NO813935L

NO813935L - base course

Info

Publication number: NO813935L
Application number: NO813935A
Authority: NO
Inventors: Lars Ingvar Ingvarsson
Original assignee: Dobel Ab
Priority date: 1980-11-26
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1982-05-27
Also published as: SE442756B; FI70445C; DK501481A; FI70445B; DK152552C; SE8008275L; FI813593L; DK152552B

Description

Deri foreliggende oppfinnelse vedrører et bærelag eller bærelagselement som inngår i et bjelkelag. Bærelaget er bygd opp av tynnplatebjelke eller annen lettbjelke, som lastopptagende bæreelement, hvilket er helt innstøpt i porebetong. Porebetongen utgjør derved også overflate- og volumdannende materiale for begge sider av bærelaget. Bjelke-lagene er beregnet til bruk for å avgrense forskjellige etasjer i bygninger, i det minste ved deres over- eller under-side. The present invention relates to a bearing layer or bearing layer element which is part of a beam layer. The bearing layer is made up of a thin plate beam or other light beam, as a load-absorbing bearing element, which is completely embedded in aerated concrete. The aerated concrete thereby also forms the surface and volume-forming material for both sides of the base layer. The beam layers are intended to be used to delimit different floors of buildings, at least at their upper or lower side.

Mari kan sette opp forskjellige krav til et bærelag foruten at det skal kunne bære en beregnet last uten at ned-bøyningen overstiger visse fastsatte verdier. Det skal for-trinnsvis være billig og lett å oppføre, iblant uten nevne-verdige anordninger og uten spesialutdannet personale. Andre krav som ofte stilles til bærelaget er at det skal ha lav vekt, ikke være følsomt for brann eller varme, være lyd- og varme-isolerende. Kuldebroer bør kunne unngås, hvis bærelaget skiller rom med forskjellige temperaturer. Som ytterligere fordel kan nevnes ikke-gjennomslippelighet for fukt. Ekstra fuktisolering kan nemlig vise seg å være kostbart. Mari can set various requirements for a bearing layer, apart from the fact that it must be able to carry a calculated load without the deflection exceeding certain fixed values. It should preferably be cheap and easy to build, sometimes without significant devices and without specially trained personnel. Other requirements that are often placed on the support layer are that it must have a low weight, not be sensitive to fire or heat, and be sound and heat insulating. Cold bridges should be able to be avoided, if the supporting layer separates rooms with different temperatures. As a further advantage, impermeability to moisture can be mentioned. Extra moisture insulation can prove to be expensive.

Bærelag bygget opp av stålbjelker eller armert betong er ofte forekommende konstruksjoner i bygninger, fram-for alt der belastningene er store, såsom i industribygg m.m. Konstruksjonene er tunge og omstendelige å framstille, og spesielt i småhus. Bearing layers built up from steel beams or reinforced concrete are often found constructions in buildings, above all where the loads are large, such as in industrial buildings etc. The constructions are heavy and cumbersome to produce, and especially in single-family houses.

Endog andre former av bjelkelag forekommer der man kombinerer bjelker med overflatedannende materiale for å danne gulv respektiv tak mellom etasjer og avhengig av det overflatedannende materiale og øvrige omstendigheter, kan man fylle eventuelle hulrom med mineralull, celleplast eller lignende-. Even other forms of joists occur where you combine joists with surface-forming material to form floors or ceilings between floors and depending on the surface-forming material and other circumstances, you can fill any cavities with mineral wool, cellular plastic or the like.

Å bøye bjelker av tynnplate har vunnet mer og mer terreng, spesielt innen de områder der belastningene er begrenset. Ifølge Statens Stålbyggnadskommittés "Normer for tunnplåtkoirstruktioner 79", StBK-5, menes med tynnplate stål-og aluminiumsplate med en tykkelse mindre enn 4 mm. Bending thin-plate beams has gained more and more ground, especially in areas where the loads are limited. According to the Statens Stålbyggnadskommitté's "Norms for thin plate constructions 79", StBK-5, thin plate is meant steel and aluminum plate with a thickness of less than 4 mm.

Tynnplatekonstruksjbnens lastebærende evne begrenses ofte i mindre grad av materialets styrkeegenskaper enn mer av tendensen til utbøyning av delflater. En konvensjonell Z-eller U-formet tynnplatebjelke løper for eksempel stor fare for utbøyning både i steg og trykkflens lenge før materialets strekkgrense overskrides. Endog vridning av bjelkene forekommer. The load-carrying ability of thin sheet construction is often limited to a lesser extent by the material's strength properties than more by the tendency for partial surfaces to bend. A conventional Z- or U-shaped thin plate beam, for example, is at great risk of buckling in both the step and pressure flange long before the material's tensile limit is exceeded. Even twisting of the beams occurs.

Endog andre såkalte lettbjelker kan komme til anvendelse i bærelag, der materialet ikke helt består av plate i steget. For eksempel kan nevnes "board". Endog disse er utsatt for utbøyning både i "board" og plate. Even other so-called lightweight beams can be used in bearing layers, where the material does not entirely consist of plate in the step. For example, "board" can be mentioned. Even these are exposed to deflection both in "board" and plate.

Det har nu overraskende vist seg at man praktisk talt kan eliminere faren for utbøyning i bærelag eller bærelagselement ved å anvende porebetong som materiale rundt bjelkene i bærelaget. Dermed kan belastningen på bærelaget økes betydelig, samtidig som man oppnår bærende flate, en viss varme- og lydisolering m.m. Anvender man skumbetong, dvs.^ porebetong med lukkede porer, oppnås det dessuten tilstrekkelig fuktsperre. Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i den etter-følgende mer utførlige beskrivelse, eksempel, patentkrav samt i tegningen, hvor It has now surprisingly been shown that you can practically eliminate the risk of deflection in the base layer or base layer element by using aerated concrete as material around the beams in the base layer. In this way, the load on the bearing layer can be increased significantly, while at the same time achieving a load-bearing surface, a certain heat and sound insulation, etc. If you use foam concrete, i.e. aerated concrete with closed pores, a sufficient moisture barrier is also achieved. The invention shall be described in more detail in the following more detailed description, example, patent claims as well as in the drawing, where

fig. 1 viser snitt av et bærelag bestående av flate-armert porebetong og Z-bjelker av tynnplate, fig. 1 shows a section of a bearing layer consisting of surface-reinforced aerated concrete and Z-beams made of thin plate,

fig. 2 et snitt av et bærelagselement bestående av skumbetong og bjelker ifølge svensk patentsøknad nr. 7906353-3, fig. 2 a section of a base layer element consisting of foam concrete and beams according to Swedish patent application no. 7906353-3,

fig. 3 og 4 "nakne" tynnplatebjelker respektivt et bærelagselement oppbygget av to tynnplatebjelker og porebetong under prøvebelastning. fig. 3 and 4 "bare" thin plate beams, respectively a base layer element made up of two thin plate beams and aerated concrete under test load.

Det er et kjent faktum at ved lettbjelker 2, der stegene 5 eller flensene 6 utgjøres av tynnplate, "board" eller lignende materiale, skjer en utbøyning av disse innen den teoretiske materialbruddspenning for det aktuelle materiale oppnås. Det er også kjent at det behøves relativt små krefter for å forhindre utbøyningen. Ifølge oppfinnelsen hindres utbøyningen i steget 5 og flensene 6 ved at man rundt bjelken 2 støper porebetong 3. Porebetongen 3 får dessuten fylle hele området mellom bjelkene 2 i bærelaget 1 eller bærelagselementet 16. Hvorvidt man skal konstruere bjelke laget i elementer eller ikke beror på omstendighetene og den sort porebetong som anvendes. Skal porebetongen 3 framstilles ved gjæring, som for eksempel høytrykksdampherdet gassbetong, er selvsagt eneste muligheten å sammenføye bjelkelaget av bærelagselementer 16, som framstilles i fabrikk i beregnede lengder og deretter monteres på plass. It is a known fact that in the case of light beams 2, where the steps 5 or the flanges 6 are made of thin plate, "board" or similar material, a deflection of these occurs before the theoretical material failure stress for the relevant material is achieved. It is also known that relatively small forces are needed to prevent the deflection. According to the invention, the deflection in the step 5 and the flanges 6 is prevented by casting aerated concrete 3 around the beam 2. The aerated concrete 3 is also allowed to fill the entire area between the beams 2 in the bearing layer 1 or the bearing layer element 16. Whether or not to construct a beam made in elements depends on the circumstances. and the black aerated concrete used. If the aerated concrete 3 is to be produced by fermentation, such as for example high-pressure steam-cured aerated concrete, the only possibility is of course to join the beam layer of bearing layer elements 16, which are produced in the factory in calculated lengths and then assembled in place.

En annen framgangsmåte for å framstille porebetong 3, er å anvende et luftporedannende tilsatsmiddel i sement-vannblandingen og deretter piske inn luft i denne blanding i passende mengde. Vil man ha en sterkere porebetong 3, minskes luftinnblandingen og vice versa. Tettheten kan med passende tilsatser og med hensiktsmessig maskin bringes ned til 200 kg/m 3 , men kan også fås til å stige til 900 kg/m 3. Another method of producing aerated concrete 3 is to use an air pore-forming additive in the cement-water mixture and then whip air into this mixture in a suitable amount. If you want a stronger aerated concrete 3, the air entrainment is reduced and vice versa. The density can be brought down to 200 kg/m 3 with suitable additives and with an appropriate machine, but can also be made to rise to 900 kg/m 3.

Det sier seg selv at hvis man vil oppnå så lavt varmegjennomgangstall som mulig, skal man holde tettheten nede, men da på bekostning av styrken. Porebetong 3, framstilt ved luftinn-blåsning i sement-vannblanding med luftdannende tilsatsmiddel, pleier å bli kalt skumbetong. Skumbetongen, i mot-setning til den varmeekspanderte porebetong, har helt lukkede porer. Dette kan være til fordel, da denne ikke slipper gjen-nom fort, og eventuell behandling av bjelkelaget for å til-veiebringe en fuktsperre blir derfor unødvendig. It goes without saying that if you want to achieve as low a heat transfer rate as possible, you must keep the density down, but then at the expense of strength. Aerated concrete 3, produced by blowing air into a cement-water mixture with an air-forming additive, is usually called foamed concrete. The foam concrete, in contrast to the heat-expanded aerated concrete, has completely closed pores. This can be advantageous, as this does not pass through quickly, and any treatment of the beam layer to provide a moisture barrier is therefore unnecessary.

Bærelag 1 av skumbetong kan settes sammen av bærelagselementer 16 eller støpes hele på plass. Formoppsettingen blir på grunn av bærelagets 1 letthet, enkel og framstillingen av skumbetong er lett og krever ingen mer kompliserte håndteringsanordninger. For å motvirke overflatesprekker, pleier porebetongen 3 å bli overflatearmert 4. Base layer 1 of foam concrete can be assembled from base layer elements 16 or cast entirely in place. Due to the lightness of the base layer 1, setting up the formwork is simple and the production of foam concrete is easy and does not require any more complicated handling devices. To counteract surface cracks, the aerated concrete 3 is usually surface reinforced 4.

I visse bjelkelag ønsker man at varmegjennomgangen skal være så lav som mulig. Dette gjelder for eksempel ved kjeller- eller loftbjelkelag i villaer. For å unngå kuldebroer anvendes tynnplatebjeiker 2 med gjennombrutte steg, In certain joist layers, you want the heat transfer to be as low as possible. This applies, for example, to basement or attic joists in villas. To avoid thermal bridges, thin-plate benders 2 with perforated steps are used,

som for eksempel bjelke ifølge svensk patentsøknad 7700181-8 eller 7601416-1. Porebetongens 3 tykkelse må også avstemmes til dens tetthet^og lagets bæreevne og krav til varmeisolasjon. En annen lettbjelkekonstruksjon med meget liten kuldebro-effekt nevnes i svensk patentsøknad nr. 7906353-3. Denne er such as a beam according to Swedish patent application 7700181-8 or 7601416-1. The aerated concrete's 3 thickness must also be matched to its density^and the load-bearing capacity of the layer and requirements for thermal insulation. Another lightweight beam construction with a very small thermal bridge effect is mentioned in Swedish patent application no. 7906353-3. This is

oppbygd som et rektangulært rør 7 med to steg 5 av board og flensene 6 av tynnplateprofiler. For å øke denne bjelkes 1 bæreevne ved å eliminere utbøyningsfaren, fylles hulrommet i røret 7 også med porebetong. constructed as a rectangular tube 7 with two steps 5 of board and the flanges 6 of thin sheet profiles. In order to increase the bearing capacity of this beam 1 by eliminating the risk of deflection, the cavity in the pipe 7 is also filled with aerated concrete.

EKSEMPEL:EXAMPLE:

For å sammenligne hvor meget et bærelagelement 16 med to i porebetong 3 innstøpte bjelker 2, tåler i forhold til to bjelker 2 som ikke var innstøpt, ble følgende forsøk gjort, fig. 3 og 4. In order to compare how much a support layer element 16 with two beams 2 embedded in aerated concrete 3 can withstand compared to two beams 2 that were not embedded, the following experiment was carried out, fig. 3 and 4.

Fire stykker Z-formede lettbjelker 2 ble framstilt av 2 mm stålplate. Høyden på bjelkene 2 var 200 mm og lengden 5000 mm. Four pieces of Z-shaped light beams 2 were produced from 2 mm steel plate. The height of the beams 2 was 200 mm and the length 5000 mm.

I første forsøk, figur 3, ble to bjelker 2 lagt opp symmetrisk og horisontalt på to understøttelser 8 av fir-kantrør og vinkelrett på støttenes 8 parallelle lengderetning. Avstanden mellom støttene 8 var 4700 mm og mellom bjelkene In the first experiment, figure 3, two beams 2 were laid up symmetrically and horizontally on two supports 8 of square tubes and perpendicular to the parallel longitudinal direction of the supports 8. The distance between the supports 8 was 4700 mm and between the beams

2, 600 mm. Midt på bjelkene 2 med en innbyrdes avstand på 2250 mm og parallelt med understøttelsene 8, ble det lagt først to lastlekter 9 og ovenpå disse i bjelkenes 2 retning og midt imellom disse, ble det lagt en I-bjelke 10. I-bjelken 10 ble suksessivt belastet midt imellom lastlektene 9, med vekter 10 samtidig som maksimal nedbøyning av bjelkene 2 ble målt. 2,600 mm. In the middle of the beams 2 with a mutual distance of 2250 mm and parallel to the supports 8, two load battens 9 were first laid and on top of these in the direction of the beams 2 and in the middle between these, an I-beam 10 was laid. The I-beam 10 was successively loaded in the middle between the load laths 9, with weights 10 at the same time as the maximum deflection of the beams 2 was measured.

Nedbøyningen økte stort sett rettlinjet med lasten 11 fra 0 til 40 mm ved 34,0 kN. The deflection increased almost linearly with the load 11 from 0 to 40 mm at 34.0 kN.

Ved 38,0 kN brøt bjelkene 2 sammen på grunn av ut-bøyning. At 38.0 kN, beams 2 collapsed due to buckling.

I det andre forsøk, figur-4, ble bjelkene innstøpt symmetrisk i porebetong 3 til et element 12 med bredde 1200 mm og høyde 250 mm. Porebetongen 3 hadde en volumvekt på 516 kg/m 3 og var framstilt ved at det i en blanding av vann, sement og skumdannere, ble innblåst luftbobler ved hjelp av en for formålet spesielt utformet maskin. Såvel ved over- 13 som underflaten 14 av elementet 16, ble det innstøpt armeringsnett 15 ca. 5 mm under flaten 13,14. Prøvebelastningen ble utført på samme vis som ved nakne bjelker 2 ifølge det ovenstående. Det bør påpekes at såvel understøttelse 8 som lastlekter 9 var 1200 mm lange og således rakk over hele elementets 16 bredde. Selv her økte nedbøyningen stort sett rettlinjet med lasten fra 0 til 17 mm ved 34,0 kN og 27 mm ved 49 kN last. Skyve-brudd oppsto ved støt 8, ved 6 4,0 kN. In the second experiment, figure-4, the beams were embedded symmetrically in aerated concrete 3 to form an element 12 with a width of 1200 mm and a height of 250 mm. The aerated concrete 3 had a volume weight of 516 kg/m 3 and was produced by blowing air bubbles into a mixture of water, cement and foaming agents using a machine specially designed for the purpose. Both at the upper surface 13 and the lower surface 14 of the element 16, reinforcing mesh 15 was embedded approx. 5 mm below the surface 13,14. The test load was carried out in the same way as for bare beams 2 according to the above. It should be pointed out that both the support 8 and the load bar 9 were 1200 mm long and thus reached across the entire width of the element 16. Even here, deflection increased largely linearly with load from 0 to 17 mm at 34.0 kN and 27 mm at 49 kN load. Push fracture occurred at impact 8, at 6 4.0 kN.

Eksemplet viser at bjelker 2 innstøpt i porebetong 3, tåler en last som er nær, dobbelt så stor som ved bare bjelker 2, ved en nedbøyning som er omtrent halvparten så stor. Lettbjelkenes 2 teoretiske strekkgrenselast ved uredusert tverrsnitt er beregnet til 72,6 kN. Porebetongen 3 forstiver således lettbjelken 2, slik at stålets strekkgrense-område i dette tilfelle utnyttes med 88% mot 52% ved nakne bjelker 2, der utbøyningen ikke hindres på noe vis. The example shows that beams 2 embedded in aerated concrete 3 can withstand a load that is almost twice as great as with bare beams 2, at a deflection that is approximately half as great. The light beams' 2 theoretical tensile limit load at unreduced cross-section is calculated to be 72.6 kN. The aerated concrete 3 thus stiffens the lightweight beam 2, so that the steel's tensile limit range is used in this case with 88% compared to 52% for bare beams 2, where the deflection is not hindered in any way.

Claims

1. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) made up of parallel lightweight beams (2) at a distance from each other, characterized by the fact that aerated concrete (3) is used as a surface and volume forming agent between the lightweight beams (2), which encloses the beams (2).

2. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) according to claim 1, characterized in that the aerated concrete 3

(3) has a density between 200 and 900 kg/m

3. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) according to claim 2, characterized in that the aerated concrete (3) consists of foam concrete, i.e. aerated concrete (3) with closed pores.

4. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) according to any one of the preceding claims, characterized in that the lightweight beams (2) consist of bent thin plate beams with a material thickness of less than 4 mm.

5. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) according to claim 4, characterized in that the steps (5) of the lightweight beams (2) made of thin plate are broken to reduce the cold bridging effect of the beams (2).

6. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) according to claim 3, characterized in that the step (5) of the light beam (2) consists of board.

7. Bearing layer (1) or bearing layer element (16) according to claim 6, characterized in that the lightweight beam (2) is produced according to Swedish patent application 7906353-3 and that the density of the aerated concrete is at most 500 kg/m .