CZ23582U1 - Spřažení nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými trny se základní deskou - Google Patents

Description

Spřažení nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými trny se základní deskou

Oblast techniky

Technické řešení se týká spřažení nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy se základní deskou. Řešení se týká zejména smykového spojení dřevěných prvků s betonovou deskou za účelem vytvoření kompozitní dřevobetonové konstrukce určené zejména pro nosné stropní a stěnové konstrukce. Řešení je vhodné zejména pro realizaci částečně nebo zcela prefabrikovaných velkoplošných dílců.

Dosavadní stav techniky

Principem působení drevobetonového spřaženého nosníku je přenos tlakového namáhání železobetonovou deskou, nejčastěji z hutného nebo lehčeného betonu o tloušťce 60 až 250 mm, a tahového namáhání dřevěným průřezem z rostlého nebo lepeného lamelového dřeva. Dřevěný průřez může být obdélníkový nebo tvarovaný různými zářezy, dále pak kulatina nebo křížem lamelované či jiné masivní dřevěné panely. Na materiálovém rozhraní dochází vlivem posouvající síly ke smykovému toku, který je nutné zachytit smykovým spojovacím prostředkem, aby došlo ke kompozitnímu působení obou materiálů. Pro toto spojení se používá tradičních nebo speciálně vyvinutých mechanických spojovacích prostředků, V současnosti je též možné využít moderních chemických prostředků nebo jejich kombinace s mechanickými. Tuhost smykového spojení pak rozhoduje o celkovém chování kompozitní konstrukce. Obecně platí, že tradiční mechanické spojovací prostředky, jako jsou například hřebíky, vruty, hmoždíky, ocelové kolíky, svorníky, apod., jsou více poddajné a celkové spřažení není příliš tuhé. Pro zvýšení tuhosti spojení je možné mechanické prostředky skombinovat s chemickými prostředky, zejména lepidly, například ocelové vlepované tyče, vlepovaná betonářská výztuž s ohyby, apod. Pro vytvoření polotuhého spojení je možné též využít speciálně vyvíjených výrobků, nejčastěji v kombinaci s různě tvarovanými zářezy na styku dřeva a betonu. Pro tuhé spojení se pak používá speciálních systémů, jako jsou průběžné vlepované lišty, nebo čistě chemického spojení dřeva a betonu pomocí speciálních lepidel.

Z hlediska technologie je znám tradiční způsob provádění, kdy se vylije čerstvá betonová směs na záklop dřevěných nosníků. Nosníky jsou předem opatřeny mechanickými spojovacími prostředky, nejčastěji hřebíky nebo vruty. Nevýhodou tohoto postupu je především to, že je třeba ochránit dřevěné prvky od pronikající vlhkosti z čerstvé betonové směsi a ohlídat i chemické složení dřevní hmoty, aby nedošlo vlivem chemických reakcí k znehodnocení kvality betonu. Dalšími nevýhodami jsou nutnost ošetřování čerstvé betonové směsi, nutnost podpírat dřevěněné nosníky a technologické pauzy brzdící další výstavbu. Tento způsob se používá především pro zvýšení únosnosti a tuhosti tradičních dřevěných stropů v historických objektech. Výše zmíněné nevýhody lze snadno omezit nebo odstranit pomocí částečně nebo zcela prefabrikovaných konstrukcí. Prefabrikace dřevobetonových kompozitu ovšem není celosvětově příliš prozkoumána a používána, především z důvodů velké pracnosti pri výrobě a aplikaci spřahovacích prostředků, jejich umístěním na dřevěné nosníky - mezi ně nebo do nich, a také vlastním betonováním desky.

Podstata technického řešení

Zmíněné nevýhody je možné úspěšně odstranit spřažením nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy se základní deskou, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že část ocelové destičky přečnívá přes homí okraj nosníků na bázi dřeva a tyto přečnívající části alespoň dvou nosníků jsou navzájem propojeny základní deskou.

Ocelové destičky jsou ve výhodném provedení v místě přechodu mezi zakončením nosníků a základní deskou bez tmů. Přečnívající části ocelové destičky jsou s výhodou zality v základní desce ze směsi z hutného betonu pro vznik kompozitního dřevobetonového průřezu.

-1 CZ 23582 Ul

Nosníky na bázi dřeva mohou být tvořeny konstrukčním řezivem, lepeným lamelovým dřevem, vrstveným dřevem, modifikovaným dřevem nebo inženýrským produktem na bázi dřeva. Základní deska může být z lehčeného betonu, vláknobetonu nebo vysokopevnostního betonu. Základní deska je s výhodou opatřena vyztužením při dolním a/nebo horním okraji tvořeným betonářskou výztuží.

Pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy může být spojeno více než dva nosníky. Nosníky jsou s výhodou spojeny pomocnými destičkami v blízkosti dolního okraje nosníků.

Nosníky jsou ve výhodném provedení opatřeny záklopem z desek na bázi dřeva, sádrokartonových nebo sádrovláknitých desek tvořících bednění pro betonovou desku. Nosníky mohou mít obdélníkový nebo půlkruhový průřez.

Podstata technického řešení spočívá ve spojení alespoň dvojice dřevěných nosníků z rostlého dřeva obdélníkového nebo půlkruhového průřezu pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy tak, aby část ze Šířky ocelové destičky přečnívala přes homí okraj dřevěných nosníků. Tento přesah je následně zalit směsí z hutného betonu, čímž vznikne kompozitní dřevobetonový průřez. Dimenze dřevěných nosníků a tloušťka betonové desky vychází ze statického a dynamického výpočtu konstrukce. Dimenze, počet ocelových destiček ajejich umístění po délce nosníků a výškové umístění destičky v průřezu vychází ze statického a dynamického výpočtu konstrukce. K zalisování ocelových destiček se používá speciálního lisovacího zařízení.

Nosníky mohou být realizovány z konstrukčního řeziva - KVH, BSH, lepeného lamelového dřeva, vrstveného dřeva, modifikovaného dřeva nebo jiného inženýrského produktu na bázi dřeva. Betonová část průřezu může být z lehčeného betonu, vláknobetonu, vysokopevnostního betonu nebo jiné speciální směsi. Betonová deska může být vyztužena pri dolním, horním nebo obou okrajích betonářskou výztuží. Ocelové destičky s oboustranně prolisovanými tmy mají různou úpravu tvaru nebo profilaci v zabetonované části. Pojmem ,,nosník/⁴ jsou míněny dřevěné prvky, které v konstrukci působí jako tlačené prvky, nebo prvky namáhané různými kombinacemi tahu, tlaku a ohybu. Výsledná konstrukce tedy může působit jako vodorovná deska, stěna, šikmá deska, šikmá stěna, nebo prostorová konstrukce.

Objasnění obrázků na výkrese

Kompozitní drevobetonová konstrukce podle tohoto technického řešení bude popsána na konkrétním příkladu pomocí přiložených obrázků. Na Obr. 1 a Obr. 3 jsou znázorněny příčný a podélný řez základního příkladného řešení. Na Obr. 2 a Obr. 4 jsou znázorněny příčný a podélný řez pokročilého příkladného řešení s využitím pomocné destičky s oboustranně prolisovanými tmy.

Příklad uskutečnění technického řešení

V základním příkladném provedení jsou oboustranné ocelové destičky 3 s prolisovanými tmy zalisovány mezi dvojici dřevěných nosníků 2 s obdélníkovým průřezem 80 x 240 mm. Destička 3 je vyrobena z plechu tloušťky 1,5 mm a má rozměry 84 x 210 mm, délka trnů je 15 mm. Část ocelové destičky 3 s oboustranně prolisovanými tmy přečnívá přes homí okraj dřevěných nosníků 2 a tvoří tím prostředek pro smykové spojení dřeva a betonu. Betonová část průřezu je tvořena železobetonovou monolitickou základní deskou I tloušťky 80 mm vyztuženou výztuží 4 - KARI sítí položenou na homí hraně ocelových destiček 3.

V druhém, pokročilém, provedení je výše popsaná konstrukce doplněna o menší ocelovou pomocnou destičku 5 35 * 84 mm s oboustranně prolisovanými tmy délky 15 mm umístěnou v blízkosti dolního okraje dřevěných nosníků 2, plnící pomocnou funkci při zalisování a bránící případnému oddalování dřevěných nosníků 2.

V dalších provedeních je možné využít základní desku 1 v podobě ocelového nebo dřevěného roštu, skla, plastu a podobně.

-2CZ 23582 Ul

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je možné využít především pro výrobu velkoformátových prefabrikovaných dřevobetonových nosných i nenosných konstrukci, zejména stropních a stěnových panelů.

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   5 1. Spřažení nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy se základní deskou, vyznačující se tím, že část ocelové destičky (3) přečnívá přes horní okraj nosníků (2) na bázi dřeva a tyto přečnívající části alespoň dvou nosníků (2) jsou navzájem propojeny základní deskou (1).
2. 2. Spřažení nosníků podle nároku 1, vyznačující se tím, že ocelové destičky (3) io jsou v místě přechodu mezi zakončením nosníků (2) a základní deskou (1) bez trnů.
3. 3. Spřažení nosníků podle nároku l nebo 2, vyznačující se tím, že přečnívající části ocelové destičky (3) jsou zality v základní desce (1) ze směsi z hutného betonu pro vznik kompozitního dřevobetonového průřezu.
4. 4. Spřažení nosníků podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím,

   15 že nosníky (2) na bázi dřeva jsou tvořeny konstrukčním řezivem, lepeným lamelovým dřevem, vrstveným dřevem, modifikovaným dřevem nebo inženýrským produktem na bázi dřeva.
5. 5. Spřažení nosníků podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že základní deska (1) je z lehčeného betonu, vláknobetonu nebo vysokopevnostního betonu.
6. 6. Spřažení nosníků podle nároku 5, vyznačující se tím, že základní deska (1) je

   20 opatřena vyztužením při dolním a/nebo horním okraji tvořeným betonářskou výztuží (4).
7. 7. Spřažení nosníků podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že pomocí ocelových destiček (3) s oboustranně prolisovanými tmy jsou spojeny více než dva nosníky (2).
8. 8. Spřažení nosníků podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím,

   25 že nosníky (2) jsou spojeny pomocnými destičkami (5) v blízkosti dolního okraje nosníků (2).
9. 9. Spřažení nosníků podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nosníky (2) jsou opatřeny záklopem z desek na bázi dřeva, sádrokartonových nebo sádrovláknitých desek tvořících bednění pro betonovou desku.
10. 10. Spřažení nosníků podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím,

    30 že nosníky (2) mají obdélníkový nebo půlkruhový průřez.