SI20984A - Ojačen stenski element montažne zgradbe - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na ojačen stenski element (1) montaže zgradbe in pri tem temelji na problemu, kako element uvodoma opredeljene vrste, sestoječ iz lesenega okvira (3) in vsaj ene mavčne plošče (2) ali podobne obložne plošče, npr. vlaknene mavčne plošče ali plošče na osnovi lesa, ki je kot polnilo vgrajena v omenjenem okviru (3), nakar se da na enostaven in racionalen način in z ukrepi, ki naj bi bil po potrebi izvedljivi tudi kar na licu mesta, izpopolniti do te mere, da bo pri vgrajenem elementu (1) v vertikalnem položaju le-tega njegova zmožnost prenašanja obremenitev v horizontalni smeri bistveno izboljšana, s čimer naj bi bila posredno omogočena uporaba tovrstnega elementa (1) pri gradnji več etažnih montažnih zgradb. Stenski element (1), sestoječ iz lesenega okvira (3), na katerega je pritrjena oz. je vanj kot polnilo vgrajena vsaj ena mavčna plošča (2) oz. podobna obložna plošča, vključno vlaknena mavčna plošča ali plošča na osnovi lesa, je po izumu ojačen z vsaj enim, prednostno na vsaj eni površini omenjene plošče (2), v splošnem pa lahko tudi v njeni notranjosti nahajajočim se slojem (41, 42, 43) iz karbonskih vlaken, še zlasti z vsaj v bistvu diagonalno potekajočima pasoma (41, 42) iz karbonskih vlaken, ki sta na površino te plošče (2) pritrjena prednostno s pomočjo lepljenja, lahko pa tudi s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev.ŕ

Description

Univerza v Mariboru Fakulteta za gradbeništvo

MPK E02B 02/74

E02B 02/56

Ojačen stenski element montažne zgradbe

Izum se nanaša na ojačen stenski element montažne zgradbe in spada na področje gradbeništva, namreč konstrukcij, sten in delov le-teh, še zlasti sten, ki obsegajo podolgovate nosilne elemente oz. sten iz razmeroma tenkih elementov.

Pri tem je izum osnovan na problemu, kako stenski element uvodoma opredeljene vrste, sestoječ iz lesenega okvira in vsaj ene mavčne plošče ali podobne obložne plošče, npr. vlaknene mavčne plošče ali plošče na osnovi lesa, ki je kot polnilo vgrajena v omenjenem okviru, na kar se da enostaven in racionalen način in z ukrepi, ki naj bi bil po potrebi izvedljivi tudi kar na licu mesta, izpopolniti do te mere, da bo pri vgrajenem slementu v vertikalnem položaju le-tega njegova zmožnost prenašanja obremenitev v horizontalni smeri bistveno izboljšana, s čimer naj bi bila posredno omogočena uporaba tovrstnega elementa pri gradnji večetažnih montažnih zgradb.

Iz DE 195 27 857 je znana mavčna plošča, opremljena s plastjo steklenih vlaken, hkrati je iz DE 195 27 858 znan postopek oplaščenja tovrstne mavčne plošče. Bistvo tovrstnih rešitev je v tem, da se na eni strani plasti steklenih vlaken preko le-teh izvede ustrezno prevleko, ki se jo osuši, nakar se z nasprotne strani omenjene plasti vlaken v vodoravnem položaju nasuje plast delcev mavca, ki lahko vstopijo tudi med steklena vlakna in ki so predvideni za tvorbo mavčne plošče. Tako dobljena mavčna plošča je sicer na zelo učinkovit način ojačena s steklenimi vlakni, vendar je izvedljiva izključno kot celota na primernih tehnoloških linijah, tako da zgolj izvedba ojačitev na kritičnih nosilnih lokacijah po potrebi in še zlasti kar na licu mesta ni možna. Prav tako je tovrstna plošča vsekakor tudi bistveno težja od običajne mavčne plošče in tudi njena izdelava je nedvomno povezana z bistveno višjimi stroški. Za nameček so steklena vlakna nameščena po celotni površini plošče, in sicer tako v obremenjenih oz. nosilnih kot tudi v neobremenjenih oz. nenosilnih conah.

Pri vsem skupaj se pravzaprav ni mogoče pomislekom v zvezi z zagotavljanjem potrebne vezivnosti med plastjo steklenih vlaken in mavčno plastjo. Še zlasti, ker se prav s problemom vezivnosti ukvarja tudi kasnejša prijava US 60/085,890 oz. CA 2,315,810 oz. W0/9960043 taistega prijavitelja kot v prej omenjenih virih. V tej nazadnje omenjeni prijavi se namreč predlaga vezivo na vodni osnovi in katalizator, ki naj bi izboljšal vezivnost in termično stabilnost, hkrati pa zmanjšal korozijo na kovinskih delih, ki se nahajajo v stiku s plastjo impregniranih steklenih vlaken.

Nadalje je iz US 4,231,205 znana mavčna plošča, ki je obrobljena z jeklenimi elementi. V ta namen je mavčna plošča v območju svojih robov po eni strani posneta oz. izdolbljena, po drugi strani pa opremljena z jeklenimi profili, tako da po eni strani profili na vseh robovih plošče tvorijo okvir, po drugi strani pa jih je mogoče povezati s profili vsakokrat sosednje mavčne plošče, s tem pa vzpostaviti tudi medsebojno povezavo vsakokrat sosednjih plošč. Tovrstna zasnova z ničemer ne rešuje problema, ki izhaja iz doslej znanih panelnih plošč, pri katerih je mavčna plošča vpeta v lesenem okviru, kvečjemu je z jeklenimi profili ojačena plošča bistveno težja in tudi bistveno dražja, hkrati pa zaradi korozivnosti jekla bistveno bolj izpostavljena posledicam higroskopičnosti mavca kot npr. les. Dejstvo je namreč, da po vgradnji tovrstnih plošč v funkciji vertikalno postavljenih stenskih elementov npr. montažne zgradbe obremenitve v vertikalni smeri prevzame okvir, medtem ko naj bi obremenitve v horizontalni smeri, npr. zaradi horizontalno usmerjenih komponent sil in še zlasti zaradi obremenitev v primeru potresnih sunkov ali zaradi vetra in podobnih vplivov, vsaj v pretežni meri prevzela plošča. Kadar gre za zgradbo z zgolj eno etažo, je primerno dimenzionirana mavčna plošča lahko kos tovrstnim obremenitvam, zato so tovrstni stenski elementi na področju montažne gradnje široko uporabljani. S številom etaž pa horizontalne obremenitve vsaj v bistvu linearno naraščajo in tudi hitro - običajno že v primeru dvo- ali trietažne zgradbe pri spodaj nameščenih stenskih elementih strižne napetosti v ploščah presežejo dopustne vrednosti, kar ima za posledico pojav razpok v ploščah in s tem nezmožnost vsakršnega nadaljnjega prenašanja teh obremenitev. V tem primeru se obremenitve lahko prenašajo zgolj preko okvira, ki pa za to ni predviden oz. je v tem smislu nezadostno nosilen.

Pričujoči izum se ukvarja s stenskim elementom, sestoječim iz lesenega okvira, na katerega je pritrjena oz. je vanj kot polnilo vgrajena vsaj ena mavčna plošča oz. podobna obložna plošča, vključno vlaknena mavčna plošča ali plošča na osnovi lesa,, ki je po izumu ojačena z vsaj enim slojem iz karbonskih vlaken, zlasti z vsaj enim na vsaj eni njeni površini razpoložljivim slojem iz karbonskih vlaken. Pri prednostni izvedbi je vsakokratna plošča vsaj na eni strani, lahko torej tudi na obeh straneh, ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema iz karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja zasnovana bodisi kot pasova ali kot folija ali kot tkanina iz karbonskih vlaken, in sta bodisi z lepljenjem ali s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena na površino plošče.

Pri alternativni izvedbi stenskega elementa po izumu, spet sestoječega iz lesenega okvira, na katerega je bodisi s pomočjo lepljenja ali s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena oz. je vanj kot polnilo vgrajena vsaj ena, prednostno iz vsaj dveh tanjših mavčnih plošč oz. podobnih obložnih plošč, vključno vlaknenih mavčnih plošč ali plošč na osnovi lesa, sestavljena plošča, ki je ojačena z vsaj enim v njeni notranjosti razpoložljivim slojem iz karbonskih vlaken, ki ga tvori bodisi tkanina ali folija ali trak iz karbonskih vlaken.

V nadaljevanju bo izum podrobneje obrazložen še na osnovi primerov izvedbe, prikazanih na priloženi skici, kjer kaže

Sl. 1 shematično prikazan stenski element montažne zgradbe v narisu,

Sl. 2 element v prerezu II - II po sl. 1,

Sl. 3 shematično ponazorjeno obremenitveno stanje elementa po izumu,

Sl. 4 shematično v narisu ponazorjen primer izvedbe ojačenega stenskega elementa po izumu, Sl. 5 pa spet shematično in v narisu ponazorjen nadaljnji primer izvedbe elementa po izumu.

Stenski element 1 v osnovi sestoji iz lesenega okvira 3, na katerega je pritrjena oz. je vanj vgrajena kot polnilo vsaj ena mavčna plošča 2 oz. podobna obložna plošča, vključno vlaknena mavčna plošča ali plošča na osnovi lesa. Tovrsten stenski element 1 je prikazan na sl. 1 in 2, pri čemer sta v prikazanem primeru na lesen okvir 3 pritrjeni dve mavčni plošči 2, in sicer s pomočjo običajnih mehanskih pritrdilnih sredstev, ki na skici niso posebej prikazana. Ta mehanska pritrdilna sredstva so lahko žeblji oz. žičniki, vijaki, tapetniške sponke in podobni elementi, ki omogočajo pritrditev ploščnatega elementa na leseno podlago.

Na sl. 3 je shematično prikazano obremenitveno stanje, pri čemer je s F, označena sila, ki na zgradbo, sestoječo iz med seboj povezanih stenskih elementov 1, deluje v horizontalni smeri in ki v vsakem od stenskih elementov 1 povzroči obremenitve, ki jih vsaj povečini prevzema polnilo vsakokratnega okvira 3, tako da vsaka plošča 2 prevzame komponento F (sl. 1) te sile, delujoče v horizontalni smeri. Posledica tovrstnega obremenitvenega stanja so strižne napetosti v ravnini vsakokratne mavčne plošče 2 pod kotom 45° glede na silo F,, oz. F, nekako vsaj približno v diagonalni smeri.

Po izumu je pri stenskem elementu 1 v skladu s prvim primerom izvedbe po sl. 4 vsakokratna mavčna plošča 2 (oz. podobna obložna plošča, vključno vlaknena mavčna plošča ali plošča na osnovi lesa) elementa 1 vsaj na eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema 41, 42 iz karbonskih vlaken. Vsekakor je tudi možno, daje plošča 2 ojačena z dvema diagonalno potekajočima slojema 41, 42 iz karbonskih vlaken na obeh svojih straneh. Omenjena sloja 41, 42 sta na sl. 4 ponazorjena povsem shematično, s črtkanima črtama. V splošnem sta omenjena sloja 41, 42 lahko izvedena iz karbonskih trakov, folije ali tkanine. Pritrditev omenjenih slojev 41, 42 iz karbonskih vlaken je možna npr. z lepljenjem ali tudi z uporabo ustreznih mehanskih pritrdilnih sredstev.

Na sl. 5 je ponazorjen primer izvedbe stenskega elementa 1, pri katerem je mavčna plošča 2 oz. podobna obložna plošča, vključno vlaknena mavčna plošča ali plošča na osnovi lesa opremljena z vsaj enim slojem 43 iz karbonskih vlaken, ki je zasnovan kot folija ali mreža iz karbonskih vlaken. Pri tem je ta sloj 43 v splošnem razporejen na površini plošče 2, in sega bodisi preko cele površine plošče 2 ali vsaj preko določenih - obremenjenih ali vsaj najbolj obremenjenih območij omenjene plošče 2. V primeru stenskega elementa 1 večetažne zgradbe, kadar gre npr. za že prej opisano obremenitveno stanje s strižnimi silami v vsaj v bistvu diagonalni smeri, je lahko na vsaj eni površini plošče 2 spet npr. prilepljen ali s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjen vsaj en sloj 43 iz karbonskih vlaken, katerega oblika bodisi ustreza obliki plošče 2 ali pa je npr. folija ali tkanina izrezana v obliki črke X ali glede na vsakokratno obremenitveno stanje po potrebi tudi drugače.

Nenazadnje ne gre izključiti možnosti, daje vsakokrat razpoložljivi sloj 41, 42, 43 iz karbonskih vlaken celo na licu mesta lahko vgrajen tudi v notranjosti mavčne plošče 2 oz. podobne obložne plošče, vključno vlaknene mavčne plošče ali plošče na osnovi lesa., in sicer npr. v primeru, ko je plošča 2 sestavljena iz dveh ali več tanjših mavčnih plošč, medsebojno povezanih bodisi z lepljenjem ali s pomočjo mehanskih povezovalnih sredstev v območju vsakokrat razpoložljivega sloja 41, 42, 43 iz traku, folije ali tkanine iz. karbonskih vlaken in/ali izven omenjenega sloja 41, 42, 43. V tako sestavljeni plošči 2 je lahko bodisi zgolj ena ali več mavčnih plošč oz. podobnih obložnih plošč, vključno vlaknenih mavčnih plošč ali plošč na osnovi lesa bodisi na eni strani ali na obeh straneh opremljena s slojem 41, 42 v obliki traku ali s slojem v obliki folije ali tkanine iz karbonskih vlaken.

Claims (20)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Ojačen stenski element montažne zgradbe, sestoječ iz lesenega okvira (3), na katerega je pritrjena oz. je vanj kot polnilo vgrajena vsaj ena mavčna plošča (2) ali podobna obložna plošča, npr. vlaknena mavčna plošča ali plošča na osnovi lesa,, označen s tem, da obsega vsaj eno mavčno ploščo (2) oz. podobno obložno ploščo, vključno vlakneno mavčno ploščo ali ploščo na osnovi lesa, ki je ojačena z vsaj enim slojem (41,42, 43) iz karbonskih vlaken.
2. 2. Stenski element po zahtevku 1, označen s tem, da obsega vsaj eno mavčno ploščo (2) oz. podobno obložno ploščo, vključno vlakneno mavčno ploščo ali ploščo na osnovi lesa, ojačeno z vsaj enim na vsaj eni njeni površini razpoložljivim slojem (41,42, 43) iz karbonskih vlaken.
3. 3. Stenski element po zahtevku 2, označen s tem, da je vsakokratna plošča (2) na svoji površini vsaj na eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) iz karbonskih vlaken.
4. 4. Stenski element po zahtevku 2, označen s tem, da je vsakokratna plošča (2) na svoji površini na obeh straneh ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) iz karbonskih vlaken.
5. 5. Stenski element po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, daje vsakokratna plošča (2) na vsaj eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) iz karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja (41, 42) zasnovana kot pasova iz karbonskih vlaken, ki sta z lepljenjem pritrjena na površino plošče (2).
6. 6. Stenski element po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, da je vsakokratna plošča (2) na vsaj eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) iz karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja (41,42) zasnovana kot folija iz karbonskih vlaken, kije z lepljenjem pritrjena na površino plošče (2).
7. 7. Stenski element po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, da je vsakokratna plošča (2) na vsaj eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) iz karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja (41, 42) zasnovana kot tkanina iz karbonskih vlaken, ki je z lepljenjem pritrjena na površino plošče (2).
8. 8. Stenski element po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, da je vsakokratna plošča (2) na vsaj eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja (41,42) zasnovana kot pasova iz karbonskih vlaken, ki sta s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena na površino plošče (2).
9. 9. Stenski element po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, da je vsakokratna plošča (2) na vsaj eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja (41, 42) zasnovana kot folija iz karbonskih vlaken, ki je s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena na površino plošče (2).
10. 10. Stenski element po enem od zahtevkov 2 do 4, označen s tem, daje vsakokratna plošča (2) na vsaj eni strani ojačena z dvema vsaj v bistvu diagonalno potekajočima slojema (41, 42) karbonskih vlaken, pri čemer sta sloja (41,42) zasnovana kot tkanina iz karbonskih vlaken, kije s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena na površino plošče (2).
11. 11. Stenski element po zahtevku 1, označen s tem, da obsega vsaj eno ploščo (2) oz. podobno obložno ploščo, vključno vlakneno mavčno ploščo ali ploščo na osnovi lesa, ojačeno z vsaj enim v njeni notranjosti razpoložljivim slojem (41,42, 43) iz karbonskih vlaken.
12. 12. Stenski element po zahtevku 11, označen s tem, daje na vsakokrat pripadajoč okvir (3) s pomočjo lepljenja pritrjena vsaj ena plošča (2), ki je sestavljena iz vsaj dveh s pomočjo lepljenja sestavljenih mavčnih plošč oz. podobnih obložnih plošč, vključno vlaknenih mavčnih plošč ali plošč na osnovi lesa, od katerih je vsaj ena na vsaj eni svoji površini opremljena s slojem (43) iz karbonskih vlaken.
13. 13. Stenski element po zahtevku 11, označen s tem, daje na vsakokrat pripadajoč okvir (3) s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena vsaj ena plošča (2), kije sestavljena iz vsaj dveh s pomočjo lepljenja sestavljenih mavčnih plošč oz. podobnih obložnih plošč, vključno vlaknenih mavčnih plošč ali plošč na osnovi lesa, od katerih je vsaj ena na vsaj eni svoji površini opremljena s slojem (43) iz karbonskih vlaken.
14. 14. Stenski element po zahtevku 11, označen s tem, daje na vsakokrat pripadajoč okvir (3) s pomočjo lepljenja pritrjena vsaj ena plošča (2), ki je sestavljena iz vsaj dveh s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev sestavljenih mavčnih plošč oz. podobnih obložnih plošč, vključno vlaknenih mavčnih plošč ali plošč na osnovi lesa, od katerih je vsaj ena na vsaj eni svoji površini opremljena s slojem (43) iz karbonskih vlaken.
15. 15. Stenski element po zahtevku 11, označen s tem, daje na vsakokrat pripadajoč okvir (3) s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev pritrjena vsaj ena plošča (2), kije sestavljena iz vsaj dveh s pomočjo mehanskih pritrdilnih sredstev sestavljenih mavčnih plošč oz. podobnih obložnih plošč, vključno vlaknenih mavčnih plošč ali plošč na osnovi lesa,, od katerih je vsaj ena na vsaj eni svoji površini opremljena s slojem (43) iz karbonskih vlaken.
16. 16. Stenski element po enem od zahtevkov 12 do 15, označen s tem, da sloj (43) iz karbonskih vlaken tvori folija iz steklenih vlaken.
17. 17. Stenski element po enem od zahtevkov 12 do 15, označen s tem, da sloj (43) iz karbonskih vlaken tvori tkanina iz steklenih vlaken.
18. 18. Stenski element po enem od zahtevkov 12 do 15, označen s tem, da sloj (43) iz karbonskih vlaken tvori tkanina iz steklenih vlaken.
19. 19. Stenski element po enem od zahtevkov 8 do 10, označena s tem, da so mehanska pritrdilna sredstva žeblji oz. žičniki in/ali vijaki in/ali tapetniške sponke in/ali podobni elementi, ki omogočajo pritrditev ploščnatega elementa na leseno podlago.
20. 20. Stenski element po enem od zahtevkov 13 do 15, označena s tem, da so mehanska pritrdilna sredstva žeblji oz. žičniki in/ali vijaki in/ali tapetniške sponke in/ali podobni elementi, ki omogočajo pritrditev ploščnatega elementa na leseno podlago.