DK157205B - Bjaelke samt fremgangsmaade til fremstilling heraf - Google Patents

Description

DK 157205 B

Opfindelsen angâr en bjælke med af træ fremstillede flanger samt en med flangerne forbundet bjælkekrop, som indbefatter af metallisk r0r- eller stangmateriale 5 fremstillede stænger, der 10ber frem og tilbage mellem flangerne, og som med endepartier eller bukkede omrâder er optaget ± udsparinger i disse. Opfindelsen angâr ogsâ en fremgangsmâde til fremstilling af den nævnte bjælke, hvorved flangerne forsynes med udsparinger og bjælke-10 kroppen dannes under tilvejebringelse af frem og tilbage mellem flangerne forl0bende stænger, der forl0ber ind i udsparingerne og fæstes heri.

En bjælke af den indledningsvis nævnte art er kendt fra SE-patentskrift nr. 7610600-4. Bjælken if01ge denne 15 publikation har sine to bjælkeflanger opdelt i to langs-gâende tværribber, hvor der fortrinsvis i den ene, men eventuelt i begge er anbragt V-formede, i forhold til hinanden arrangerede spor, der er indrettet til optagning af den siksak-formede arrangerede bjælkekrops ombukkede 20 partier. Sporene har herved stort set samme form som bjælkekroppens ombukkede partier. Efter placeringen af bjælkekroppens ombukkede partier, dvs. dens vendeomrâder i de V-formet placerede spor, sammenlimes de to ribber, der udg0r hver bjælkeflange.

25 En bjælke af den ovenfor skitserede, kendte type har kun en begrænset bæreevne og fremviser desuden en forholdsvis stor nedb0jning f0r brud.

Ârsagen til problemerne ved den tidligere kendte bjælke bestâr f0rst og fremmest i de forskellige styrkeegenskaber 30 i træmaterialet pâ den ene side og bjælkekroppens stâlma-teriale pâ den anden side. Sàledes kan man med den foran beskrevne konstruktion ikke undgà meget store punktbe-lastninger fra bjælkekroppens stâlmateriale mod træmate-

DK 157205B

2 rialet i bjælkeflangerne. Herved vil træmaterialet i bjælkeflangerne opnâ meget store deformationer og til og med brud, f0r styrken i bjælkekroppen pâ nogen mâde er 5 fuldt udnyttet.

I SE-patentskrift nr. 7901795-0 er der vist en lignende bjælke. Xf01ge denne publikation har man fors0gt at forbedre egenskaberne ved anvendelse af limforbandt for fastg0relse af bjælkekroppen i udsparinger i bjælkeflan-10 gerne, dvs. forbindelsen bygger pâ anvendelsen af ved-hæftningskraften mellem den anvendte lim og det tilgræn-sende træmateriale i bjælkeflangerne.

Problemerne vedr0rende de ældre, kendte bjælker bestâr f0rst og freramest i, at elaticitetsmodulet for det i 15 bjælkekroppen indgâende stâl er betydeligt st0rre end elasticitetsmodulet i det i bjælkeflangerne anvendte træmateriale, og de kendte konstruktioner er ikke udformet pâ en sâdan mâde, at de tager hensyn til disse forskellige materiaieegenskaber. Endvidere er en limforbindelse i 20 almindelighed svær at tilvejebringe pâ grund af vidtgâende krav til renhed ved de limede flader og pâ grund af god pasning mellem de limede flader, ligesom der stilles store krav til” en fuldstændig udfyldning med lim af spalter mellem træ og métal, Limningen indebærer heller ikke pâ 25 nogen mâde, at de nævnte forskelle i materiaieegenskaber kompenseres, men der opstâr pâ trods af limningen store lokale belastningsspidser, som er 0delæggende bâde for selve limfugen og det dertil grænsende, bi0dere materiale.

Opfindelsen har til formâl at tilvejebringe en bjælke af 30 den indledningsvis nævnte art, og som er udformet pâ en sâdan mâde, at den fâr stor lastbærende evne og smâ udb0j-ninger f0r brud, og at forskellene i materialeegenska-berne mellem bjælkekroppen og flangerne ikke fâr nogen negativ indvirkning. Endvidere 0nskes tilvejebragt en

DK 157205 B

3 bjælke, hvis funktion kan opretholdes selv uden de ved-hæftningseffekter, der kendetegner limforbindelser, nâr det gælder bjælkekroppens forbindelse med bjælkeflan-5 gerne.

Opfindelsen angâr desuden en fremsgangsmâde til at fremstille den indledningsvis nævnte bjælke, hvilken fremgangsmâde er udformet sâledes, at den indebærer en vidtstrakt hensyntagen til de forskellige styrkeegenskaber 10 for de i bjælken indgâende materialearter, at fremstil-lingen bliver enkel, billig og rationel, og at den frem-stillede bjælke opnàr en god styrke og lille nedb0jning f0r brud.

Den til grund for opfindelsen liggende mâlsætning opnâs 15 for sâ vidt angâr selve bjælken derved, at udsparingen har en bredde pà tværs af flangernes længderetning, som er st0rre end stængernes bredde, at udsparingen har ende-vægge, som er omtrent tværgâende eller underskârne i for-hold til flangernes længderetning, og at der omkring de i 20 udsparingerne optagne partier af stængerne er anbragt af plastmateriale fremstillede forankringslegemer.

Yderligere fordele opnâs if01ge opfindelsen ved de i krav 2-8 angivne foranstaltninger.

Vedr0rende fremgangmsâden opnâs mâlsætningen if01ge opfin-25 delsen, dersom fremgangsmâden indbefatter, at flangerne og bjælkekroppen indrettes i forhold til hinanden sâledes, at de fra hinanden vendende sider pâ to i hver udsparing hin-anden m0dende stænger bringes i kontakt med styrekanter i eller ved udsparingen, at flangerne spændes mod hinanden 30 for at sammen med bjælkekroppen danne en enhed, at en hærdbar plastkomposition indf0res i flangernes udsparing for at i disse at danne forankringslegemer, at plast-

DK 157205 B

4 kompositionen fâr lov til at hærde, hvorefter flangernes spænding mod hinanden bringes til at oph0re.

If01ge opfindelsen opnâs yderligere fordele vedr0rende 5 fremgangsmâden til fremstilling af bjælken, dersom der anvendes udf0relsesformer svarende til krav 9-11.

Opfindelsen skal i det f01gende forklares nærmere under henvisning til tegningen, pâ hvilken fig. 1 viser en plan afbildning af en bjaslke if01ge 10 opfindelsen, fig. 2 samme set fra enden, fig. 3 en detailafbildning af en af de i bjælken ind- gâende flanger i et fastg0relsesomrâde for bjæl-kekroppen, 15 fig. 4 et snit efter linierne A-A i fig. 3, fig. 5 en detailafbildning af en af bjælkeflangerne i et af fastg0relsesomrâderne for bjælkekroppen, hvor-ved udf0relsesformen er noget modificeret, fig. 6 et snit efter pilene B-B i fig. 5, 20 fig. 7 en detalje af en bjælkeflange ved et fastg0rel-sesomrâde for bjælkekroppen ved en yderligere modificeret udf0relsesform, fig. 8 et snit efter pilene C-C i fig. 7 og fig. 9 spændingsfordelingen i forankringslegemet ved 25 udf0relsesformen if01ge fig. 5 og 6.

Af fig. 1 fremgâr det, at en bjælke if01ge opfindelsen har to bjælkef langer 1 og 2 samt en herimellem forl0bende bjælkekrop 3. Bjælkeflangerne er fremstillet af træ, men bjælkekroppen er fremstillet af métal, fortrinsvis stâl. I 30 denne figur er bjælkeflangerne vist som parallelle og jævnt tykke emner, men flangerne kan selvsagt ogsâ danne en vinkel med hinanden, sa at bjælken fâr st0rre h0jde i den ene ende. I et sâdant tilfælde kan flangerne hâve st0rre tværsnit ved den ende af bjælken, som er h0jest.

DK 157205 B

5

Hensigtsmæssigt er bjælkekroppen 3 fremstillet af r0r aller stangmateriale og kan være bukket i et stykke fra en længere, samraenhængende længde af dette materiale eller 5 sammensat af kortere stykker, sâ at der derved mellem bjælkeflangerne 1 og 2 dannes frem og tilbage forl0bende stænger 4. Da bjælkekroppen 3 fortrinsvis er fremstillet ved bukning af en lang sammenhængende længde, vil op til hinanden liggende stænger 4 fà bukkede fællesomrâder, der 10 kan være V-formede, ü-formede eller pâ anden mâde bukkede.

Som det fremgâr af fig. 1 er disse bukkede fællesomrâder mellem op til hinanden liggende stænger 4 optaget indven-digt i udsparinger i de to bjælkeflanger 1 og 2.

I fig. 1 er de stænger, der danner bjælkekroppen 3, vist 15 som lige stænger, der 10ber siksak-formet med omtrent 60° vinkel iforhold til bjælkeflangernes længderetning. Stæn-gerne 4 beh0ver selvsagt ikke at være arrangeret pâ denne mâde, men vinkelen mellem stængerne og bjælkeflangerne kan variere inden for vide grænser. I praksis har 45-65° vist 20 sig anvendeligt, hvorved 45° giver de bedste kraftoverf0-ringsresultater mellem flangerne og stængerne. Dette indebærer, at dersom stængerne betragtes som stive, sâ opnâs den optimale styrke ved denne vinkel. Dog vil de ved denne vinkel under trykbelastningen liggende stænger fâ en 25 forholdsvis stor fri knækkelængde, hvorfor der givetvis stilles ganske store krav til materialedimensionerne i stængerne. Pâ den anden side fâs der ved en st0rre vinkel en dârligere kraftoverf0ring, men overfor denne faktor stâr det faktum, at stængernes frie knækkelængde 30 reduceres, nâr vinkelen for0ges, hvorfor under iagttagelse af den kendsgerning, at stængerne ikke kan være perfekt stive, de optimale forhold sandsynligvis vil opnâs ved en vinkel, der er noget st0rre end 45°.

DK 157205 B

6

If01ge opfindelsen beh0ver stængerne 4 desuden ikke at være ahbragt i et regelmæssigt m0nster, men f.eks. kan hver anden stang stâ vinkelret pâ b j ælkef 1 angernes 5 længderetning, medens hveranden stang er skrâtstillet. Som en vigtig mellemting, kan de ved bjælkens belastning under tryk belastede stænger 4 hâve en st0rre vinkel mod bjælkeflangerne 1 og 2 end de med trækkraft belastede stænger ( se forklaringen i det f01gende). En yderligere 10 udfi0relsesform kan bestâ i, at stængerne 4 er bueformet bukket frem og tilbage mellem bjælkeflangerne, f.eks. svarende til formen ved en sinuskurve eller lignende.

I fig. 2 vises bjælkeflangerne 1 og 2 som havende et i hovedsagen kvadratisk tværsnlt, men dette er if01ge 15 opflndelsen givetvis ikke noget krav, idet bjælkeflan-gernes tværsnit kan hâve en hel anden form og kan f.eks. være rektangulære eller hâve en hvilken som helst anden form, der med hensyn til bjælkens anvendelse eller frem-stilling viser sig at være praktisk. Som antydet ovenfor 20 kan tværsnittet variere langs bjælkens længdeudstrækning.

I fig. 3 og 4 er der vist en f0rste udf0rel ses form for opfindelsen og nærmere bestemt en detailafbildning af en afbjælkeflangerne 1 og 2, samt den méde, hvorpâ de i bjæl-kekroppen 3 indgâende stænger 4 er fastgjort i flangen.

25 Hvis det i fig. 3 og 4 forudsættes, at den viste bjælke-flange, er den nedre bjælkeflange 2, sâ viser fig. 3 en del af denne bjælkeflange 2 set lige oppefra.

If01ge opfindelsen er der i bjælkeflangerne 1 og 2 udformet udsparinger, der begrænses af endevægge 6 og en 30 bundvæg 7. I den viste udf0relsesform har udsparingen 5 en kontur, der er i hovedsagen rektangulær set i et plan parallelt med bjælkekroppen 3's udstrækningsplan. Dette indebærer, at de to endevægge 6 er i hovedsagen vinkelret

DK 157205 B

7 pà bjælkeflangen 2's længderetning eller i det mindste tværrettede i forhold til denne. Endvidere er bundvæggen 7 x udsparingen omtrent parallelt med bjælkeflangen 2’s 5 nedre begrænsningsflade 4.

For fastg0relse af stængerne 4 i bjælkeflangen 2 anvendes en forankringskrop, der er dannet af en plastblanding med en hærdbar plast, samt et hensigtsmæssigt fyldmateriale.

Som hærdbar plast kan anvendes f.eks. polyester, epoxy 10 eller vinyl og andelen af fyldmaterialet i plastblandingen b0r være i det mindste 50%. Ved fremstillingen af bjælken st0bes plastblandingen som en væske eller sejtflydende pasta ned i hver udsparing 5 fuldstændigt omkring stængerne 4’s i udsparingen udtagne partier, sâ at udsparingen 15 bliver fyldstændigt opfyldt af plastblandingen. Nâr denne er hærdet, opnâs der en formstabil forankringskrop, som er pàlideligt forbundet med stængerne derved, at den omgiver disse, og som har samme form som udsparingen 5.

Ved belastning af en bjælke, der er udformet i overens-20 stemmelse med opfindelsen og specielt i henhold til fig. 1 (her forudsættes altsé, at bjælkeflangerne 1 og 2 er omtrent prallelle, og at stængerne 4 danner samme vinkel med bjælkeflangerne), vil hveranden stang 4 udsættes for trækbelastning, medens hveranden stang bliver udsat for 25 trykbelastning. Disse belastninger vil ved den i fig. 1 viste udf0relsesform blive lige store, hvorfor der dannes en langs flangerne rettet, resulterende kraft H (se fig.

9). I dette tilfælde fremkommer ingen lodret résultant, eftersom stangbelastningernes lodrette komponenter er lige 30 store, men modsat rettede. Derimod ud0ves der mod forânk-ringskroppen 9 et vridningsmoment, sâ at denne vil fâ en tendens til under indvirkning af bjælkens belastnings-kræfter at vrides omkring en tænkt aksel 20, som forl0ber i hovedsagen vinkelret pà bjælkekroppen 3’s plan, og som

DK 157205 B

s strækker sig ned igennem et omrââe af forankringskroppen 9, eller som afhængigt af geometrien og belastnings-forholdene til og med kan befinde sig uden for (i fig. 4, 5 6 og 8 over) forankringskroppen. Hvis den h0 jre stang 4 (i fig. 4) er udsat for trækbelastning, sâledes spm det er antydet med pilen, medens den venstre stang er udsat for trykbelastning, skulle dette medfpre, at der ud0ves et vridningsmoment pâ forankringskroppen 9 i retning mod uret 10 omkring den nævnte aksel 20. Pâ grund af udsparingen 5's form og fordi forankringskroppen er formstabil, kan en sâdan vridning ikke foregâ medmindre enten materialet i bjælkeflangen 2 eller i forankringskroppen 9 eller mulig-vis i begge deformeres kraftigt. Der hersker sâledes et 15 formbundet indgreb mellem forenkringskroppen 9 og udsparingen 5. Det skal understreges, at for at hindre, at stængerne 4 10sg0res fra bjælkeflangerne, kræves der ingen vedhæftning af materialet i forankringskroppen 9 og materialet i bjælkeflangerne, men forankringen af stængerne 20 sker derved, at forankringskroppen er formbundet lâst i sin udsparing ved den pâf0rte belastning. Givetvis kan en udpræget vedhæftning yderligere forbedre forankrings-kroppens fastg0relse i bjælkeflangen under belastning, men vedhæftningen er som nævnt intet krav.

25 Den vridningshindrende indvirkning mod forankringskroppen 9 kan ogsà beskrives pâ den mâde, at den vandrette kompo-sant.. H. -Spger at presse forankringskroppen 9 mod den i fig. 4 til h0jre viste endeflade 6 af udsparingen 5, sâ der opstâr en friktion i dette omrâde mellem endefladen 6 30 og forankringskroppen 9. Sâ længe denne friktion er tilstrækkelig stor, kan der ikke ske nogen glidning mellem disse flader, hvorfor forankringskroppen 9 ikke kan drejes omkring akselen 20.

DK 157205B

9

Et af hovedproblemerne ved den tidligere kendte teknik bestâr i, at materialeegenskaberne i stâlmaterialet i stængerne 4 og træmaterialet i bjælkeflangeren 1 og 2 5 kraftigt afviger fra hinanden. If0lge opfindelsen gæider det derimod, at forankringskroppen 9 skal bibringes materialeegenskaber, som i sà stor udstrækning som muligt svarer til sâvel stâlets egenskaber som til træmaterialets egenskaber. I denne sammenhæng b0r det nævnes, at elasti-10 citetsmodulet i træmaterialet kan variere mellem st0rrel-sesordenen 100.000 kg/cm^ og den dobbelte vaerdi afhængigt af hvilken træsort, der vælges. Elasticitetsmodulet for stâl ligger over 2.000.000 kg/cm^, hvorfor der kan optræ-de store forskelle i st0rrelsen af de deformationer, som 15 de forskellige materialer udsættes for ved belastning.

Nâr der er taie om plastmaterialet i forankringskroppen, kan materialeegenskaberne varieres pâ flere forskellige mâder, bl.a. ved variering af indholdet af fyldmaterialet, kornst0rrelsen i det anvendte fyldmateriale samt natur-20 ligvis tillige arten af plastmaterialet i sig selv samt udhærdningsgraden ved plastmaterialet. Yderligere paramétré, som kan iagttages ved ændring af plastblandingens elasticitetsmodul, er styrkeegenskaberne (materialeegenskaberne) og kornstrukturen i fyldmaterialet.

25 En mâde til tilvejebringelse af en styrkemæssigt nogen-lunde "kontinuerlig" overgang mellem de forskellige materialeegenskaber bstàr i, at forankringskroppen ved sine centrale dele bibringes et elasticitetsmodul, der nærmer sig stâlets, medens det ved sine perifere dele, som 30 kommer i ber0ring med træmaterialet i bjælkeflangerne, bibringes et betydeligt lavere elasticitetsmodul, idet de ydre partier af forankringskroppen ikke tillades at udhær-de lige sâ langt som de mere centrait beliggende omrâder.

En sâdan varierende udhærdningsgrad i forankringskroppen 35 tilvejebringes if01ge opfindelsen pà enkel mâde ved at

DK 157205B

ίο variere fugtindholdet i det træmateriale, der skal anvendes i bjælkeflangerne. Tillige kan en anden kemisk pàvirkning, der reducerer udhærdningen i plastmaterialet, 5 anvendes, f.eks. ved at træet bestryges med et passende middel. Ved pàvirkning gennem fugtindholdet i træet opnâs der en sâledes pàvirkning, at jo h0 jere fugtindholdet er, jo lavere bliver udhærdningsgraden for plastmaterialet og som f01ge heraf tillige elasticitetsmodulet. Yderligere en 10 mâde til i plastblandingen lokalt at variere elasticitetsmodulet bestàr i, at der g0res ændringer i selve indst0b-ningsforl0bet eller i viskositeten i den indst0bte plast-blanding. Herved er det muligt at opnâ en vis sænkning af fyldmaterialet, sâ at det totale indhold eller indholdet 15 af forskellige kornst0rrelsesfraktioner varierer i h0jderetningen i den indst0bte forankringskrop 9. I denne sammenhæng skal det ogsâ understreges, at effekten af ændringer i elasticitetsmodulet bliver st0rst i de· dele af forankringskroppene 9, som har den st0rste længde i bjæl-20 keflangernes længderetning.

m

For pà trods af anvendelsen af forankringskroppe 9 at reducere risikoen for punktbelastninger mod træmaterialet er udsparingen 5's form og dimensionering i forhold til formen og dimensioneringen af stængerne 4 af afg0rende 25 betydning. Som det fremgàr af fig. 3, er udsparingen 5's endevægge valgt med en krumningsradius, som i hovedsagen svarer. til diameteren af stængerne 4. Endvidere er over-gangsomrâderne mellem endevæggene 6 og bundvæggen 7 rundet med en radius, som ligger i omtrent samme 30 st0rrelsesorden som diameteren af stængerne 4. Endvidere er tillige bundvæggen 7 hensigtsmæssigt afrundet med omtrent samme radius som diameteren af stængerne 4.

Den bredde, som udsparingen 5 skal hâve (vinkelret pà tegningens plan i fig. 4), er kritisk pà i det mindste to

DK 157205 B

11 mâder. For det f0rste skal bredden overstige diameteren aller tværmâlet af bjælkekroppen 3’s stænger 4 med en hensigtsmæssig st0rrelse. En faktor to kan her være en 5 hensigtsmæssig udgangsvaerdi. For det andet skal udspa-ringen 5’s totale endeflade 6 (se endvidere i det f01-gende under henvisning til fig·. 6 og 8) hâve et sâdant areal, at den af resultanten H via forankringskroppen mod træmaterialet tilvejebragte normalspænding ikke bliver 10 st0rre end det, træet kan optage.

Af fig. 3 og 4 fremgâr det, at der pà tværs eller i hovedsagen vinkelret pâ bjælkekroppen 3's plan kan være anbragt en eller flere kanaler 10 fra sidefladen fra bjælkeflangen 2 ind til udsparingen 5 gennem denne og 15 yderligere et stykke ind i den modsatte side af bjælkeflangen. Disse kanaler kan anvendes til indf0ring af den plastblanding, der skaï danne forankringskroppen, hvis plastblandingen ikke indf0res i udsparingen oppefra, dvs. fra den side, der vender mod bjælkekroppen 3. Nâr forank-20 ringskroppen 9 er hærdet, vil kanalerne 10 være fyldt med plastmateriale, sâ at forankringskroppen derved bliver endnu sikrere formbundet fastgjort i bjælkeflangerne 1 og 2. Anvendelsen af sâdanne tappe pâ forankringskroppen, som dannes i kanalerne 10, fâr vedr0rende bjælkens styrke den 25 f01ge, at brudsikkerheden 0ges, men bjælkens b0jningsstiv-hed mindskes i nogen grad.

En yderligere forbedring af styrken opnâs, dersom der i forankringskroppen er indst0bt en eller flere tværgâende metaltappe, som strækker sig ind i bjælkeflangen 2 pâ 30 omtrent samme mâde som de ovenfor nævnte kanaler 10. Disse tappe (gælder tillige kanalerne 10) b0r være placeret i afstand, gerne sâ stor som muligt, fra den aksel 20, omkring hvilken drejningsmomentet virker, ved belastning af bjælken. Sâdanne tappe er n0dvendige i de tilfælde,

DK 157205 B

12 hvor den af den vandrette résultant tilvejebragte frik-tion mellem forankringskroppen 9 og udsparingens tryk-belastede endeflade 6 ikke formâr helt at modvirke drej-5 ningsmomentet omkring akselen 20.

Af fig. 4 fremgâr det, at begge stænger 4 pâ sine bort fra hinanden vendende sider ligger an mod kantomrâdet 11 pâ endevæggene 6's mod bjælkekroppen 3 vendende ender. Herved vil man ved fremstillingen af bjælken opnâ en styring af 10 bjælkekroppen 3 i forhold til bjælkeflangerne og vice versa, hvorved komplicerede styreslæder og lignende kan undgâs.

Af fig. 4 fremgâr det endvidere, at der mellem toppartiet 12 pâ de mod hinanden liggende stænger 4 og bundvæggen 7 i 15 udsparingen 5 findes et mellemrum 13, som i bjælkens færdige tilstand vil være udfyldt med en del af · forankringskroppen 9. Dette mellemrum er væsentligt, dels nâr det gælder indstyringen af bjælkekroppen 3 i forhold til bjælkeflangerne 1 og 2 ved hjælp af kantomrâderne 11, dels 20 nâr det gælder styrken og "kontinuiteten" i samlingen mellem stængerne 4 og flangerne 1 og 2. Ved anvendelse af mellemrummet 13 vil en del af forankringskroppen 9 komme til at ligge mellem toppartiet 12 og udsparingen 5's bundvæg 7, og dette méllemliggende parti af forankrings-25 kroppen hindrer punktbelastninger pâ træmaterialet, og kan gives et elasticitetsmodul, som gradvis reduceres fra en værdi i nærheden af stâlets elasticitetsmodul frem mod toppen 12 til en værdi, som er betydeligt mindre, og som nærmer sig træmaterialets værdi ved bundvæggen 7.

30 Den ovenfor omtalte bjælke fremstilles hensigtsmæssigt pâ den mâde, at bjælkeflangerne 1 og 2 fremstilles f.eks. ved fingersammenlapning af gavntræ, sâ at éventuelle defekter i gavntræet kan fjernes og kvaliteten i flangerne garan-

DK 157205 B

13 teres. Derefter fræses med passende mellemrum udsparin-gerne 5 med fræseværkt0j, som har en afrundet spids, sâ at derved bâde endevæggene 6 og bundvæggen 7 fâr den n0dven-5 dige krumning pâ samme mâde som overgangsomrâderne mellem endevæggene og bundvæggen. Herefter bukkes b jælkekroppen 3 ud fra en sammenhængende længde stang- eller r0rmateriale, horefter bukningsomrâderne med toppartierne 12 f0res ind i tilsvarende udsparinger 5 i den ene bjælkeflange. Derefter 10 placeres den anden bjælkeflange pâ bjælkekroppens over for liggende toppartier, sâ at disse ogsâ bliver modtaget i udsparingen i denne bjælkeflange. I denne stilling vil stængerne 4 være styret mod kantomrâderne 11, og hele enheden kan holdes sammen derved, at bjælkeflangerne 1 og 15 2 dages mod hinanden ved hjælp af meget enkelt spændeværk- t0j, styrevogne eller lignende. Den pâ denne mâde dannede enhed silles hensigtsmæssigt med bjælkekroppen lodret, hvorefter plastblandingen indst0bes i hver og en af udspa-ringerne 5 i den nederste bjælkeflange. Samtidig hermed 20 bibeholdes selvsagt sammenspændingen af de to bjælkeflan-ger med hinanden. Derefter tillades plastblandingen i den nedre flanges udsparing i det mindste delvis at stivne og muligvis ogsâ at hærde i det mindste delvis, hvorefter bjælken vendes, og plastblandingen st0bes ogsâ i den anden 25 bjælkeflange, hvorefter i det mindste der sker en st0rk-ning, men helst i det mindste ogsâ en delvis udhærdning af plastmaterialet, f0r bjælkeflangerne 1 og 2 frig0res fra de anvendte spændeanordninger.

Ved sâdanne udf0relsesformer, hvor der anvendes kanaler 30 fra bjælkeflangernes sidekanter, kan disse givetvis ogsâ anvendes til indst0bning af plastblandingen, hvorved hensigtsmæssigt udsparingen 5's mod bjælkekroppen 3 vendende âbninger tappes til ved hjælp af et passende dækselorgan.

14

DK 1572 05 B

Ved teoretiske beregninger har mari fundet frem til (angâr en udf0relsesform, der skal beskrives nærmere i det f01gende under henvisning til fig. 5 og 6), hvorledes 5 spændingsfordelingen ser ud i forankringskroppen 9 ved belastning af bjælken.

Overf0rsel af kræfter mellem plast og træ sker i de fleste praktiske situationer pà en sâdan mâde, at vedhæftningen mellem materialerne har stor betydning. Vedhæftningen 10 mellem plast og træ er imidlertid vanskelig at dokumen-tere og i "styrkeberegningsmæssige termer” kvantificere, hvorfor beregninger er gjort uden hensyntagen til de adhæsionskræfter, som tillige kan forekomme. De styrke-værdier, som man herved kan régné sig frem til, ligger 15 derfor pâ den sikre side og viser entydigt, at adhæsions-kræfterne ikke er n0dvendige for bjælkens funktion. Den lastbærende evne bliver sâledes fuldt tilstrækkelig ogsâ uden nogen vedhæftning mellem forankringskroppene og tilgrænsende træmateriale.

20 I fig. -9 er det vist, hvorledes spændingsfordelingen i forankringskroppen 9 ser ud ved belastning af bjælken i udf0relsesformen if01ge fig. 5 og 6. Det skal fremhæves, at belastningsretningen for bjælkekroppens stænger 4 er vist modsat de forhold, der râder ved de 0vrige figurer.

25 De forudsætninger, hvorpâ beregningerne bygger, bestâr i: at forankringskroppen 9 er pàvirket af normalkræfter fra kropstængerne 4, og at der ikke findes nogen lodret belastning i knudepunktet 21. Knudepunktet, der er skæringspunktet for kropstængerne 4’s midterlinier, 30 pâvirkes derfor kun af en vandret kraft H, at forankringskroppen 9 under et brud bevæger sig som en i forhold til træet stiv krop omkring omdrejningspunktet 20,

DK 157205 B

15 at der i de flader, som er udsat for trykkraft, optræder en normal spænding, som i den unders0gte tilstand umiddel-bart f0r brud antager værdien σΐ parallelt med fibrene og 5 σ2 vinkelret pâ fibrene, at der pâ grund af friktionskræfter optræder forskydnings-spændinger (ri, t2 og t3) i de flader, der er udsat for trykbelastning, og at friktionskraften reduceres i de flader, hvor forholdet 10 mellem lodrette og vandrette bevægelser er mindre end friktionskoefficienten.

Med udgangspunkt i opmâlte værdier af de geometriske st0rrelser kan spændingerne i forankringskroppen 9* s anlægsflader mod træet beregnet ved hjælp af ligevægts-15 ligningerne derved, at placeringen for omdrejningsakselen 20 f0rst bestemmes. Nâr placeringen af denne aksel er bestemt, kan de forskellige spændinger beregnes, og det viser sig, at forskydningsspændingeme (ri, t2 eller τ3) bliver afg0rende for dimensioneringen, eftersom træt0mmer 20 af aktuel styrkeklasse, f.eks. T24, kun formâr at klare en spænding pâ tværs af fibrene pâ 2 Mpa. Medens derimod spændingerne langs fibrene kan vokse op til 9 Mpa. En kontrolberegning af de belastninger, som bjælken formâr at modstâ, inden de aktuelle spændinger overskrides, viser, 25 at bjælkens bæreevne er mere end tilstrækkelig i normale belastningssituationer, selv om der ved beregningen af bjælkens bæreevne ikke er medtaget den for0gelse, der kan forventes at komme i afhængighed af vedhæftningskræfter mellem frankringskroppen og træmaterialet.

30 I det tilfælde, hvor samtlige stænger 4 ikke danner lige store vinkler med flangerne 1 og 2, eller nâr bjælken smaller til, kan der tillige forekomme en lodret resul-

DK 157205 B

16 tant ud over den vandrette résultant H. En sâdan lodret résultant forekommer ogsâ ved den yderste forankringskrop ved bjælkens ender. Imidlertid pâvirker disse lodrette 5 resultanter kun i ubetydelig grad de ovenfor opnâede beregninger.

I fig. 5 og 6 er der vist en modificeret udf0relsesform af bjælken if01ge opfindelsen, hvorved det f0rst og fremmest er udsparingen 5 i b j ælkef1angerne 1 og 2, som har fèet en 10 anderledes form. Af tegningen fremgâr det sâledes, at udsparingen 5 er sammensat af to udsparinger, en ydre udsparing 14 og en sig hertil sluttende indre udsparing 15. Disse to udsparinger har ydre endevægge 16 og indre endevægge 17, der er tværgàende, vinkelrette eller 15 muligvis noget underskârne i forhold til bjælkeflangens længderetning. Endvidere har udsparingen 5 i denne udf0relsesform ydre og indre bundvægge 18 henholdsvis 19, der hensigtsmæssigt er i hovedsagen parallelle med bjælkeflangens længderetning. Ogsâ i denne udf0relsesform 20 er overgangsomrâderne mellem de forskellige endevægge og bundvæggene bl0dt afrundede, medens de indre endevægge 17 har et styrende samvirke med stængerne 4 ved kantomrâderne 11.

I lighed med det, der er beskrevet ovenfor, er sâvel 25 endevæggene 16 og 17 som bundvæggene 18 og 19 hensigtsmæssigt hvælvede, sâ at skarpe hj0rner og belastningskon-centrationer derved undgâs. Endvidere er bredden pâ udsparingen 5 omtrent dobbelt sà stor som stængerne 4 ' s diameter i lighed med det ovenfor anf0rte.

30 Fremstillingen af bjælken if01ge fig. 5 og 6 sker pâ samme mâde som beskrevet for bjælken if01ge fig. 3 og 4.

DK 157205 B

17 I fig. 7 og 8 er der vist en yderligere modificeret udf0-relsesform, der f0rst og fremmest skal ses soin en modificering af udf0relsesformen ±f0lge fig. 3 og 4.

5 Forskellen her over for bestèr f0rst og fremmest i, at udsparingen 5's endevægge 6 ikke er i hovedsagen vinkel-rette eller tværgâende i forhold til bjælkeflangernes længderetning, men skrâtstillede pâ en sédan mâde, at udsparingen ved sin munding er kortere i flangens 10 længderetning, end det, der er tilfældet med dybere liggende dele af udsparingen. Udsparingen bliver herved underskâret, hvi'lket tillige kan siges om endevæggene 6.

En let modificeret udf0relsesform for varianten if01ge fig. 7 og 8 kan meget enkelt tildannes, hvis bjælkeflangen 15 1 og 2 holdes stille under den fræseoperation, ved hjælp af hvilken udsparingen 5 fremstilles. Fræseværkt0j et har herved form af en jævnt tyk "skaftendefræser" med afrundet spids og er fastgjort pâ en forholdsvis lang spindel, der kan udf0re en pendlende bevægelse i bjælkeflangens 20 længderetning, hvorved udsparingens bund bibringes en vis krumning med krumningsradien sammenfaldende med spindelens (inklusive "skaftendefræserens") længde. Udsparingen bliver sâledes dybere i midteromrèdet end i nærheden af endevæggene 6.

25 Ved den i fig! 7 og 8 viste udf0relsesform er det navnlig vigtigt, at overgangsomrâdet mellem endevæggene 6 og bund-væggen 7 er bl0dt afrundet.

Det, der tidligere er anf0rt vedr0rende indretningen af endevæggene 6 under henvisning til fig. 7 og 8, kan 30 naturligvis tillige tillempes ved udf0relsesformen if01ge fig. 5 og 6, sà at derved sâvel de ydre endevægge 16 som de indre endevægge 17 kan g0res skrât hældende pâ samme mâde som endevæggene if01ge fig. 8. Ved udf0relsesformen

DK 157205B

18 if01ge fig. 5 og 6 kan man ogsâ vælge blot at g0re enderne af de ydre eller indre endevægge skrât hældende pâ den mâde, der fremgâr af fig. 8.

5 I samtlige udf0relsesformer kan man anvende bâde en eller flere kanaler 10 eller afstâ fra anvendelsen af en sâdan.

Men hvis der skal anvendes kanaler 10, skal disse placeres i bjælkeflangernes neutrallinie, dvs. den Unie, hvor spændingen ved belastningen af bjælken i princippet er lig 10 med nul. Ogsâ tværgâende metaltappe af den art, soin er nævnt i forbindelse med udf0relsesformen if01ge fig. 3 og 4, kan anvendes ved de 0vrige udf0relsesformer.

Som beskrevet foran, kan elasticitetsmodulet i forankringskroppen variere afhængigt af placeringen i 15 forankringskroppen. Dette tilvej ebringes ved en variering af udhærdningsgraden i plastmaterialet, og denne ændring af udhærdningsgraden tilvejebringes ved en tilpasning af fugtindholdet i det anvendte træmateriale, sâ at f.eks. et fugtindhold i st0rrelsesordenen 15% giver en dârlig 20 udhærdning i plastmaterialet og et deraf f01gende lavt elasticitetsmodul, medens et lavere fugtindhold, ned mod 8%, giver en betydelig bedre udhærdning af plastmaterialet (i det mindste i yderlaget mod træmaterialet), sâ at elasticitetsmodulet i dette yderlag ogsâ bliver betyde-25 ligt st0rre. Ved sàdanne ændringer i elasticitetsmodulet kan sâdanne lokale spændingstoppe, som initierer brud, undgâs eller reduceres.

Endelig kan elasticitetsmodulet ogsâ, ud over de ovenfor nævnte fremgangsmâder, varieres lokalt derved, at to 30 forskelligt sammensatte (samme basisplast, men forskellige egenskaber ved fyldmaterialet) plastblandinger indst0bes efter hinanden i samme forankringskrop.

Claims (11)

1. Bjælke med af træ fremstillede flanger (1,2) samt en med flangerne forbundet bjælkekrop (3), der omfatter af 5 metallisk r0r- eller stangmateriale fremstillede stænger (4) , der strækker sig frem og tilbage mellem flangerne, og som med endepartier eller bukkede omràder (12) er modtaget i udsparinger (5) i flangerne, kendetegnet ved, at udspa-ringerne (5) har en bredde pâ tværs af flangernes (1,2) 10 længderetning, som er st0rre end stængernes (4) bredde, at udsparingen har endevægge (6,16,17), som er i hovedsagen tværrettede. eller „underskârne i forhold til flangernes længderetning, og at der omkring de i udsparingen modtagne dele af stængerne er anbragt af plastmateriale fremstille-15 de forankringskroppe (9).

2, Bjælke if01ge krav 1, kendetegnet ved, at plast-materialet i forankringskroppene (9) eller i det mindste i deres yderst beliggende dele har i hovedsagen samme elasticitetsmodul som træmaterialet i flangerne (1,2).

3. Bjælke if01ge krav 2, kendetegnet ved, at plast- materialet i de indre dele af forankringskroppene (9) har st0rre elasticitetmodul end de yderst liggende dele deraf.

4. Bjælke if0lge et af kravene 1-3, hvor to stænger 25 (4) i hovedsagen V- eller U-formede strækker sig ind i en udsparing (5), kendetegnet ved, at stængerne (4) pâ deres pâ fra hinanden vendende sider har anlæg mod de endekanter (11) pâ endevæggene (6,16), som er vendt mod udsparingens (5) munding.

5. Bjælke if01ge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at stængernes (6) i udsparingen (5) værende dele er place- DK 157205B 20 ret i en afstand fra udsparingens bundvæg (7,19).

6. Bjælke if01ge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at udsparingen (5) parallelt raed et plan gennem bjælke- 5 kroppens (3) udstrækningsplan har en i hovedsagen rektan-gulær kontur, hvor en langside i konturen er dannet af en bundflade (7) i udsparingen.

7. Bjælke if01ge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at udsparingen (5) parallelt med et plan gennem bjælke- 10 kroppens (3) udstrækningsplan har en kontur, der er sammensat af en indre, i hovedsagen rektangulær del (15) og en ydre, til den indre grænsende og i hovedsagen rektangulær del (14), der har en st0rre længde i bjælkens længderetning end den indre del.

8. Fremgangsmâde til fremstilling af en bjælke med flanger (1,2) af træ og en bjælkekrop (3) af metallisk r0r- eller stangmateriale, hvorved flangerne forsynes med udsparinger (5) og bjælkekroppen dannes for at tilveje-bringe frem og tilbage mellem flangerne forl0bende stænger 20 (4), som strækker sig ind i udsparingen og fastg0res heri, kendetegnet ved, at flangerne (1,2) og bjælkekroppen (3) placeres i forhold til hinanden derved, at fra hinanden vendende sider pâ to i hver udsparing (5) hinanden m0dende stænger (4) bringes i kontakt med styrekanter (11) i eller 25 ved udsparingen (5), at flangerne (1,2) spændes mod hinanden for sammen med bjælkekroppen (3) at danne en enhed, at en hærdbar plastblanding indf0res i flangernes udsparing for i denne at danne en forankringskrop (9), og at plastblandingen tillades at hærde, hvorefter flangernes 30 spænding mod hinanden bringes til oph0r.

9. Fremgangsmâde if01ge krav 8, kendetegnet ved. DK 157205 B 21 at plastkorapositionen f0rst indf0res i den ene flanges (1) udsparing (5) og i det mindste delvis tillades at hærde heri og senere i den anden flanges udsparing (5), hvorved 5 sammenspændingen af flangeme (1,2) mod hinanden bevares, indtil plastblandingen i den anden flanges udsparing i det mindste er delvis hærdet.

10. Fremgangsmâde if01ge et af kravene 8 og 9, kende- tegnet ved, at elasticitetsmodulet, i det mindste i en 10 ydre del af forankringskroppene (9), bibringes en værdi, som omtrent stemmer overens med elasticitetsmodulet i flangernes (1,2) “ træmateriale derved, at fugtindholdet i dette tilpasses for at pâvirke udhærdningsgraden i plast-blandingen.

11. Fremgangsmâde if01ge et af kravene 8 og 9, kende- tegnet ved, at elasticitetsmodulet bringes til at variere lokalt i forankringskroppen (9) derved, at der tillades en sænkning af en del af fyldmaterialet, f0r plastblandingen hærdes.