SE530436C2 - Byggelement - Google Patents

Description

35 530 435 2 relativt lätta golvbjälklag med hög styvhet är att man får problem med bjälklagets egenfrekvens och impulshastighetsrespons. Ett vanligt sätt att komma från denna nackdel är att gjuta ett betongskikt ovanpå skivan eller pà annat sätt tillföra massa till bjälklaget.

Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma ett byggelement vilket helt eller delvis undanröjer dessa nackdelar.

Detta syfte åstadkommas genom ett byggelement som är uppbyggt av l-balkar och en ytbeklädnad med självbärande och svängningshämmande egenskaper.

I det följande kommer en som exempel vald utförlngsform att beskrivas under hänvisning till de biforgade ritningarna, av vilka: figur 1A visar en snittvy av ett byggelement enligt uppfinningen, figur 1B visar en snittvy av en annan variant av ett byggelement enligt uppfinningen, figur 1C och 1D visar två varianter av skarvanordningar, figur 2A visar en perspektlvvy av ett byggelement, figur 2B visar ett dragkraftsupptagande medel i form av en vajer, figur 2C visar ett exempel på en beräkningsmodell av en balk, och figur 3 - 6 visar tvärsnitt av en balk med varianter av placering av ett dragkraftsuppdagande medel.

Enligt figur 1A och 2A innefattar ett byggelement 1 enligt uppfinningen ett regelverk 2 i form av ett flertal långsträckta l-balkar 3 sträckande sig i byggelementets 1 längdriktning väsentligen parallella och på inbördes avstånd från varandra. Avståndet mellan balkarna är med fördel anpassat till vanlig byggstandard, men kan vara större eller mindre beroende pà användningsområde och vilken belastning elementet kommer att utsättas för. l- balkarna 3 är med åtminstone den ena långsidan fastsatt till ett ytelement 4 i form av ett skivformigt element av sandwichkonstruktion bildande ytterväggs-, innerväggs- eller golvyta när elementet 1 används för konstruktion av en vägg eller ett golvbjälklag. l-balkarna 3 innefattar ett làngsträckt liv 5 vilket vid sina långsidor uppvisar längsgående en första och en andra fläns 6, 7. Flänsarna 6, 7 är med fördel tillverkade av massivträ, lamellträ, träfibermaterial eller en kombination av dessa. Med massivträ menas i detta avseende träflänsar framtagna ur ett stycke eller flera bitar, exempelvis spillbltar från sägverkens justerverk, vilka är fingerskarvade eller på annat sätt sammanfogade ände mot ände i längdriktningen.

Med lamellträ avses plywood, dvs relativt tunna skivor av träfanér av vilka ett flertal limmats samman med fiberriktningarna korsande varandra. En annan typ av lamellträ är s.k. LVL-skivor, en plywood där fanérskivor limmats samman med fiberriktningarna riktade åt samma häll, dvs parallella med varandra. LVL-skivor kan även tillverkas på så sätt att majoriteten av fibrerna är en variant som här riktade åt samma håll, givits 10 15 20 25 30 35 530 436 3 hänvisningsbeteckningen B i figur 1B. Med majoritet avses i detta fall att ett eller flera, men inte fler än hälften av det totala antalet lager, av de i skivan ingående lagrens fiberriktning är riktade tvärs de övriga lagrens fiberriktning, i syfte att stabilisera skivan med avseende på formförändring. Ytterligare en variant av lamellträ är limträ, där ett flertal massivträstycken limmas till varandra bildande ett trästycke. l\/led träfibermaterial avses i detta fall träfiberskiva, OSB, spånskiva eller liknande skivor som bildas genom att trä finfördelats i olika grad varefter det finfördelade materialet pressas samman till skivor, i vissa fall tillsammans med ett bindemedel. l- balkarnas liv är med fördel tillverkade av någon av dessa nämnda träfibermaterial, men även andra typer av material såsom metall eller komposit är möjligt att använda.

I beskrivningen nedan kommer l-balkens flänsar att benämnas tryckfläns 6 respektive dragfläns 7. Tryckfläns 6 är den fläns som tar upp de tryckkrafter som uppkommer i flänsen när balken 3, enligt en känd beräkningsmodell som visas som exempel i figur 2C, vilar med sin ena fläns 6 pä stöd vid sina ändar och belastas uppifrån på den andra flänsen 7 och med byggelementet 1 orienterat såsom visas i figur 1. Dragflänsen 7 är således den fläns i vilken dragkrafter uppkommer när balken 3 belastas enligt det ovan beskrivna exemplet, dvs dragflänsen 7 är den fläns som balken vilar på mot stöden och tryckflänsen 6 är den fläns som belastningen är riktad mot. Vid stora dragkrafter kan ett kompletterande dragkraftsupptagande medel 8 anordnas till dragflänsen 7, vilket kommer att beskrivas mer ingående nedan.

Enligt figurerna 1A och 2A är l-balkarnas 3 tryckfläns 6 fastsatta till ett ytelement 4 i form av ett skivformigt element av sandwichkonstruktion. Ytelementet 4 är med fördel limmat till balkarnas 3 tryckflänsar 6, men kan fästas på andra sätt såsom limskruvning. Ytelementets 4 kärna 9 innefattar ett flertal virkesstycken 10 i form av plankor eller brädor anliggande kant mot kant. Virkesstyckena kan vara i hela fullängder, eller ett flertal bitar sammanfogade med exempelvis fingerskarvar i längdriktningen bildande fullängdsstycken. Virkesstyckena limmas samman eller sammanfogas på annat sätt till en skivformig kärna 9, varefter kärnans båda plana ytor 11 beläggs med ett ytmaterial 12 i form av en skiva av träfibermaterial av den typ som beskrivits ovan som limmas, skruvas eller på liknande sätt fästs till kärnans 9 plana ytor 11. Med fördel innefattar ytmaterialet 12 en träfiberskiva. Ytelementet kan även innefatta en skiva av LVL-material B enligt figur 18, som beskrivits ovan. Vidare kan ytelementet innefatta en halm-eller stràbaserad fiberskiva.

Ytelementet 4 kan även anordnas till l-balkarnas båda flänsar.

Det av l-balkarna 3 och ytelementet 4 bildade byggelementet 1 tillverkas i storlekar som tillåter transport av dessa pà en lastbil. Byggelementet 1 är avsett att användas till vägg- och/eller golvbjälklag. När elementet ska användas som väggelement anordnas byggelementet väsentligen vertikalt, varvid åstadkommas fördelen att de vertikala 10 15 20 25 30 35 '53Û 436 4 krafter som väggen utsätts för tas upp både av l-balkarna 3 och ytelementet 4. Ytelementets 4 styvhet medför även att horisontella krafter såsom vindkrafter effektivt tas upp.

När byggelementet 1 ska användas som golvelement eller bjälklagselement placeras byggelementet 1 väsentligen horisontellt enligt figur 2A. I de flesta fall vilar elementets ändpartler på stödpunkter eller upplag A varvid ytelementet 4 är avsett att utgöra golvytan. När ytelementet 4 belastas av en tyngd, i ett extremfall belastas skivan mitt mellan stödpunkterna A som elementet 1 vilar på, böjs balkarna 3 nedåt av tyngden. De tryckkrafter som bildas på grund av belastningen uppkommer i ytelementets 4 plan 13 och i tryckflånsen 6 hos balken 3. ytelementets 4 kärna 9 anordnade med fibrerna orienterade i en riktning som sammanfaller Av den anledningen är virket 10, i form av brädor eller plankor, l med balkarnas 3 riktning. Därmed kan tryckkrafterna tas upp effektivt eftersom trä har större hällfasthet, speciellt med avseende pà tryckkrafter, i fibrernas längdriktning än i dess tvärriktning. Vidare tas tryckkrafterna även upp i l-balkarnas tryckflänsar 6, men krafterna blir lägre i tryckflänsarna 6 jämfört med de tryckkrafter som reglar tar upp i konventionella byggelement, eftersom ytelementet 4 tar upp en stor del av krafterna. Vid behov kan även ett andra ytelement (ej visat) fästas till I-balkarnas 3 dragflänsar 7 bildande lnnertak till en underliggande våning i byggnaden.

Tryckkrafterna C uppkommer, vid en belastning av en kraft F enligt det ovan beskrivna exemplet och som visas i figur 2C, ovanför balkens centrumpunkt M. Samtidigt uppkommer dragkrafter T i dragflänsen. l-balkarnas andra flänsar 7, dragflänsarna, utsätts således för dragkrafter. För att bättre ta upp dessa krafter kan dragflänsen 7 förses med ett dragkraftsupptagande medel sträckande sig längs hela flänsen, som kan ses i olika utföringsexempel i figurerna 3 - 6. I figur 3 förses dragflänsen 7 med ett urtag eller ett urfräst spår 14 i flänsens 7 kant som befinner sig längst frän ytelementet 4. I spåret 14 fästes ett dragkraftsupptagande medel 8 i form av ett band, vajer eller en làngsträckt platta av ett material med hög draghållfasthet.

Exempel på ett sådant material är metall eller fiberkomposit. I utföringsexemplet som visas i figur 3 är ett band av kolfiber använt, men det bör inses att även andra fiberkompositmaterial kan användas, exempelvis glasfiber. l en annan utföringsform som visas i figur 4 kan även ett extra lager trä 15 läggas över spåret 14 efter att det dragkraftsuppfagande medlet 8 lagts in i spåret 14. l ytterligare en utföringsform enligt figur 5 innefattar åtminstone dragflänsen 7 trälaminat 16, men även tryckflånsen 6 kan innefatta laminat, varvid det dragkraftsupptagande medlet 8 utgör det ena skiktet l laminatet. Det dragkraftsupptagande medlet kan även limmas eller på annat sätt fästas direkt på dragflänsens kant som befinner sig längst bort från skivan som visas i figur 6. 10 15 20 25 30 35 5313 435 5 l ytterligare en utföringsform som visas i figur 2B är det dragkraftsupptagande medlet 8 en vajer 8:1 vilken är fäst i ett par konsoler 8:2 i anslutning till tryckflänsens 6 båda ändar. Vajern löper från sin ena fästpunkt vid tryckflänsen 6 snett över livet 5 till dragflänsen 7. Dragflänsen 7 är anordnad med löphjul eller löpbanor 8:3 i vilka vajern är infäst på ett förskjutbart styrt sätt i sin längdriktning. Löpbanorna är anordnade ett stycke in från dragflänsens 7 ändar, en vid varje ände, lämpligen pä en plats som ger vajern en lutning pä mellan 20 - 60 grader från dragflänsen, beroende på balkens spännvidd. Från dragflänsen 7 löper vajern 8:1 snett över livet 5 igen tillbaks till tryckflänsen 6 och dess andra fästpunkt.

Vajern är lämpligen fäst vid konsolerna med en mutter 8:4, och mellan muttern och konsolen är anordnat en bricka 8:5. Brickan 8:5 kan vara av ett vibrationsdämpande material. Med muttrarna kan vajern och därmed l-balken förspännas.

Tack vare ytelementets 4 utformning med en kärna 9 av massivt trä och ytmaterial 12 av träfiberskiva tillsammans med l-balkarnas 3 utformning undviks även den svängning eller svikt som är vanligt förekommande hos träbjälklag. Ytelementets 4 tyngd medför att byggelementet 1 erhåller en tröghet som dämpar nämnda svängningar. För att ytterligare förstärka konstruktionen och för att underlätta tillverkningen av elementet kan s.k. kortlingar 18 av l-balkar monteras mellan l-balkarna 3, se figur 1. Kortlingarna kan även innefatta vanliga träreglar, utan liv, kapade till lämpliga längder.

Vid skarvnlng av ett flertal byggelement 1 till varandra är anordnade skarvpartier 19 till elementens kanter 20 bildande en hane och en hona. l en utföringsform är skarvdelen 19 utformad som en trappa sett i genomskärning, se figur 1D. Denna trappstegsform är bildad tvärs fiberriktningen hos ytelementets 4 kanter 20 genom att kanterna är försedda med falsar 21. Ytelementets 4 ena sida, när ytelementet ses uppifrån som i figur 2, är anordnad med en hondel 22 utformad som en uppåt riktad fals vid den övre ytan bildande en vilplansyta. Ytelementets 4 motstående sida är försedd med motsvarande urtag i form av en handel med en nedåt riktad fals vid sin nedåt vända yta bildande en anliggningsyta. När två byggelement, som befinner sig väsentligen i samma plan och ska skarvas, placeras således det ena ytelementets anliggningsyta till det andra ytelementets vilplansyta, dvs den ena falsen i den andra, varvid en skarv bildas. Med fördel läggs en fästmassa, exempelvis lim eller fogmassa, på den ena falsen innan skarvpartierna placeras till anliggning mot varandra och sammanfogas sedan med fästdon, exempelvis spik eller skruv.

I en annan utföringsform sker skarvningen genom formbunden låsning enligt figur 1C. De båda skarvpartierna är placerade på samma sätt som beskrivits ovan, men falsarna är så utformade att en kilverkan åstadkommas. Den ena delens fals utformas som en handel med en kilformig spets 24 riktad nedåt. Ytelementets 4 motstäende sida är försedd med motsvarande urtag bildande en hondel med ett öppet kilspår 25 riktat uppåt. När tvä 10 530 436 6 byggelement ska skarvas placeras således det ena byggelementet med hondelen av skarvpartiet med det öppna kilspåret 25 riktat uppåt, varefter det andra byggelementets med handelen av skarpartiet med den nedåt riktade kiien 24 förs in i det öppna kilspåret. Detta ger en skarv som vid belastning av sin egentyngd trycker byggelementen 1 i riktning mot varandra. Det bör inses att skarven med kilverkan kan vändas andra vägen, dvs kilen 24 riktad uppåt och kilspàret 25 riktat nedåt. Det bör även inses att även andra typer av skarvar är möjliga, exempelvis i form av not och spont anordnade i ytelementens kanter.

Skarvpartier kan även anordnas längs fiberriktningen hos ytelementets kärna och även anordnas till ytelementets samtliga kanter, dvs både tvärs och längs fiberriktningen, av den ena eller som en kombination av de ovan beskrivna skarvmetoderna.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till det ovan beskrivna och på ritningarna visade utan kan ändras och modifieras inom ramen för den i de efterföljande patentkraven angivna uppfinningstanken.

Claims (24)

530 436 f Patentkrav

1. Byggelement (1) av träbaserat material för konstruktion av till en byggnad hörande vägg eller golvbjälklag, innefattande ett regelverk (2) i form av ett flertal l-balkar (3) sträckande sig i byggelementets (1) längdriktning där varje l-balk (3) uppvisar ett liv (5) med en första respektive en andra fläns (6, 7) sträckande sig längs livets (5) lángsidor, samt ett plattformigt ytelement (4) vid vilket den ena flänsen (6) hos varje l- balk är fastsatt, k ä n n e t e c k n a d av att det plattformiga ytelementet (4) är av sandwichkonstruktion innefattande en kärna (9) av ett material med fibrer som i majoritet är orienterade i linje med l-balkarnas (3) längdriktning.

2. Byggelement enligt krav 1, varvid kärnans (9) fibrer är orienterade i linje med I- balkarnas (3) längdriktning.

3. Byggelement enligt något av föregående krav, varvid l-balkarnas (3) liv (5) är anordnade i rät vinkel mot ytelementet (4).

4. Byggelement enligt något av föregående krav, varvid ytelementets (4) kärna (9) innefattar ett flertal virkesstycken (10) i form av plankor eller brädor sammanfogade kant mot kant i byggelementets (1) längdriktning.

5. Byggelement enligt kravet 4, varvid virkesstyckena (10) är sammanfogade genom limning.

6. Byggelement enligt något av föregående krav, varvid ytelementets (4) yta som angränsar mot l-balkarnas (3) flänsar (6) är anordnad med ett ytmaterial (12) i form av en träfiberskiva.

7. Byggelement enligt något av föregående krav, varvid ytelementets (4) båda ytor är anordnade med ytmaterial ( 12) i form av en träfiberskiva.

8. Byggelement enligt något av föregående krav, varvid l-balkarnas (3) liv (5) respektive flänsar (6, 7) innefattar trämaterial och/eller tråfibermaterial.

9. Byggelement (1) enligt till patentkravet 1 för användande som golvbjälklag, k ä n n e t e c k n a d av att den ena av l-balkens (3) flänsar (6, 7) är anordnad med ett dragkraftsupptagande medel (8) för upptagande av dragkrafter i flänsen.

10. Byggelement enligt kravet 9, varvid kärnans (9) fibrer är orienterade i linje med l-balkarnas (3) längdriktning.

11. Byggelement enligt kravet 9, varvid det dragkraftsupptagande medlet (8) är anordnad till flänsen (7) som befinner sig längst från ytelementet (4).

12. Byggelement enligt något av kraven 9 - 11, varvid det dragkraftsupptagande medlet (8) är infällt i flänsen (7). 530 435 8

13. Byggelement enligt någon av kraven 9 - 12, varvid det dragkraftsupptagande medlet (8) är adhesivt fästad till flänsen (7).

14. Byggelement enligt något av kraven 9 - 13, varvid det dragkraftsupptagande medlet (8) innefattar ett metallband eller en metallvajer.

15. Byggelement enligt kravet 14, varvid vajern (8:1) eller metallbandet är justerbart fäst i anslutning till tryckflänsens (6) ändar och förskjutbart styrt infäst vid partier (8:3) hos dragflänsen (7).

16. Byggelement enligt något av kraven 9 - 13, varvid det dragkraftsupptagande medlet (8) innefattar ett band av fiberkomposit.

17. Byggelement enligt kravet 16, varvid fiberkompositen innefattar kolfiber eller glasfiber.

18. Byggelement enligt något av kraven 9 -17, varvid det dragkraftsupptagande medlet sträcker sig längs hela flänsen (6, 7) och sammanfaller med dragkrafternas riktning.

19. Byggelement enligt något av kraven 9 - 18, varvid det dragkraftsupptagande medlet (8) är anordnat till l-balkens (3) båda flänsar (6, 7).

20. Byggelement enligt något av kraven 1 eller 9, varvid åtminstone två av ytelementets (4) kanter (20) är försedda med skarvpartier (19) för skarvning av två byggelement (1) till varandra.

21. Byggelement enligt kravet 20, varvid skarvpartierna innefattar i varandra passande falsar (21), den ena iden andra.

22. Byggelement enligt kraven 20 - 21, varvid skarvpartierna (19) sträcker sig tvärs fiberriktningen i ytelementets (4) kärna (9).

23. Byggelement enligt något av kraven 20 - 22, varvid skarvpartierna (19) sträcker sig längs fiberriktningen i ytelementets (4) kärna (9).

24. Byggelement enligt något av kraven 20 - 23, varvid skarvningen sker genom formbunden låsning.