buildings. Here, sheet metal is used in the dimension inwallet 1 - 3 mm, which can be produced as a strip on a roll with finished surface treatment at a low cost. Because the interaction takes place mechanically at the recesses in the upper edge of the cassette, the concrete in the lower part of the cassette can be replaced with a light, porous and sound-absorbing material, for example lightweight clinker or mineral wool.

Genom att kostnaden för denna typ av material är en bråkdel av den för betong, och genom att bjäiklaget inte är avsett för lika stora rörliga punktlaster som i en 512 156 bro kan kassetten göras högre än enligt ovannämnda patent och förses med en eller ﬂera rillor när så behövs för att förhindra buckling-Vid stora täckbredder och tunn plåt kan tvårembosseringar anordnas på en del av underﬂänsen för att förbättra gåbarheten. Genom att egentyngden blir låg kan kassetten bära utan stämpning på över 12 m spännvidd vid endast 1,5 mm plåttjocklek och ca 300 mm total bjälklagstjocklek. l färdigskedet verkar underﬂänsen som dragarmering, kassettliven som skjuvarmering, armeringsjämen som skjuvförbindare och betongen som tryckzon. Eftersom underﬂänsen är större än kassettens överfläns men mindre än betongtryckzonen kan bjälklaget bära en betydligt större last än i byggskedet. Bärförmågan vid upplag kan ökas genom att kassetten där motgjuts på hela sin höjd och kontinuitetsmoment över mellanstöd kan tas upp genom att betongen kompletteras med överkantsarmering i kassettriktningen.Because the cost of this type of material is a fraction of that for concrete, and because the backing is not intended for as large moving point loads as in a 512 156 bridge, the cassette can be made higher than according to the above-mentioned patent and provided with one or more grooves when so needed to prevent buckling-For large cover widths and thin sheet metal, double embossing can be arranged on part of the lower end to improve walkability. Because the dead weight becomes low, the cassette can carry without stamping more than 12 m span at only 1.5 mm plate thickness and approx. 300 mm total floor thickness. During the completion phase, the underlay acts as a tensile reinforcement, the cassette life as a shear reinforcement, the reinforcement iron as a shear connector and the concrete as a pressure zone. Since the bottom edge is larger than the upper flange of the cassette but smaller than the concrete pressure zone, the floor can carry a significantly larger load than in the construction phase. The load-bearing capacity at storage can be increased by the cassette there being cast at its full height and continuity moments over intermediate supports can be taken up by supplementing the concrete with top edge reinforcement in the cassette direction.

Med en marginell ökning av betongkakans tjocklek klarar bjälklaget också rörliga punktlaster från traﬁk, vilket gör det lämpligt som parkeringsdäck och gårdsbjålklag. Med vattentät betong fås ett tätt bjälklag, som redan innehåller värmeisolering och diffusionsspärr, Eventuell kompletterande vattenisolering eller diffusionsöppen vattenavvisande impregnering, tex silanbehandling med gel, är lätt att anbringa från utsidan.With a marginal increase in the thickness of the concrete cake, the floor also withstands moving point loads from traffic, which makes it suitable as a parking deck and yard floor. With waterproof concrete, a dense floor layer is obtained, which already contains thermal insulation and diffusion barrier. Any additional water insulation or diffusion-open water-repellent impregnation, such as silane treatment with gel, is easy to apply from the outside.

Kassettens släta målade undersida gör att den ej fordrar undertak. installationer kan tätt placeras i det lätta fyllnadsmaterialet och anslutningar kan göras genom betcngkakan eller kassetten. Ljudegenskapema kan förbättras ytterligare genom perforering av kassettens underﬂäns som en akustikplatta. Kassetten får god brandavskiljande förmåga genom att dess övre del ingjuts i betong och dess undersida målas med en brandskyddsfärg. Genom att fylla kassettens botten med ett tunt lager av ett material med god värmeabsorberande förmåga, såsom en betongkaka eller e gipsskiva räcker det med en enkel behandling med brandskyddsfärg. Alternativt kan naturligtvis kassettens undersida kläs med |.:. ' l L. °| skivmateriai oc.. rr ias.The smooth painted underside of the cassette means that it does not require a suspended ceiling. installations can be tightly placed in the lightweight filling material and connections can be made through the concrete cake or cassette. The sound properties can be further improved by perforating the cassette's underside as an acoustic plate. The cassette gets good fire-retardant ability by having its upper part cast in concrete and its underside painted with a fire protection paint. By filling the bottom of the cassette with a thin layer of a material with good heat-absorbing ability, such as a concrete cake or plasterboard, a simple treatment with fire protection paint is sufficient. Alternatively, the underside of the cassette can of course be covered with |.:. 'l L. ° | skivmateriai oc .. rr ias.

Bjäiklaget kan med fördel användas över krypgrunder. Genom att aila ingående material är resistenta mot fukt kan ventilationen i grunden begränsas. 512156 Fyllnadsmaterialet är också värmeisolerande. Vattenburen golvvärme kan enkelt monteras i de kassetturtag som inte är försedda med armering. När tvärkraftskapaciteten medger detta kan kassettens liv också slitsas. Alla dessa faktorer förbättrar byggnadens energihushållning.Bjäiklaget can be used to advantage over creeping grounds. Because all constituent materials are resistant to moisture, ventilation can be fundamentally limited. 512156 The filling material is also heat insulating. Water-borne underfloor heating can easily be mounted in the cassette sockets that are not equipped with reinforcement. When the transverse capacity allows this, the life of the cassette can also be slit. All these factors improve the building's energy management.

Vid gjutning av betongkakan kan en lätt isolering som ej utförs i skivform, tex lättklinker, få en tendens att ﬂyta upp. För att förhindra detta kan ytan bindas med cementbruk eller täckas av ett nät, en ﬁlt eller en tunn skiva. Denna kan vara foliebelagd för att reflektera värme tillbaks till byggnaden.When casting the concrete cake, a light insulation that is not made in sheet form, such as lightweight clinker, can have a tendency to surface. To prevent this, the surface can be bonded with cement mortar or covered with a net, an ﬁ lt or a thin board. This can be foil coated to reflect heat back to the building.

Bjälklaget är mycket lättmonterat, så enkelt uppbyggt att det t o m kan användas för självbyggeri. Alla ingående komponenter är så lätta att de kan monteras med handkraft utan stora kranar. Kassetter försedda med förmonterad tätlist kan skjutas fast i underlaget. Installationer kan dras i kassetterna. lsolerskivor kan förmonteras i kassettbottnen, altemativt kan lättklinker hållas eller blåsas ut.The floor is very easy to assemble, so simple to build that it can even be used for self-construction. All components are so light that they can be mounted by hand without large cranes. Cassettes equipped with a pre-assembled sealing strip can be pushed into the base. Installations can be pulled in the cassettes. Insulating boards can be pre-assembled in the cassette base, alternatively lightweight tiles can be held or blown out.

Armering placeras i urtagen och betongen sprids med betongpump och glättas.Reinforcement is placed in the recesses and the concrete is spread with a concrete pump and smoothed.

Figurförteckning Figur 1 visar i tvärsektion genom kassetterna uppbyggnaden av ett bjälklag.List of figures Figure 1 shows in cross section through the cassettes the construction of a floor.

Figur 2 visar en längdsektion genom ett bjälklag upplagd på stålstomme i fasad.Figure 2 shows a longitudinal section through a floor laid on a steel frame in a facade.

Figur 3 visar en längdsektion genom ett bjälklag upplagd på trä- eller lättregelstomme i fasad, Figur 4 visar en längdsektion genom ett bjälklag upplagd på torpargrund.Figure 3 shows a longitudinal section through a floor laid on a wooden or lightweight frame in a facade, Figure 4 shows a longitudinal section through a floor laid on a croft ground.

Figur 5 visar en längdsektion genom ett bjälklag utfört som takbjälklag.Figure 5 shows a longitudinal section through a floor layer designed as a roof floor.

Figur 6 visar en längdsektion genom ett bjälklag upplagd på mellanstöd. 512 156 Beskrivning av utföringsexempel Ett bjälklag kan i tträrsektion ha ett utseende enligt ﬁgur 1. Bjälklagets undersida (1) utgörs av kassetter tillverkade av förzinkad och färgbelagd tunnplåt.Figure 6 shows a longitudinal section through a floor laid on intermediate supports. 512 156 Description of exemplary embodiments A floor layer may in a wooden section have an appearance according to Figure 1. The underside of the floor layer (1) consists of cassettes made of galvanized and color-coated sheet metal.

Kassetten kan vara målad med brandskyddsfärg. l kassettbotten ligger ett l/ärmeabsorberande material (2 ), som täcks av ett lätt Ijudisolerande och värrneisolerande distansmaterial (3). l vissa av kassettens urtag ligger armeringsjärn (4). Kassettens överﬂäns och arrneringsjämen kringgjuts med en betongkaka (5). llllellanrummet mellan kassetterna tätas tätband (S) eller i bucklingsförstyvande rillor (7) placerade förrnonterade tätlister (8). På bjälklaget kan valfria ytskikt (9) anbringas, såsom plastmatta, stegljudsmatta, parkett, kompletterande tätskikt, klinker e t c. l ﬁ~ur 2, 3 och 4 visas i län dsektion u la ° stålstomme 11), trä- eller s 1 lättregelstomme (12) och torpargrund (13). l urtag som saknar arrnering (4) kan golvx/ärmerör (10) placeras. l figur 5 visas ett utförande som takbjälklag med krönavtäckning (14) och med betong avslut (15). l figur ö visas ett utförande vid mellanstöd med underliggande balk (16). Betongen (17) är gjuten ända ned till kassettens underfläns för att stabilisera kassettlivet och för att skapa tryckzon för todmomentet. Armering (18) är inlagd för att ta upp den dragkraft av momentet (I) U) om inte kassettöirerflänsen klarar.The cassette can be painted with fire protection paint. At the bottom of the cassette is a l / sleeve-absorbent material (2), which is covered by a light-sound-insulating and heat-insulating spacer material (3). In some of the recesses of the cassette there is rebar (4). The cassette's top and lining are cast around with a concrete cake (5). In the space between the cassettes, sealing strips (S) or pre-assembled sealing strips (8) are placed in buckling stiffening grooves (7). Optional surface layers (9) can be applied to the floor, such as plastic mat, step sound mat, parquet, complementary waterproofing layer, tiles etc. c. (12) and croft plot (13). Floors / sleeve pipes (10) can be placed in recesses that do not have a lock (4). Figure 5 shows an embodiment as a roof floor with a crown cover (14) and with a concrete finish (15). Figure ö shows an embodiment with intermediate support with underlying beam (16). The concrete (17) is cast all the way down to the lower flange of the cassette to stabilize the cassette life and to create a pressure zone for the torque. Reinforcement (18) is inserted to absorb the tensile force of the torque (I) U) if the cassette flange is not able to handle.

Några icke begränsande förslag vad gäller material och dimensioner skall även har nämnas. Kassetter. (1) utförs i obehandlad, förzinkad eller aluzinkbehandlad 'en var* färgbelagd, elleri rostfri stålplåt med en godstjocklek av cr m :x ct.Some non-limiting proposals regarding materials and dimensions should also be mentioned. Cassettes. (1) is carried out in untreated, galvanized or aluzinc-treated var * colored, or in stainless steel sheet with a wall thickness of cr m: x ct.

'Fi E? w C) :i 1-3 mm. Kassetternas urtag ar stansade. Kassetten är formad med rullformning, som medger överhcjning, eller kantpressning. Kassett rna är 100 till 300 höga och 300 till 600 breda. Utfy-llnadsmaterialet utgörs av lättklinker eller mineralull eller glas-ull eller en kombination därav, i densiteter för basta ljudegenskaper.'Fi E? w C): i 1-3 mm. The recesses of the cassettes are punched. The cassette is formed with roll forming, which allows overhanging, or edge pressing. The cassettes are 100 to 300 high and 300 to 600 wide. The filling material consists of lightweight clinker or mineral wool or glass wool or a combination thereof, in densities for best sound properties.

Claims

512,156 Patent claims

Floor construction with self-supporting sheet metal cassettes (1), with essentially a complete plane under ﬂs, from each ﬁ edge extending upwards, provided with towards each other inwardly extending upper ﬂs and from there upwardly extending stiffeners provided with tightly placed recesses (4) characterized in that the cassettes in the finished stage mechanically via the recesses cooperate with a concrete cake (5) which rests on one or a combination of different porous and light materials (3, 2), so that good sound insulation is achieved, and which casts over ﬂ edges and reinforcement iron (4) , so that the lower flange acts as a pull zone, the cassette body as a shear reinforcement, the locking iron as a shear connector and the concrete cake (5) as a pressure zone, and that the bottom of the cassette is in contact with a heat-absorbing material layer (2).

Floor construction according to claim 1, characterized in that the lower flange of the cassette is wider than the total width of the upper ends.

Floor construction according to one of the preceding claims, characterized in that the cassettes are manufactured by roll-forming sheet-coated sheet metal.

Floor construction according to one of the preceding claims, characterized in that heating coils (10) are placed in some of the recesses of the cassette.

Floor construction according to one of the preceding claims, characterized in that the cassette holds installations for electricity, water, drainage, heating or ventilation.

Floor construction according to one of the preceding claims, characterized in that a seal between the cassettes (1) is provided with a sealing strip (a) attached to a web (7). 512 156

Floor construction according to one of the preceding claims, characterized in that the cassette (1) at intermediate supports (16) is filled with concrete (17) to its full height to stabilize the cassette life and that the floor is supplemented with upper edge reinforcement (18) in the cassette direction.