FI89959C - Lastbaerande, horisontellt konstruktionssystem foer en byggnad - Google Patents

Description

89959

Rakennuksen kantava vaakarakennejärjestelmä

Keksinnön kohteena on rakennuksen kantava vaakarakennejarjeetelma, joka käsittää kuormaa kantavat mainitun vaakarakenteen rungon muodostavat laatat tai laattamaiset rakenteet ja näistä laatoista kuormitusta rakennuksen kantavaan pystyrunkoon siirtävät ja vaakasuunnassa kulloisenkin pystyrungon poikkipinnasta laatan alueelle ulottuvat tukiosat. Vaakarakennejärjestelmän käyttökohteita ovat esimerkiksi rakennusten väli-, ylä- ja alapohjat.

Rakennuksen kantavat vaakarakenteet muodostavat valtaosan rakennuksen rungosta ja siten rungon kustannuksista. Kantavat vaakarakenteet toteutetaan yleensä massiivisilla laatastoi1la, palkki-laattayhdistelmillä, kuten esim. perinteisillä ala- tai ylalaat-tapalkistoilla tai rakenteella, joka ilmenee julkaisusta DE-2 350 437, tai kevennetyillä laatastoilla (ontelolaatta, ripa-laatta, arina, jne.). Perinteinen ja yleisin tapa kannattaa laa-tasto on rakentaa se pilareiden, seinien, palkkien tms. päälle.

Pi larilaattarakenteessa käytetään myös laataston alapuolista laajennusta ja vahvistusta (ns. sienirakennetta), kuten perinteisessä paikalla valetussa pilarilaatassa tai julkaisusta GB-1 079 751 ilmenevässä rakenteessa tai laatan paksuuteen sisältyvää vahvistusta, kuten julkaisussa DE-2 221 549, jotta laatasto kestäisi kohtuullisen paksuisena leikkauttumatta pilarin kohdalla.

Rakennuksien putkisto-, sähkö- jne. installaatioiden lisääntyessä on etenkin kantavien vaakarakenteiden ja instailaatioreιttien järjestelyssä esiintynyt huomattavia vaikeuksia. Kerroskorkeuden minimoimiseksi on pyrittävä mahdollisimman pieneen välipohjan korkeuteen. Installaatiot kantavien palkistojen alla johtavat suureen vaiipohjapaksuuteen ja installaatiot kantavien palkistojen tasossa aiheuttavat ongelmallisia rakenteita ja installaatioiden tarpeetonta risteilyä. Asennuslattiaa käytettäessä yleensä sen alle sijoitetaan sähkö- ym. johdotus ja kantavan laatan ja 2 89959 alaslasketun katon väliin LVI-metalloinnit , jolloin välipohjan kokonaiekorkeus on suuri. Laatan alapuolisina toteutetut rakenteet ja installaatiot vaikeuttavat liittyvien rakenneosien, kuten väliseinien, kalusteiden, muiden installaatioiden ym. rationaalista rakentamista tai asentamista. Sellaisessa kaksoislattiarakentees-sa, jossa alapuolinen osa muodostaa kantavan alalaatan, rajoittavat kantavalta pystyrakenteelta toiselle menevät yläpuoliset palkit, ristikot tai muut rakenteet esteitä insta 1laatioreite111 e ja asentamiselle ainakin yhteen suuntaan, mutta usein myös kaikkiin suuntiin. Nostetusta lattiasta tulee usein myös korkea ja raskas.

Keksinnön tavoitteena on siten aikaansaada rakennuksen kantava vaakarakennejärjestelmä, joka mahdollistaa rakennuksen muiden järjestelmien, kuten putkistojen, johdotusten ja muiden installaatioiden asennuksen kaikkiin vaakasuuntiin ilman, että kantavat rakenteet tätä haittaavat. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan tällainen vaakarakennejärjestelmä, jonka rakennekorkeus on mahdollisimman pieni. Keksinnön kolmantena tavoitteena on saada aikaan tällainen vaakarakennejärjestelmä, joka mahdollistaa sen tukivälin pidentämisen tai vastaavasti lattian rakennepaksuuden pienentämisen nykyisin käytössä oleviin verrattuna ja rakennekor-keuden tehokkaan käytön sekä rakenteellisesti että asennuksiin. Keksinnön neljäntenä tavoitteena on saada aikaan tällainen vaaka-rakennejärjestelmä, joka on toteutettavissa sekä paikalla tehtynä rakenteena että elementtirakenteena, joka on helposti ja nopeasti toteutettavissa ja mahdollistaa monien eri muotoisten rakennuskokonaisuuksien aikaansaamisen. Viidentenä keksinnön tavoitteena on saada aikaan tällainen vaakarakennejärjestelmä, joka mahdollistaa installaatioiden helpon muunneltavuuden jälkeenpäin, jolloin muutostyö kohdistuu vain kyseiseen muutettavaan alueeseen. Kuudentena keksinnön tavoitteena on saada aikaan tällainen vaakarakenne järjestelmä , jossa kantavan laatan kuormitusta rakennuksen pystyrunkoon siirtäviä rakenneosia ei ole näkyvissä, vaan kaikki esillä olevat pinnat ovat oleellisesti suoria, jolloin kantavien pystyrakenteiden väliset tilat ovat kokonaisuudessaan täysikor-kuisina käytettävissä muihin tarkoituksiin. Vielä keksinnön ta- 3 89 959 voitteena on saada aikaan vaakarakennejärjestelmä, joka ei ole sidottu rakennusmateriaaliin, joka voi siten olla teräsbetonia, jännitetty rakenne, teräsrakenne, puurakenne, liittorakenne tai jokin yhdistelmärakenne.

Mainitut tavoitteet saavutetaan ja edellä esitetyissä epäkohdissa saadaan aikaan ratkaiseva parannus keksinnön mukaisen järjestelmän avulla. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosassa. Edullisia järjestelmän muotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön tärkeimpinä etuina voidaan pitää, että verrattuna esimerkiksi yleisesti käytössä olevaan teräsbetoniseen pilarιlaatas-toon voidaan saavuttaa noin 50 %:n säästö seka betonin että teräksen menekissä, koska laattaosan tehollinen jännemitta pienenee oleellisesti. Tämän lisäksi keksinnön mukainen järjestelmä mahdollistaa putkistojen ja johdotusten ym. asennuksen muodostuvan kaksoisrakenteen väliin kaikkiin suuntiin esteettä ja talloin installaatioiden muutos on myöskin mahdollista kohdistamalla muutostyö vain kyseiseen haluttuun kohtaan, koska asennuslattia on helposti poistettavissa eikä vaikuta rakennelujuuteen. Vielä keksinnön etuna on se, että se on helposti toteutettavissa elementtirakenteena ja erityisesti sellaisena elementtirakenteena, jossa samanlaisten tai keskenään erilaisten elementtien liitynnät on helppo yhdistää. Valmiista rakenteesta tulee siis suhteellisen kevyt ja se on nopeasti tehtävissä, jotka molemmat vaikuttavat alentavasti kustannuksiin.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista vaakarakennejärjestelmaa ylhäältä päin katsottuna periaatteellisena esityksenä, jossa oaaku-viot 1A-1D esittävät erilaisia tukiosan toteutusmuotoja, kuvio 2 esittää kuvion 1C rakennetta sivulta pain katsottuna, 4 B9959 kuvio 3 esittää kuvion IA toteutusmuotoa yksityiskohtaisempana aksonometrisena esityksenä, kuvio 4A esittää kuvioiden IA ja 3 toteutusmuotoa ylhäältä pain asennuslattian tekovaiheessa, kuvio 4B esittää kuvion IB toteutusmuotoa hieman muunnettuna aaen-nuslattian asennusvaiheessa, kuvio 5 esittää kuvion 4A toteutusmuotoa sivulta pain katsottuna, asennuslattia- ja insta 1laatioesimerkkemeen, kuvio 6A esittää kuvion IB mukaista erästä toteutusmuotoa, kuvio 6B esittää kuvion 4B toteutusmuotoa sivulta pain, kuvio 7 esittää kuvion 1C toteutusmuotoa aksonometrisena kuvanto- na ja esijännitettynä rakenteena, kuvio Θ esittää kuvion 7 hieman muunnettua toteutusmuotoa ylhäältä päin, kuvio 9 esittää kuvion 8 toteutusmuotoa sivulta päin, kuvio 10 esittää erästä kuvion 1C toteutusmuodon yhteydessä käytettävää muunnosta, kuvio 11 esittää keksinnön mukaista vaakarakennejärjestelmää elementtirakenteena esimerkkinä elementin muotoilusta, kuvio 12 esittää joukkoa erilaisia vaakaelementin muotoja, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisessa vaakarakennejärjestelmässä, kuvio 13 esittää erästä elementin muodon muunnosta elementeillä toteutetusta vaakarakennejärjestelmästä, kuvio 14 esittää kaaviomaisesti toisella elementtimuotoilulla saatua vaakarakennetta, kuvio 15 esittää yksityiskohtaisemmin kuvion 11 elementtirakenteen, kun sovelletaan kuvion 1C tukiosajärjestelyä, kuviot 16 ja 17 esittävät kuvion 15 rakennetta sivulta pilarin kohdalta esittäen eräitä keksinnön mukaisen peruselementin ja lisäelementin liitostapoja, kuviot 18 ja 19 esittävät kahta muuta peruselementin ja lisäele-mentin yhdistämistapaa, kuviot 20-22 esittävät eräitä tukiosan ja peruselementin erilaisia kombinaatiomahdollisuuksia, kuvio 23A-C esittää peruselementissä tukiosaan kuuluvan elementissä olevan liitoskohdan erilaisia muotoiluja, 5 8 S 9 59 kuvio 24 esittää peruselementtien tai perus- ja lieäelement välisen liitoksen erään tekotavan vaiheita, kuvio 25 esittää kahden peruselementin tai vastaavasti perus ja 1isäelementin välistä liitossaumaa ylhäältä päin katsottu erään tekotavan mukaan, kuvio 26 esittää kuvion 25 liitossaumaa vaakasuunnassa, kuvio 27 esittää erästä muuta peruselementin ja lieäelementin poikkileikkausmuotoa ja liitostapaa.

Seuraavaesa käsitellään edellä mainittuihin kuvioihin viittaamal la lähinnä välipohjarakennetta, koska siinä keksinnön edut ja ominaisuudet tulevat parhaiten esille. Keksintö ei mitenkään ole rajattu tähän sovellutuskohteeseen.

Välipohjarakenne on kakaoiskerrosrakenne, joka muodostuu kantavasta yleensä alapuolisen tilan kattona toimivasta alalaattara-kenteesta 1, asennuslattiasta 2 ja niiden väliin jäävään tilaan 3 rakennetusta "sienimäisestä" vaakalaatan 1 yläpuolella olevasta ja eitä kannattavasta tukiosasta 4. Vaakalaatta 1 ja asennuslattia 2 muodostavat rakennuksen erään näkyvän vaakarakenteen, joka ei siis välttämättä ole täsmälleen vaakasuora, vaikka se on tavallista, vaan voi olla kohtuullisesti vaakatasosta kallistettu, mutta eroaa ratkaisevasti pystysuorista tai lähes pystysuorista rakenneosista 5. Tukiosat 4 yhdistävät vaakalaatan 1 rakennuksen pystyrungon 5 osiin, esimerkiksi pilareihin 6. Kuviossa IA ja 3 sekä 4A ja 5 on esitetty sellainen keksinnön mukainen tukiosa, joka on valmistettu esimerkiksi betonivaluna. Tukiosa 4 on valettu joko yhdeksi kappaleeksi rakennuksen rungon kantavan pystypilarin 6 kanssa tai ne on liitetty toisiinsa ei-esitetyllä tavalla, jolloin tukiosa voi muodostaa pilarin tai vastaavan seinän pystysuuntaisen jatkososan Tukiosa 4 muodostuu tässä esimerkissä neljästä ulokepalkin tyyppisestä haarasta 7a-d, jotka ulottuvat huomattavan välimatkan päähän pystypilarista 6 verrattuna pilarin poikkimittoihin. Kantava vaakalaatta 1 on kiinnitetty tämän tukiosan 4 haarojen 7 alapintaan 11 joko koko pinnalle tai sen osalle kannattamaan laattaa. Erityisesti kiinnitys tapahtuu haarojen 7 päiden 8a-d 6 S9959 kohdalta tai läheisyydestä, yhdistämällä esimerkiksi betonisen tukiosan haarojen sisällä sen raudoitukseen mahdollisesti kuuluvia osia 9a-d avulla tai muilla sinänsä tunnetuilla tavoilla.

Usein betoniraudoituksen suurin lujuus on tukiosissa 4 suunnattu pääasiallisen kuormituksen mukaisesti, ts. haaroissa 7 betonirau-dat ovat suuntautuneet pilarin 6 läheisyydestä tukiosan yläpinnalta 10 sen päiden 8a-d läheisyydessä tukiosan alapintaan 11, jossa ne liittyvät alalaatan 1 kiinnityskohtiin. Haarassa 7 voi tietenkin olla myös tavanomainen kuviossa ei-esitetty betonirau-doitus eikä osia 9. Rakennustavan mukaan tämä haaran raudoitus voi olla liitetty laattaan 1 tai haara 7 voi olla liitetty muulla tavoin laattaan.

Tällä tavoin vaakalaatan 1 tehollinen tukiväli pienenee pilareiden todellisesta välistä Dl arvoon D2, joka on tukiosan 4 haarojen uloimpien kannatuskohtien, ts. niiden päiden 8a-d välimatka. Talloin vaakalaatta 1 voidaan tehdä tietenkin huomattavasti kevyemmäksi ja siten halvemmaksi kuin ennen. Vaakalaatan 1 ja asennus-lattian 2 välinen tila on nyt käytännöllisesti katsoen kokonaan vapaa putkistojen 12 tai vastaavien johdotusten vetoa varten. Tukiosan aiheuttamaa rajoitusta voidaan vielä entisestäänkin vähentää muodostamalla siihen kuormitussuunnan kannalta epäoleellisiin kohtiin läpivientireikiä 13. Tukiosaa 4 voidaan tässä toteutusmuodossa käyttää myöskin asennuslattian 2 kannattamiseksi, kuten on esitetty kuvioissa 3, 4A ja 5. Erityisesti kannatus on edullista järjestää tapahtuvaksi ulokepalkkien tai ulokenstikoiden päiden 8a-d alueella, jolloin asennuslattia on tehtävissä ltsekanta-vaksi näistä kohdista pienentyneen tukivälin ansiosta, kuten kuvioissa 3, 4 ja 5 on esitetty.

Tukiosa 4 voidaan tehdä myöskin betonista massiivisemmaksi, sie-nimäiseksi kappaleeksi tai eslvalmisteisekei elementiksi, kuten on esitetty kuviossa ID. Kuviossa IB taas on esitetty muutoin kuviota IA vastaava rakenne, mutta siinä tukiosan haarat 7a-d on muodostettu esimerkiksi teräksestä, joka voi olla haarojen poikkileikkauksessa esimerkiksi I-palkki, kuten kuviossa 6A on sivulta pain esitetty tai ristikko tai muu tunnettu teraeprof 1111 . Kuviosta 6A

7 S 9 9 5 9 ilmenevä tukioean 4 kiinnitys vaakalaattaan 1 palkin haaroista 7 alaspäin ulottuvien alapäästään leveäksi tyssättyjen tai vastaavien levystä muodostettujen elimien 14 avulla soveltuu hyvin esimerkiksi paikallavaluun. Myös tässä tapauksessa voidaan tukioean haaroihin tehdä läpivientireikiä I-palkin uumaan.

Kuvioissa 1C, 2 ja 7-9 on esitetty hyvin yksinkertainen ja monipuolinen kannatus järjestely. Tässä tukiosan haarat 7a-d muodostuvat pareittain kannatuspilarin 6 ulkopinnan läheisyydestä vastakkaisiin suuntiin alas vaakalaattaan 1 ulottuvista terästangoista, vaijereista tai vastaavista, joita kaikkia kutsutaan tässä hakemuksessa vetotangoiksi 15. Vetotangot 15 on ripustettu kantavaan pystypilariin 6 joko tappien 17 varaan, kuten on esitetty kuviossa 7, tai pilariin 6 järjestettyjen lovien 1Θ varaan, kuten on esitetty kuvioissa 8 ja 9 tai muulla tässä ei-esitety11a tavalla. Vetotangot 15 ulottuvat säteittäisesti pilarista 6 vaakalaatan 1 sisälle, jossa ne kiinnittyvät vaakalaattaan kulloinkin tarkoituksenmukaisella tavalla. Myöskin tässä rakenteessa pienenee pi-lareiden 6 tehollinen väli arvosta Dl arvoon D2, joka on likimain en tukiosiin kuuluvien tankojen 15 ja vaakalaatan 1 liittymäkohtien 19 välimatka. Installaatiot ovat tässä tapauksessa erityisen joustavia toteuttaa, koska ne ovat lähes esteettä vedettävissä vetotankojen 15 alueella pilarin tms. läheltä. Asennuslattia 2 on tässä tapauksessa edullista kannattaa esim. erillisten tukien varaan liittymäkohtien 19 alueelle, jolloin asennuslattia on tehtävissä itsekantavaksi, kuten edellä ulokepalkkiratkaisun yhteydessä on kuvattu.

Tällä tavoin vetotangoilla 15 toteutettu keksinnön mukainen laatan 1 kannatustapa on siinä mielessä erityisen edullinen, että silloin kyseessä olevia tankoja voidaan käyttää sekä laatan esi-korotukseen ja esijännitykseen sekä vetotankojen kiristämiseen että, jos laatta on valmistettu elementiksi, laatan 1 korkeuden säätöön. Tämä tapahtuu esimerkiksi puristamalla kussakin tankopa-rissa kahta vierekkäistä tankoa 15 toisiaan kohti esimerkiksi kohdassa 20 ei tarkemmin esitetyllä kiristyse1 ime 1lä 21. Tässä 89959 a ratkaisussa toteutetaan tarvittava tankojen 15 palosuojaus päällystämällä tangot 15 sopivalla tavalla ja sopivalla materiaalilla tai peittämällä tankojen ympäristö betonimassalla tms. 22, kuten on esitetty kuviossa 9.

Kuviossa 4B ja 6B on esitetty eräänä keksinnön mukaisena vaihtoehtona kuvioiden IA, 4A, 5 ja kuvioiden 1C, 7-9 mukaisten ratkaisuiden yhdistelmä, jossa haarat 7a-d muodostuvat keskemmalla, ts. lähempänä pilaria 6 esim. betonista, kuten kuviossa 3, mutta näiden betonihaarojen ulkopinnan 8a-d yläreunasta 10 lähtee vinosti alaspäin vaakalaattaan 1 kannatustangot tai vaijerit tme.

23. Tällöin laatan 1 tukiväli on mitattava kohdasta 24, joka on mainitun tangon 23 ja vaakalaatan 1 yhtymäkohdassa. Tanko 15 tai 23 voidaan vielä jatkaa yhtymäkohdan 19 tai vastaavasti 24 ohitse pilareiden 6 välin keskialueella laatan 1 alapuolelle, kuten kuviossa 10 on esitetty. Tällöin tangolle 15 tai 23 ja vaakalaatal le 1 ei tule varsinaista kiinnityskohtaa, vaan kuormitusta kantava elin ulottuu koko laatan mitalle. Samoin tanko 23 voi jatkua haaran 7 yläpintaa 10 pitkin pilariin 6 saakka tai sen ohitse. Nain koko vaakalaatta saadaan yhtenäisen "kannatusverkoston" varaan. Erityisesti tämä menetelmä on käyttökelpoinen korjausrakentamisessa vanhojen vaakarakenteiden kantavuuden lisäämiseen.

Yläpuolisen tukiosan 4 muoto ja rakenne ei tietenkään ole rajoitettu edellä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan voi olla muodostettu miten tahansa, ottaen huomioon sen, että se kannattaa alapuolella olevaa kuormaa kantavaa laattaa 1. Ts. laatta 1 on ripustettu tu-kiosan varaan osittain tai kokonaan. Kuvioissa 3, 4A, 4B ja 5 esitetyissä tapauksissa voidaan alalaatta mitoittaa vain omalle painolle, asennuskuormalle ja muille alalaatalle tuleville suoranaisille kuormille. Välipohjan hyötykuorma kannatetaan ja siirretään vaakalaatalle asennuslattiarakenteella, joka lyhytjänneva1ι-senä on näin taloudellisesti toteutettavissa, kuten myöhemmin tässä hakemuksessa selostetaan.

9 G 9 9 59

Edellä tukiosa on kuvattu neljähaaraiseksi, mutta kulloisenkin sovellutuskohteen mukaan haaroja 7 voi olla yksi, kaksi, kolme, neljä tai useampia. Haarat voivat olla symmetrisiä keskenään ja tasaisin kulmavälein ulkonevia tai epäsymmetrisiä sijoitukseltaan ja/tai pituudeltaan. Edullista on kuitenkin suunnata haarat 7 joko pilariverkoston suuntaisesti tai erityisesti vinottain siihen nähden, esimerkiksi pilariverkoston diagonaalin suuntaisesti, kuten kuviossa 1 tai lähes diagonaalisesti, kuten kuviossa 15. Si-vuseinämien läheisyydessä haarat 7 voidaan myös suunnata diago-naalisesti, kuten kuviossa 1 tai seinän suuntaisena, kuten kuviossa 15 tai muulla tavoin. Rakennuksen kantavat pystyrakenteet voivat myös sijaita epäsymmetrisesti.

Kuviossa 11 on esitetty eräs keksinnön mukaista vaakarakennejärjestelmää käyttäen muodostettu välipohja elementtirakenteena. Tämä muodostuu pystypilareista 6 ja näiden varaan keksinnön mukaisella tukiosalla, jota ei ole tässä kuvassa esitetty, koska se voi olla mitä tahansa toteutusmuotoa, ripustetuista peruselementeistä 25 ja näiden peruselementtien varaan edelleen sijoitetuista laat-tamaisista lisäelementeistä 26 tai muista täydentävistä rakenteista, jolloin muodostuu vaakarakenne 1. Keksinnössä laattaelementti sijaitsee pilarilinjalla yleensä keskeisesti, kun tunnetuissa elementtijärjestelmissä yleensä laattaelementtien välinen sauma on pilarilinjalla. Myös keksinnön mukainen elementti voidaan haluttaessa jakaa kahteen osaan, joiden sauma on pi lari1inja 1la . Samoin puolikaslaatoista vain toista voidaan käyttää yksinään esimerkiksi julkisivureunalla. Elementin kannatus voidaan toteuttaa paitsi kuvatulla tavalla pilareiden, myös seinien tai muiden kantavien rakenteiden varaan.

Kuviossa 12 on esitetty erilaisia peruselementin muotoja. Edullisin näistä on yleensä kohdassa 12a esitetty kuusikulmainen elementti, joka esimerkiksi pilariväliin asennettuna mahdollistaa järjestelmällisesti samanlaisten kantavien elementtien sijoittamisen pilariväleihin kahdessa suunnassa, kuten kuviossa 11 ja 13 on esitetty. Tarvittaessa kyseisten kantavien peruselementtien 39959 10 varaan voidaan rakentaa puuttuva taso esimerkiksi yksinkertaisista kevyistä laattaelementeistä 26 tai perinteisiä muita rakentamistapoja käyttäen, tai välitilaan voidaan tehdä kerrosten välisiä aukkoja, kattoikkunoita jne.

7 '

Kuusikulmaista peruselementtiä 25 käytettäessä saadaan aikaan yhdellä elementtityypillä ja yksinkertaisella täydentävällä lisa-elementillä selkeä ja vähäisin elementtityypem toteutettava rakennejärjestelmä, joka mahdollistaa välipohjaan tasaisen katto-pinnan käytettäessä esim. kuvioiden 16 ja 17 mukaista peruselementin ja lisäelementin liitosta 40, 41. Tekemällä kuusikulmaisesta peruselementistä (kuva 12a) muunnoksia suurentamalla ja/tai pienentämällä elementin laattaosaa saadaan kyseiseen elementti-järjestelmään toivottua ja elementtijärjestelmiltä yleensä puuttuvaa joustavuutta monimuotoista rakentamista varten. Yksinkertainen muunnoselementti on suorakaiteen muotoinen (kuva 12b) tai vain toisesta päästään kohtisuoraksi muotoiltu elementti (kuva 12d). Ensin mainitun avulla saadaan aikaan yhdensuuntaisin perus-laatoin ja täydentävin lisälaatoin yksinkertainen vaakarakenne 1.

Jälkimmäisen (kuva 12d) avulla saadaan perusrakennevaihtoehdossa hyvin toteutetuksi perinteinen suora julkisivu, kuten kuviossa 11 on esitetty. Peruselementin muunnokset ovat edullisesti toteutettavissa erityisesti silloin, kun niiden kannatus järjestetään peruselementin vaakapinnan alueella. Tällöin elementin suurentaminen on mahdollista kohtuullisessa mitassa myös laattaulokkeena. Käytännössä muutettu elementti on helposti elementtitehtaassa valmistettavissa, kun muottipöydän, patterimuotin tms. muottιjärjestelmän koko valitaan peruselementin mittaisen suorakaiteen muotoiseksi (kuva 12d) tai mieluummin jokin muoteista pitemmäksi mahdollisten pilarin ohimenevien ulokkeiden varalle (esim. kuva 12h tai 12k). Siirtämällä muottilaitoja tarpeen mukaan ja asentamalla elementin laattaosaan 1isäraudoitueta saadaan yksinkertaisesti ja kohtuullisin kustannuksin muunnoksia. Muotoilu voidaan suorittaa myös sahaamalla esimerkiksi jatkuvana valuna toteutetusta kappaleesta tai muulla tunnetulla tavalla. Muotoilemalla e 1emen11ipäitä pyöreiksi tai muutoin halutun muotoisiksi saadaan 11 89 959 mitä mielikuvituksellisimpia muotoja rakennuksiin. Siten peruselementtejä 25 ja niiden muunnoselementtejä sekä 1isae1emen11e ja 26 yhdistelemällä on vähäisin käytännön ongelmin rakennettavissa lähes rajattomasti erilaisia rakennuskokonaisuuksia ja siten voidaan vastata haasteeseen, johon elementtijärjestelmät eivät yleensä pysty, kuten esimerkiksi kuvissa 13 ja 14.

Kuviossa 15 on esitetty keksinnön mukainen edullinen tapa peruselementtien 25 ripustamiseksi pilareihin 6 käyttäen tankoja 15. Tällöin on erityisen edullista sijoittaa ripustuspisteet 19 laatoissa esimerkiksi kuusikulmaisen peruselementin pilar111omi 11 e kulma-alueille 27, esimerkiksi 45 asteen kulmaan laatan pituusakseliin nähden, joka usein on myös sama kuin pilarilmja. Nain voidaan edullisesti pienentää perus- ja lisäelementtien muodostaman vaakalaattaosan 1 tehollisia jännemittoja, kuten edellä on selostettu. Tangot 15 tai muut kannatusosat voivat tietenkin olla peruselementin pituussuuntaisia tai siihen nähden kohtisuoria, kuten kohdassa 2Θ suoran julkisivun vieressä tai muussa kulmassa.

45 asteen kulmassa laatan pituusakseliin P nähden oleva ripustus-rakenne sopii hyvin kuusikulmaiseen peruselementtιtyyppi in ja mahdollistaa edullisesti laatan muunnosten tekemisen. Peruselementin molemmissa päissä on tyypillisesti esimerkiksi kaksi ri-pustusrakennetta 15.1 ja 15.3, 15.4 ja 15.5, 15.6 ja 15.7, 15.Θ ja 15.2. Asentamalla peruselementtejä 25a, 25b, 25c, 25d molempiin suuntiin muodostavat rinnakkaisten elementtien 25a ja 25b, 25b ja 25c, 25c ja 25d, 25d ja 25a rinnakkaiset ripustusrakenteet lopullisen laataston yhden tukiosan 4. Kun tukiosan 4 vetotangoista 15 muodostuvat haarat ovat em. tavalla 45 asteen kulmassa, tulevat vetotangot pareittain toistensa jatkeiksi, 15.2+15.1 ja 15.5+15.6, 15.3 + 15.4 ja 15.7+15.Θ, joko suorina, kuten kuvion 15 kohdassa 42 tai ristikkäisinä, kuten kuvion 15 kohdassa 43. Nain en elementtien tukiosan osat muodostavat valmiissa rakenteessa keksinnön mukaisen yhtenäisen tukiosan 4. Kuvatulla rakenteella on vielä sekin etu, että tukiosan haarat vetävät ko. kohdassa olevia peruselementtejä 25a, 25b, 25c, 25d toisiaan ja ko. pystypilaria 6 12 3 9 9 59 kohti, jolloin elementtien väliset saumat 44a, 44b, 44c, 44d py syvät tiukasti kiinni. Peruselementin muunnoslaattoja käytettäessä siirretään ja/tai lisätään elementtikohtaisia ripustusrakenteita tarpeen mukaan (esim. kuvat 12h tai 12k). Mm. ulokelaattoja käytettäessä voidaan ripustusrakenteita sijoittaa myös ulokeosaan.

Peruselementtiä voidaan keventää tukiosan 4 ulkopuolelta esimerkiksi aukoilla 29 tai ohennuksilla 4Θ kuten kuvioissa 21 ja 22 on esitetty tai pilarin 6 tai pystyrungon muun vastaavan osan kohdalta, jolloin peruselementistä ja vaakalaatasta tulee tukiosan varassa vapaasti riippuva rakenne. Ripustusvaijerit, -tangot, -ristikot, -riparakenteet tai muut keksinnön mukaiset tukiosat 4 tai näiden kiinnityskohdat 30 voidaan tehdä elementteihin täysin valmiiksi tai elementit voidaan varustaa tarvittavilla kiinnitys-osilla, kuten kuvioissa 22 ja 23a-c on esitetty, työmaalla tapahtuvaa ripustamista varten. Elementtiin valmiiksi tehtyjen ri-pustuskannattimien tapauksessa ripustusten kiristäminen/jännittäminen voidaan suorittaa tarvittaessa kiristyssaatöjen, kuten esimerkiksi pulttien, muttereiden tai kinstysmuhvien avulla tai kiristämällä tai jännittämällä tankoja sivulle, alas tai ylös, kuten aikaisemmin on selostettu tai muilla sinänsä tunnetuilla tavoilla. Elementtiin asennettu kannatusosa voi muodostaa myös vain osan lopullisesta ripuetuskannatuksesta, jolloin kiristys- tai jänni-tyeosa voidaan asentaa tarvittaessa työmaalla. Ripustuskannatus voidaan toteuttaa elementtivalmistuksen kannalta edullisesti mm. siten, että elementtiin asennetaan riittävin tartunnoin, esimerkiksi tyssähitsatut pultit, tartuntateräkset, rei'itetty tai muu sellainen tartuntaprofiili jne. tai muilla sinänsä tunnetuilla tavoilla kiinnityslaippa 30, kulmateräs tai muu tunnettu kiinm-tysoea tai kolo, ura tai vastaava varaus tai tappi 31, koukku tai muu sellainen kiinnittämistä ja/tai ripustamista varten. Laippaan, kulmateräkseen tai vastaavaan kiinnitysosaan on tehty reikä, kiinnitetty pultti, tappi, koukku, reiällinen levy, kierteinen tai muhvillinen kiinnitysosa tms. kiinnitysosa rlpustuskannattimen 4 kiinnittämistä varten. Kiinnitysosa voi tarvittaessa toimia samalla elementin kuljetus- ja asennusaikaisena nostokoukkuna . Elo- 39959 13 menttiin tehty ripustuskiinnitys voi olla myös pyorö-, harja-ja latta- tai muunlainen teräs, esimerkiksi vaijeri, joka on varustettu ankkurointiteräkein tai muin ankkurointiosin ja valettu elementin sisään. Ripustusosa 4 voi olla varustettu jatko- ja/tai kiristyse1 imi 1lä 21.

Peruselementtien välinen sauma 36, 44, peruselementin-11säe 1 e - menttien sauma 40, 41 ja/tai 1ieäelementtien sauma voi olla kiinnitetty toisiinsa nivelenä toimivaksi tai momentti jäykästi. Kiinnitys ja jäykistys voidaan toteuttaa hitsaamalla sauma-aluee11 a olevat teräskiinnikkeet toisiinsa käyttäen tarvittaessa latta-tai muuta lieäterästä. Jäykistys voidaan toteuttaa myös tekemällä elementteihin putkimainen varaus 32, 33, johon asennetaan teräsputki tai terästanko 34, joka elementtien asennuksen aikana on toisen elementin 25 urassa 33 ja joka työnnetään elementtien asennuksen jälkeen toiseen uraan 32 ulottuvaksi siten, että se kytkee esim. elementit 25a ja 25b toisiinsa. Tama liitos jäykistetään tarvittaessa valamalla tai injektoimalla massalla 45, joka täyttää jäljelle jääneet raot. Jäykistäminen voidaan toteuttaa myös pulttaama1la, jälkivaluin käyttäen hyväksi elementteihin tehtyjä varauksia, elementteihin asennettuja teräksiä ja tarvittaessa lisäteräksiä ja/tai kuitubetonimassaa tai muilla sinänsä tunnetuilla tavoilla.

Eräs elementtirakenteiden jäykistämistapa on tehdä elementtiin lohenpyrstömäinen tai muu varaus 35 käyttäen esimerkiksi pelti-tms. koteloa 46, joka on varustettu tarvittavilla tartunta-ja halkeilun estävillä teräksillä 47. Varaus voi olla myös teras-osa tai pulttikolo. Asentamalla tämän jäykistettävän elementti-sauman 36 vastapäätä toisiaan oleviin varauksiin 35 molemmista päistään paksunnetut tai muutoin riittävän tartunnan aikaansaamiseksi varustetut pulttimaiset teräkset 37 saadaan tarvittaessa yhdessä juotosvalun 3Θ kanssa aikaan vetoa, leikkausta ja/tai momenttia kestävä elementtien liitos. Pulttimaiset tai vastaavat liitososat voidaan koota myös es i va Imi s t e ι s ike ι "lutostikk.ukiu" 39 asennustyön helpottamiseksi.

14 29959

Laattaelementti voi olla myös osa lopullisesta laattarakenteesta. Tällöin esimerkiksi laatasto voidaan tehdä valamalla elementtien, jotka samalla toimivat muottina ja muodostavat mahdollisesti osan raudoituksesta tai raudoituksen kokonaan, päälle rakennettava vahvistava ja/tai jäykistävä paikä 1lavalukerros mahdollisine li-säteräksineen. Välipohjarakenne voi talloin sisältää asennuslat-tiarakenteen tai olla ilman sitä.

Peruselementtien täydentävät lisäelementit voivat olla kevyehkö ]a massiivisia laattoja, kevennettyjä laattoja, kuten ontelolaattoja tai muita sinänsä tunnettuja laattamaisia rakenteita. Kuvioissa 16 ja 17 on esitetty kaksi eri tapaa liittää 1isäe 1ement11 26 peruselementtiin 25 liitoksella 40 ja vastaavasti 41. Näillä ratkaisuilla saadaan alempaan kerrokseen tasainen kattopinta ja suurin mahdollisin tila 3 ylemmän kerroksen asennuslattiän 2 ja vaaka-laatan 1 väliin. Mikäli tasaista alakattopintaa ei haluta tai tarvita, voidaan lisäelementti 25 myös sijoittaa peruselementin 25 päälle, kuten kuvioissa 1Θ ja 19 on esitetty. Tällöin tosin menetetään tasaisen katon lisäksi välipohjan sisällä olevaa asennustilaa. Voidaan myös yhdistää perinteinen alapuolisen installaation mahdollistava rakenne keksinnön mukaiseen rakenteeseen käyttämällä kuviossa 27 esitettyä lisäelementtiä 49, jossa asennustila 3 on alapuolella, millä on sekä etunsa että haittansa.

Asennuslattia 2 voi olla rakenteeltaan mitä tahansa sinänsä tunnettua tyyppiä, mutta edullisesti jotain korkeudeltaan säädettävää, osina irrotettavaa ja putkitus-, kaapelointi ym. mstallaa-tiovarauksin varustettua tyyppiä. Peruselementtiin ja/tai lisä-elementtiin voidaan myös upottaa haluttaessa putkitusta tai kaapelointia tms. ja/tai läpiviennit tai varaukset naita varten. Eras muunnosmahdo11iauus on myöskin muodostaa vaakalaatasta 1 tai sen osista, kuten peruselementistä 25 ja/tai lisäelementistä 26 sekä asennuslattiaeta 2 nämä molemmat sisältäviä seka tukiosan 4 sisältäviä ala- ja välipohjaelementtejä seka asennuslattlaa 2 vastaavalla kattorakenteella varustettuna yläpohjae1emen11e ja. Nain ts -39959 esivalmistueaste saadaan erittäin korkeaksi samalla kun saavutetaan kaikki keksinnön edut.

Muunnoksista voidaan todeta, että varsinkin yläpohjan ollessa kyseessä voi vaakalaatta 1 olla myös kulmassa, esim. katon kaltevuuskulmassa, vaakatasoon nähden. Samoin laatasto ja tukiosa voivat olla rakennemateriaaliltaan mitä tahansa tarkoitukseen muuten sopivaa ainetta tai aineyhdistelmää.

Claims (19)

1. Rakennuksen kantava vaakarakennejärjestelmä, joka käsittää kuormaa kantavat mainitun vaakarakenteen rungon muodostavat laatat tai laattamaiset rakenteet (1) ja näistä laatoista kuormitusta rakennuksen kantavaan pystyrunkoon (6) siirtävät ja vaakasuunnassa kulloisenkin pystyrungon poikkipinnasta laatan alueelle ulottuvat tukiosat, tunnettu siitä, että kuormaa kantavat lähinnä vaakasuuntaiset laatat (1) ovat rakennuksen väli-, ylä- ja alapohjan lopullista näkyvää rakennepaksuutta oleellisesti ohuempia, että pystyrungon (5) kulloisestakin pystyosasta (6) vaakasuunnassa tai loivassa kulmassa laatalle (1) ulottuva tukiosa (4) on laatan yläpuolella ja kiinnitetty siihen ainakin yhdessä vaakasuuntaisen välimatkan päässä kyseisestä pystyosasta olevassa kohdassa kannattamaan laattaa (1) pystyosan (6) ulkopuolelta, ja että tukiosa (4) ainakin pääasiassa sisältyy rakennuksen näkyviin vaakarakenteisiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaakarakennejärjestelmä, tunnettu siitä, että väli-, ylä- tai alapohjan rungon muodostava vaakalaatta (1) koostuu tukiosan (4) suoraan kannattamista peruselementeistä (25) ja tarvittaessa näiden peruselementtien väliin ja kannattamaksi sijoitetuista lisäele-menteistä (26).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaakarakennejärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiosa (4) muodostuu yhdestä tai useammasta ulokepalkista tai -ristikosta (7), jotka ulottuvat poispäin pystypilarista (6) tai pystyseinästä tai muusta pystykuormia siirtävästä rakenteesta kulmavälein sitä vastaan likimain kohtisuorassa tasossa ja jotka on alapinnastaan (11) tai sen osalta kiinnitetty vaakalaattaan (l) sitä kannattamaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaakarakennejärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiosa (4) muodostuu yhdestä tai useammasta erillisestä vetotangosta (15) tai vastaavasta, jotka ulottuvat erikseen tai ryhmittäin vaakakulmavälein 17 .39959 pystypilarista (6) tai pystyseinästä tai muusta pystykuormia siirtävästä rakenteesta ulos vinosti alaspäin vaakalaattaan (1) ja jotka on kiinnitetty sekä kyseiseen pystyrungon osaan että kyseiseen vaakalaattaan sitä kannattamaan.

5. Patenttivaatimusten 3 tai 4 mukainen vaakarakennejärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiosa (4) on tehty vetotan-kojen (9, 15, 23) ja ulokepalkkien tai -ristikoiden (7) yhdistelmänä, jolloin vetotangot kulkevat ulokepalkkien sisällä kuormituksen likimääräiseen suuntaan palkin pystypilaria tai vastaavaa lähellä olevalta yläpinnalta (10) lähellä palkin ulkopäätä (8) olevaan alapintaan (11) tai vaihtoehtoisesti ulokepalkkien jatkeella niiden yläpinnalta (10) alas vaakalaattaa (1) kohti.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vaakarakenne järjestelmä, tunnettu siitä, että vaakalaatta (1) tai peruselementti (25) muodostaa tukiosan (4) rakenteellisen osuuden ja että tukiosa on liitetty vaakalaattaan joko pai-kallavalun yhteydessä tai peruselementtiin esivalmistetun elementin valun yhteydessä.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vaakarakenne järjestelmä, tunnettu siitä, että vaakalaatta (1) tai peruselementti (25) tai tukiosa (4) muodostaa samalla ele-menttipilarin (6) tai vastaavan seinämän pystysuuntaisen jatkososan.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vaakarakenne järjestelmä, tunnettu siitä, että ulokepalkit (7) ja/tai vetotangot (15, 23) tai muut vastaavat tukiosat (4) ovat kokonaan vaakalaatan (1) ja tämän päälle rakennetun asennuslattian (2) välissä ja että vaakalaatan ja asennus -lattian välinen tila (3) on käytettävissä installaatioiden asennustilana.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukuinen v.iuk.ii.i kennejärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiosan (4) uloke- 18 89959 palkit (7), vetotangot (15, 23) tai vetotankoryhmät tai vastaavat kannattavat osat ovat suunnatut rakennuksen pystyrun-gon pilariruudukoston suuntaisesti ja/tai vinottain ruudukkoon nähden.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen vaakarakennejärjestelmä, tunnettu siitä, että ulokepalkkeja (7), vetotankoja (15, 23) tai vetotankoryhmiä on kussakin tukiosassa parillinen lukumäärä, ja ne ulkonevat parittain toisiinsa nähden vastakkaisiin suuntiin kyseisestä pystyosasta (6).

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vaakara-kennejärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiosan (4) ainakin osittain kannattama peruselementti (25) on monikulmion muotoinen, jonka ainakin yhteen kulmaan tai yhdelle sivulle on järjestetty kiinteä tukiosa tai tukiosan kiinnityselimet (30) ja että nämä tukiosan haarat (7, 15, 23) tai niiden kiinnityselimet (30) on järjestetty elementin tämän kulman puolittajan (P) suhteen symmetrisesti.

12. Patenttivaatimuksen li mukainen vaakarakennejärjestel-mä, tunnettu siitä, että peruselementtien (25a, b, c tai d) tukiosien haarat (15.1-15.8) tai niiden kiinnityselimet sijaitsevat peruselementin kyseiseen kulmaan nähden siten, että kun toisen vastaavan peruselementin (25b, c, d tai a) vastaava kulma asetetaan tämän viereen, ne muodostavat tässä yhdistelmässä toisiaan likimain vastapäätä tulevat eri elementtien tukiosat (15.1-15.5; 15.2-15.6; 15.3-15.8; 15.4- 15.7 jne.) toisiinsa liitettynä yhdistelmän, joka vetää tämän pylvään (6) tai pystyseinän kannattamia elementtejä (25a...d) vaakasuunnassa toisiaan vasten.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vaakara-kennejärjestelmä, tunnettu siitä, että vetotangot (15, 23) kiristetään paikalla tehdyn valun jälkeen tai elementtien asennuksen jälkeen esijännityksen saamiseksi kantavaan vaa-kalaattaan (1) tai peruselementtiin (25) ja/tai vaakalaatan tai vastaavan elementin asennon asettelemiseksi. 19 G 9 9 5 9

14. Jonkin patenttivaatimuksista 11-13 mukainen vaakaraken-nejärjestelmä, tunnettu siitä, että kantavien pystyrakentei-den kannattama peruselementti (25) on 6-kulmainen elementti tai kyseisen 6-kulmaisen elementin muunnoselementti, joka on toteutettu 6-kulmaisen elementin laattamaista osaa suurentamalla, pienentämällä ja/tai muotoilemalla elementin yhdessä tai useammassa kulmassa tai muussa kohdassa ja joka muunnoselementti voi sisältää vaihtelevan määrän kantavia osia eri kohdissa elementtiä.

15. Jonkin patenttivaatimuksista 6-14 mukainen vaakaraken-nejärjestelmä, tunnettu siitä, että perus- ja/tai lisäele-mentti (25, 26) on muodostettu tasomaisesta levystä sisältäen mahdollisesti vahvistuksia tai kevennyksiä tai kaksois-levyrakenteesta, joka on varustettu ripustuksia ja/tai kiinnityksiä (40, 41) varten kiinnitysosilla, -rakenteilla ja/tai -varauksilla (35) elementin kannattamiseksi toiseen elementtiin nähden ja/tai rakenteen jäykistämiseksi.

16. Jonkin patenttivaatimuksista 6-15 mukainen vaakaraken-nejärjestelmä, tunnettu siitä, että peruselementti (25) on kiinteäksi varustettu laattaosan tai kaksoislaatassa alalaa-tan yläpuolisilla vaijereilla, vetotangoilla, ristikoilla, ripapalkeilla tai muilla vastaavilla tukiosilla (4) elementin kannattamiseksi.

16 39S59

17. Jonkin patenttivaatimuksista 6-16 mukainen vaakaraken-nejärjestelmä, tunnettu siitä, että peruselementit (25) ja/tai lisäelementit (26) on varustettu lohenpyrstömäisellä kololla (35) tai teräsreunaisella varauksella (32, 33), johon asennetaan elementit yhteen liittävät ja liitoksen (36) jäykistävät, molemmista päistään paksunnetut tai muutoin riittävän tartunnan aikaansaamiseksi muotoillut liitososat (34, 37, 39), jotka tarvittaessa yhdessä juotosvalun (38, 45. kanssa liittävät ja tarvittavassa määrin jäykistävät elementit toisiinsa. 20 U9959

18. Jonkin patenttivaatimuksista 6-17 mukainen vaakaraken-nejärjestelmä, tunnettu siitä, että laattamaiset kantavat peruselementit (25) on tuettu ja/tai sidottu toisiinsa hitsaamalla, pulttaamalla, valamalla, esijännittämällä ja/tai muilla kiinnitystavoilla vaakarakenteen (1) jäykistämiseksi.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vaakara-kennejärjestelmä, tunnettu siitä, että asennuslattian (2) tukirakenne on kannatettu tukiosan (4) ulokepalkin tai -ristikon (7) pään (8) tai vetotangon (15) ja laatan (1) välisen liityntäkohdan (19) alueille tai näiden välille.