Spriahnutie trapézového plechu s betónom v stavebníctve
Kombinácia konštrukčných materiálov - ocele a betónu - sa v stavebníctve používa veľmi často, najmä pri výstavbe výškových budov, priemyselných stavieb, mostov, ale aj rodinných domov a nadstavieb.
Oceľ a betón sa môžu použiť samostatne, v zmiešaných konštrukčných systémoch, v spriahnutých konštrukciách z betónu a ocele a tiež v oceľových konštrukciách doplnených betónom. Na využitie predností obidvoch materiálov sa preto navrhujú kombinované stavebné prvky z ocele a betónu.
Oceľ a betón sa niektorými svojimi pevnostnými charakteristikami vzájomne doplňujú. Tie sú navzájom spojené pomocou rôznych spojovacích prostriedkov, vďaka ktorým možno využiť oceľ na namáhanie v ťahu a zároveň betón na namáhanie v tlaku. V oceľových konštrukciách doplnených betónom plní statickú funkciu najmä oceľová konštrukcia. Betón má skôr funkciu konštrukčnú.
Spriahnuté oceľobetónové konštrukcie pozostávajú z oceľovej nosnej časti a betónovej (resp. železobetónovej) časti. Ako sme už spomenuli, tieto dve konštrukcie sú navzájom spojené. Pri realizácii si však treba uvedomiť, že v štádiu montáže pôsobí iba oceľová časť prierezu a spriahnutie začína fungovať až po dosiahnutí potrebnej pevnosti betónu.
Plechobetónová doska je monolitická železobetónová doska, ktorá pozostáva z profilovaného, za studena tvarovaného plechu, betónu a výstuže. Profilovaný plech môže tvoriť stratené debnenie železobetónovej dosky alebo je spolupôsobiacou časťou železobetónovej dosky. Výhodou plechobetónových dosák je, že profilovaný plech prenáša tiaž čerstvej betónovej zmesi a montážne zaťaženie, a preto netreba vyhotovovať debnenie.
Spolupôsobenie, ktoré vzniká súdržnosťou medzi plechom a betónom, sa zo statického hľadiska nemôže uplatniť, pretože ho ovplyvňuje veľa faktorov, ako napr. povrchová úprava (pozinkovanie), znečistenie a pod. koncovým kotvením privarenými tŕňmi alebo iným typom lokálneho kotvenia.
Obr. Plechobetónové dosky musia byť hrubé minimálne 80 mm, súčasne však hrúbka betónu nad vlnami plechu musí byť minimálne 40 mm. V prípade, že sa v doske použije aj oceľová výstuž, musí sa umiestniť vo vrstve betónu nad vlnami plechu. Množstvo priečnej a pozdĺžnej výstuže v doske musí mať plochu aspoň 80 mm2/m.
Skladba betónovej zmesi závisí od spriahnutej konštrukcie. Dôležité je najmä zvoliť správnu veľkosť kameniva. Tá závisí od najmenšieho rozmeru konštrukčného prvku, do ktorého sa betónová zmes ukladá. Veľkosť kameniva nesmie presiahnuť najmenšiu z hodnôt 0,4 hc, b0/3 a 31,5 mm (obr.
Obr. Na zvislé nosné konštrukcie sa plechobetónová doska ukladá tak, aby v mieste uloženia nedošlo k jej porušeniu alebo zrúteniu v prípade náhodného posunutia plechu počas výstavby. Preto sa musia dodržiavať tieto minimálne hodnoty uloženia (obr.
Obr. Spriahnuté plechobetónové konštrukcie sa navrhujú na rôzne návrhové situácie a medzné stavy, aby počas svojho technického života mohli plniť svoju funkciu. Profilované plechy sa posudzujú ako tenkostenný profil triedy 4.
Okrem vlastnej tiaže plechu a zaťaženia čerstvým betónom sa musí počítať s montážnym zaťažením 1,5 kN/m2, pôsobiacim na ploche 3 × 3 m, a so zaťažením 0,75 kN/m2 na ostatnej ploche. Zaťaženie sa umiestňuje v najnepriaznivejšej polohe. Veľmi dôležité je tiež posúdiť profilovaný plech na priehyb od zvýšeného zaťaženia (tzv. rybníkový efekt). Toto posúdenie sa vykoná, ak priehyb od čerstvého betónu δ je väčší ako 1/10 hrúbky plechobetónovej dosky.
Počíta sa so zvýšeným zaťažením čerstvým betónom s hrúbkou 0,7δ po celom rozpätí dosky. Montážne zaťaženie sa pri výpočte priehybu neberie do úvahy.
Pozdĺžna šmyková sila, ktorá vzniká v mieste spojenia medzi oceľovou a betónovou časťou spriahnutého prierezu, sa musí preniesť šmykovým spojením. Najčastejšie sa na spriahnutie používajú spriahovacie tŕne. Návrh dĺžky tŕňa však musí zohľadňovať skutočnosť, že po privarení sa jeho dĺžka skráti asi o 5 mm. Tŕne musia byť vyrobené z ocele s dostatočnou ťažnosťou a medza pevnosti nesmie prekročiť 500 MPa. minimálne vzdialenosti spriahovacích prvkov sú znázornené na obr. priemer priváraného tŕňa nemá byť väčší ako 2,5-násobok hrúbky tej oceľovej časti, ku ktorej je priváraný.
Obr. Ak sa spriahovacie tŕne umiestňujú v doskách s rebrovými plechmi, privárajú sa zvyčajne cez plech alebo presahujúce plechy. Platí však, že plechy, cez ktoré sa tŕň privára, by nemali mať celkovú hrúbku väčšiu ako 1,5 mm a v prípade pozinkovaného plechu viac ako 1,25 mm. Privarené tŕne by mali presahovať nad vlny rebrovaného plechu minimálne o 2d. Najmenšia šírka rebra, v ktorom má byť privarený tŕň, musí byť 50 mm.
Odporúča sa, aby tŕne privárané k ťahanej pásnici, ktorá bude namáhaná na únavu, nemali priemer väčší ako 1,5-násobok hrúbky pásnice. Tŕne sa môžu zaťažiť až potom, ako betón dosiahne pevnosť 20 MPa.
Aby nedošlo k poškodeniu plechobetónovej dosky alebo k jej rozštiepeniu, navrhuje sa v doske aj priečna výstuž. Tá prenáša účinky pozdĺžnej šmykovej sily. Plocha priečnej výstuže v doskách musí byť minimálne 0,2 % prierezovej plochy betónu. Výstuž by mala byť v doske rozmiestnená rovnomerne.
Spomínané zásady platia pre spriahnuté nosníky, ktorých vzdialenosť krajného radu spriahovacích prvkov od okraja dosky je menšia ako 300 mm.
Trapézové plechy montáž
tags: #spriahnutie #trapezoveho #plechu #s #betónom
