CZ25368U1

CZ25368U1 - Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník

Info

Publication number: CZ25368U1
Application number: CZ201327601U
Authority: CZ
Inventors: Danková@Jana; Murínová@Tereza; Mec@Pavel; Mencl@Vojtech
Original assignee: Vysoká skola bánská-Technická univerzita Ostrava
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2013-05-13

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. č. 478/1992 Sb.

CZ 25368 Ul

Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník

Oblast techniky

Technické řešení jez oboru stavebnictví a týká se kompozitních materiálů, konkrétně dřevobetonových nosníků.

Dosavadní stav techniky

Ke spojování dřeva a betonu se užívá mnoha způsobů. Jedním je spojování pomocí spřahovacích trnů, např. vPUV 23582 je popsán dřevěný nosník ze dvou částí spojených ocelovou deskou s oboustranně prolisovanými tmy. Deska vystupuje nad nosník a slouží také ke spřažení s betonovou deskou. V EP 0832336 je popsán speciální spřahovací prostředek na bázi velkého spřahovacího tmu rozšířeného o ocelový plát s menšími tmy a ve WO 03021042 je popsán konstrukční systém tvořený dřevěnou deskou a dřevěným (ocelovým, betonovým) nosníkem. Spojení je provedeno spřahovacím trnem umístěným v kruhovém otvom v desce. Otvor je zainjektován. Ve FR 2584758 se jedná o technologii profilování betonových prvků, např. vytváření říms, náběhů, profilovaných detailů ve spoji stěna - strop. Dřevěné prvky jsou osazeny do betonu pomocí prvků z profilovaného plechu. Plech je spojen se dřevem pomocí tmů spojem typu „buldog“ a zajištěn šrouby, závitovými tyčemi apod.

Dalším způsobem je spojení pomocí vrutů, kde např. v EP 2216455 je popsán spřahovací prvek v podobě speciálně upravených vrutů sloužících pro spřahování dřevěných kompozitů, v DE 19602400 je popsán dřevobetonový panel tvořený dřevěnými nosníky, ztraceným bedněním v podobě trapézového plechu a betonovou deskou. Trapézový plech je k nosníkům přichycen pomocí šikmých vrutů. V EP 1947254 je popsán konstrukční systém napojení dřevobetonové konstrukce stropu do zděné konstrukce. Spřažení dřevobetonové konstrukce je tvořeno vruty s dřevěnou mezivrstvou. V EP 0037567 jedná se o technologii renovace stávajících konstrukcí. Spojení dřevěných stropních trámů s betonovou deskou je realizováno diskrétními spoji, tj. vruty a závitovými tyčemi.

Dřevobetonový kompozitní systém s mezivrstvou je popsán také v US 2008016803 a v DE 10351989.

Mezi další patří např. systém podle WO 2009071832, který popisuje dřevobetonový systém s minimálně dvěma dřevěnými žebry. Homí deska je tvořena vysokohodnotným vláknobetonem a spřažení je provedeno pomocí mezivrstvy z lepidla. Ve FR 2751355 je popsáno spojení betonové podlahy a dřevěného rámu. Spojovací systém je určen pro rekonstrukce. V EP 2072705 je popsána dřevobetonová konstrukce tvořená nosným dřevěným (ocelovým, betonovým) prvkem se spodní betonovou vrstvou s vloženou trubkou pro odvod nebo přívod tekutin a homí krycí vrstvou, ve WO 9625566 je popsán dřevobetonový systém tvořený nosníky, které jsou složeny minimálně ze dvou částí, spojené ocelovou deskou vyčnívající až do homí betonové desky a v DE 202006015693 je popsána dřevobetonová konstrukce tvořená betonovou deskou a nosnými dřevěnými trámy. Spojení je provedeno prvkem vloženým do betonové desky a podélné drážky v nosníku. Spoj je utěsněn betonem. V IT 0742323 je popsáno bodové propojení dřevěné a betonové části průřezu. Kotvení spojovacího prvku je mechanické, prvek je kovový a není určen k vlepení ani k protažení výztuže.

Existují také systémy bez spřahovacích prvků. Např. v EP 2243891 je popsána dřevobetonová deska jejíž spodní část je tvořena horizontálními a vertikálními prkny dohromady tvořícími ztracené bednění pro homí betonovou část.

Posledním způsobem je spojování pomocí lišty. Např. v PUV 22590 je popsáno statické zesílení stávajících dřevěných rámových konstrukcí. Spřahovacím prvkem je kovová smyková lišta s otvory. Ve WO 94/11589 je oproti předkládanému technickému řešení popsán materiálově a tvarově odlišný typ lišty a aplikace v rámci kompozitního průřezu je odlišná. Lišta není určena pro vlepení, je mechanicky kotvena do dřevěné části kompozitního průřezu a neslouží k protažení výztuže. V DE 650-99 je popsána lišta, která má v části vystupující nad povrch dřeva tvar „hře-1 CZ 25368 Ul bínku“. Vše ostatní, včetně lepeného spoje, funguje jako pojistka, systém je zbytečně složitý , nelze vypočítat a tudíž ani navrhovat.

Nejbližším stavem techniky je zřejmě dokument PUV 19873 popisující technologii spřažení dřevěného stropního rámu a železobetonové desky pomocí vlepené spřahovací ocelové lišty. Od předkládaného technického řešení se liší geometrií a materiálovým složením spřahovací lišty a geometrií drážky určené pro vlepení spřahovací lišty. Uplatnění nosníku podle PUV 19873 v praxi ukázalo, že bohužel nesplňuje základní požadavek kladený na tento výrobek, a sice spolehlivost při namáhání zvýšenou vlhkostí. Předkládané technické řešení je oproti PUV 19873 konstrukcí s vyšší trvanlivostí a spolehlivostí a s vyšším komfortem aplikace.

Podstata technického řešení

Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník se skládá z dřevěné části a železobetonové části. Dřevěná část je vyrobena z lepeného lamelového dřeva a její rozměry jsou navrženy na základě požadavků na zatížení a rozpětí finální konstrukce, v níž bude nosník použit. V horním líci dřevěné části profilu, v jeho ose, je vyfrézována průběžná drážka speciálních rozměrů a geometrie. Do drážky je vlepena spřahovací lišta z vysokopevnostní vodovzdorné dřevěné překližky bez dodatečných povrchových úprav. Lišta je vyrobena jako nekonečný prvek, její délka se odvíjí od délky nosníku (konstrukce). Geometrie drážky a lišty a materiálová charakteristika jednotlivých komponentů zaručuje zvýšení trvanlivosti a spolehlivosti celého systému spřažení, který je v tomto případě zajišťován zejména vlepením spřahovací lišty do drážky v horním líci dřevěné části spřaženého profilu. V horní části lišty (část, která není vlepena do drážky) jsou vytvořeny kruhové otvory, kterými je při kompletaci konstrukce stropu, v níž bude kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník použit, protažená výztuž železobetonové desky. Spodní část lišty je určena pro vlepení do drážky. Hrot lišty je opatřen oboustranným břitem. Po stranách lišty jsou vyfrézovány mělké postranní drážky, které slouží ke zvýšení spolehlivosti lepeného spoje. Povrch lišty se před aplikací zbaví nečistot, zdrsní a popřípadě zvlhčí působením vodní páry tak, aby maximální vlhkost povrchu činila 20 %. Vlhčení se provádí pouze za předpokladu, že relativní vlhkost je nižší než 50 %. Také drážka se vyčistí, popřípadě zvlhčí krátkodobým působením vodní páry opět tak, aby maximální vlhkost povrchu činila 20 %. Vlhčení se provádí pouze za předpokladu, že relativní vlhkost je nižší než 50 %. Poté následuje aplikace lepidla dle technologického postupu výrobce lepidla. Do užší části drážky se objemově aplikuje lepidlo. Dále se do drážky zasune lišta tak, aby oboustranný břit postupně vtlačoval tekuté lepidlo do postranních mělkých podélných drážek a současně aby lepidlo vyplnilo prostor mezi stěnou drážky a povrchem lišty. Zbytek lepidla je vytlačen do širší (horní) části drážky. V otevřené době lepení (dle technické specifikace lepidla) se aplikuje doplnění objemu lepidla do širší (horní) části drážky vhodným aplikátorem. Po vytvrzení lepidla (dle technické specifikace výrobce lepidla) se konstrukce kompletuje, tzn. otvory v liště se protáhnou výztuže, provede se bednění, kompletace výztuže, betonáž, odbednění, konečné úpravy povrchu dřevěných a betonových částí konstrukce atd.

Spřahovací lišta má tloušťku (šířku) 2 až 8,5 mm a výšku 87,5 až 300 mm. Na spodním konci je opatřena oboustanným břitem o výšce 5 až 15 mm. V liště jsou rovnoměrně umístěny kruhové otvory o průměru 14 až 42 mm takovým způsobem, že vzdálenosti jejich středů od horního okraje lišty činí 14 až 28 mm a vzdálenost mezi středy otvorů samotných činí 45 až 180 mm. Po stranách lišty jsou vyfrézovány mělké postranní drážky o délce od 100 do 400 mm a výšce od 2,5 do 10 mm. Postranní drážky jsou umístěny ve dvou řadách nad sebou tak, že drážky ve spodní řadě jsou umístěny ve vzdálenosti 10 až 30 mm od horního okraje oboustranného břitu a vzdálenost mezi horním okrajem drážky ve spodní řadě a spodním okrajem drážky v horní řadě činí 25 až 100 mm. Jednotlivé drážky v každé řadě jsou v podélném směru umístěny ve vzdálenosti 75 až 300 mm, přičemž drážky v horní řadě jsou oproti drážkám ve spodní řadě posunuty v podélném směru o vzdálenost 12,5 až 50 mm.

Drážka má v užší (dolní) části šířku od 3 do 11,5 mm a v širší (horní) části má šířku od 6,5 do 13 mm. Dolní (užší) část drážky má výšku od 42,5 do 170 mm a horní (širší) část drážky má výšku od 25 dolOO mm.

-2CZ 25368 Ul

Kompozitní dřevobetonový nosník podle technického řešení vyniká vysokou únosností, oproti konkurenčním výrobkům vyšší trvanlivostí a spolehlivostí, vyššími užitnými standardy, tj. má příznivější environmentální charakteristiky, nižší hmotnost a vyšší komfort aplikace.

Objasnění obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže osvětlen s pomocí výkresů, kde na obrázku 1 je znázorněn celkový pohled na spřažený dřevobetonový nosník, na obrázku 2 je znázorněna geometrie spřahovací lišty ve dvou pohledech a na obrázku 3 je znázorněna geometrie drážky.

Příklad uskutečnění technického řešení

Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník podle obrázků 1, 2 a 3 se skládá z dřevěné části I a železobetonové části 2. Dřevěná část 1 je vyrobena z lepeného lamelového dřeva a její šířka je 160 mm a výška 290 mm. V horním líci dřevěné části i profilu, v jeho ose, je stolařským způsobem vyfrézována průběžná drážka 4 o šířce 6 mm v užší (dolní) části a 9 mm v širší (homí) části. Drážka 4 má výšku 85 mm v dolní části a 50 mm v homí části. Do drážky 4 je vlepena spřahovací lišta 3 z vysokopevnostní vodovzdorné dřevěné překližky bez dodatečných povrchových úprav. Lišta 3 je vyrobena jako nekonečný prvek, její délka se odvíjí od délky nosníku (konstrukce), její tloušťka je 4 mm a její výška je 175 mm. V homí části lišty 3 (část, která není vlepena do drážky 4) jsou vytvořeny kruhové otvory 5, kterými je při kompletaci konstrukce stropu, v níž bude kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník použit, protažená výztuž železobetonové desky 2. Kruhové otvory 5 jsou v liště umístěny tak, že vzdálenost jejich středů od horního okraje lišty 3 činí 21 mm a vzdálenost mezi středy otvorů 5 samotnými činí 90 mm. Průměr kruhových otvorů 5 činí 28 mm. Spodní část lišty 3 je určena pro vlepení do drážky 4. Hrot lišty 3 je opatřen oboustranným břitem 6 o výšce 10 mm. Po stranách lišty 3 jsou vyfrézovány mělké postranní drážky 7 o délce 200 mm a výšce 5 mm, které slouží ke zvýšení spolehlivosti lepeného spoje. Postranní drážky 7 jsou umístěny ve dvou řadách nad sebou tak, že drážky 7 ve spodní řadě jsou umístěny ve vzdálenosti 20 mm od horního okraje oboustranného břitu 6 a vzdálenost mezi horním okrajem drážky 7 ve spodní řadě a spodním okrajem drážky 7 v homí řadě činí 50 mm. Jednotlivé drážky 7 v každé řadě jsou v podélném směru umístěny ve vzdálenosti 150 mm, přičemž drážky 2 v homí řadě jsou oproti drážkám 7 ve spodní řadě posunuty v podélném směru o vzdálenost 25 mm. Povrch lišty 3 se před aplikací zbaví nečistot, zdrsní a popřípadě zvlhčí působením vodní páry. Také drážka 4 se vyčistí, popřípadě zvlhčí krátkodobým působením vodní páry. Poté se do užší části drážky 4 objemově aplikuje lepidlo. Dále se do drážky 4 zasune lišta 3 tak, aby oboustranný břit 6 postupně vtlačoval tekuté lepidlo do postranních mělkých podélných drážek 7 a současně aby lepidlo vyplnilo prostor mezi stěnou drážky 4 a povrchem lišty 3. Zbytek lepidla je vytlačen do širší (homí) části drážky 4. V otevřené době lepení se aplikuje doplnění objemu lepidla do širší (homí) části drážky 4 vhodným aplikátorem. Po vytvrzení lepidla se konstrukce kompletuje, tzn. otvory 5 v liště 3 se protáhnou výztuže, provede se bednění, kompletace výztuže, betonáž, odbednění, konečné úpravy povrchu dřevěných i a betonových 2 částí konstrukce atd.

Průmyslová využitelnost

Kompozitní dřevobetonový nosník podle technického řešení lze využít v dřevobetonových stropních konstrukcích v pozemním stavitelství, zejména ve vícepodlažních objektech, resp. v takových objektech, kde je potřeba zajistit prostorovou tuhost objektu v rovině stropní konstrukce.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části, vyznačující se tím, že v horním líci dřevěné části (1), v její ose, je vyfrézována průběžná drážka (4) do které je vlepena spřahovací lišta (3).
2. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle nároku 1, vyznačující se tím, že v horní části lišty (3), která není vlepena do drážky (4) jsou vytvořeny kruhové otvory (5), kterými je protažena výztuž železobetonové desky (2).
3. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dřevěná část (1) je vyrobena z lepeného lamelového dřeva a lišta (3) je vyrobena z vysokopevnostní vodovzdorné dřevěné překližky.
4. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že spřahovací lišta (3) má tloušťku 2 mm až 8,5 mm, výšku 87,5 mm až 300 mm.
5. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že spřahovací lišta (3) je na spodním konci je opatřena oboustranným břitem (6) o výšce 5 mm až 15 mm.
6. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kruhové otvory (5) ve spřahovací liště (3) jsou umístěny rovnoměrně a mají průměr mezi 14 mm až 42 mm, vzdálenosti jejich středů od horního okraje lišty (3) činí 14 mm až 28 mm a vzdálenost mezi středy samotných otvorů (5) činí 45 až 180 mm.
7. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že má po stranách spřahovací lišty (3) jsou vyfrézovány mělké postranní drážky (7) o délce od 100 mm do 400 mm a výšce od 2,5 mm do 10 mm a jsou umístěny ve dvou řadách nad sebou tak, že drážky (7) ve spodní řadě jsou umístěny ve vzdálenosti 10 mm až 30 mm od horního okraje oboustranného břitu (6), vzdálenost mezi horním okrajem drážky (7) ve spodní řadě a spodním okrajem drážky (7) v horní řadě činí 25 mm až 100 mm a jednotlivé drážky (7) v každé řadě jsou v podélném směru umístěny ve vzdálenosti 75 mm až 300 mm od sebe, přičemž drážky (7) v horní řadě jsou oproti drážkám (7) ve spodní řadě posunuty v podélném směru o vzdálenost 12,5 až 50 mm.
8. Kompozitní dřevobetonový spřažený stropní nosník složený z dřevěné části a železobetonové části podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že drážka (4) má v užší části šířku od 3 mm do 11,5 mm, v širší části má šířku od 6,5 mm do 13 mm, užší část drážky (4) má výšku od 42,5 mm do 170 mm a její širší část má výšku od 25 dolOO mm.