Oceľové konštrukcie pre tobogány
V tomto článku sa budeme venovať základom navrhovania nie úplne bežnej, ale zato zaujímavej konštrukcie. Obsahom bude podperný oceľový systém tobogánov.
Základom celého návrhu je kvalitný podklad od objednávateľa, ktorý na základe požiadaviek investora definuje vstupné údaje. Medzi tieto údaje patrí samotná trasa tobogánu a typ tobogánu podľa príslušnej normy. Celý statický posudok začína samotným zatriedením, čim statik dostáva tie najpodstatnejšie informácie o očakávaných vonkajších zaťaženiach, ktoré sú základom celého návrhu.
Zaťaženia
Veľkú časť zaťažení predstavujú prirodzene očakávané účinky, ku ktorým patrí vlastná tiaž, tiaž vody, snehu, vietor a samotný pohyb ľudí. Zaujímavšie je ale zohľadňovanie dodatočne vznikajúcich momentových účinkov, ktoré vznikajú v dôsledku excentricít od strednice tubusu tobogánu. Na názornosť tejto myšlienky si môžme uviesť pohyb osoby po tobogáne.
V miestach, kde je tobogán priamy, osoba pôsobí na konštrukciu len zvislým zaťažením bez žiadnych prídavných účinkov. Zmena nastáva pri pohybe v zákrutách/slučkách, kde sa samotná hmota premiestňuje mierne excentricky na odstredivú stranu tubusu a tým vyvoláva na konštrukciu dodatočné ohybové zaťaženia. Keď už sme pri problematike odstredivosti, tak si môžeme definovať jednu z najpodstatnejších síl, ktorá sa vyskytuje v podstate pri každej zákrute po trase tobogánu, ide o odstredivú silu.
Veľkosť tejto sily závisí od hmotnosti osoby, rýchlosti pohybu a polomeru zaoblenia tubusu. V zákrutách nám teda nevznikajú len prídavné momentové účinky spôsobené presunom hmoty, ale aj centrifugálne sily spôsobené odstredivými silami, ktoré v miestach s minimálnym oblúkom tubusu tobogánu a maximálnymi rýchlosťami pohybu osôb spôsobujú výrazné účinky.
Konštruovanie
Zaujímavou časťou celého návrhu je vytvorenie konštrukcie a riešenie detailov. Celý nosný systém musí byť po technickej stránke pripravený tak, aby umožňoval dostatočnú rektifikáciu na uchytenie tubusu k nosnej časti. Pre spoľahlivý a presný návrh je potrebné, aby konštrukcie takého typu boli riešené pomocou 3D programu.
Hlavný prvkom systému sú stĺpy kotvené momentovým spojom do základov. Na tieto nosné prvky sa používajú uzavreté kruhové prierezy (CHS profily), čo súvisí s architektúrou a samozrejme aj tuhosťou takýchto prvkov v krútení.
Na konzolky sa primárne používa profilácia z uzavretých štvorcových profilov, pričom dimenzie väčšinou začínajú na SHS100*4. Dôležitou súčasťou sú vzpery/tiahla, ktoré podopierajú konzolky a tým zmenšujú ich ohybové namáhanie. Všetky spoje sú riešené pomocou skrutiek tak, aby sme sa v celej miere vyhli montážnym zvarom.
Detaily
Ako som už spomínal, premyslené riešenie detailov je pre tieto konštrukcie zásadné. Na nasledujúcom príklade si ukážeme prípoj tubusu tobogánu na konzolku. Spoj musí vyhovieť nasledovným požiadavkám: musí byť na mieste rektifikovateľný, spoľahlivý a konštrukčne čo najjednoduchší. Aktuálne riešený spoj pozostáva z týchto komponentov.
Uchytávacieho špeciálne tvarovaného plechu, ktorý je pre každý typ tobogánu špecifický a závisí od dodávateľa tubusu. Tento plech sa pripája pomocou medzikusu cez dvojicu skrutiek tak, aby bola umožnená rotácia okolo pozdĺžnej osi skrutiek. Medzikus je následne pripojený ku konzolkám pomocou oválnych otvorov, ktoré sa nachádzajú ako na medzikuse, tak aj na samotnej konzolke, čím je dosiahnutá posuvnosť spoja vo všetkých smeroch. Dôležitou súčasťou sú väčšie podložky pod skrutkou pripájajúcou medzikus ku konzolke tak, aby bola zabezpečená odolnosť na pretlačenie hlavy/matice skrutky.
V prípadoch, keď je potrebné úchyt otočiť tak, že medzikus nemá priamy kontakt s konzolkou, je potrebné vytvárať na bočných stranách SHS profilov vyložené podpery, aby spoj mohol spoľahlivo preniesť zaťaženia.
Ako je vidieť, v praxi sa stretávame s rôznymi typmi konštrukcií. My sa však výziev a nových vecí nebojíme a sme radi, keď môžeme byť súčasťou navrhovania aj takýchto typov konštrukcií.
Adam Boškovič
Statik, konštruktér oceľových konštrukcií
BVK-PRO, s.r.o.
Zdroj: PR článok BVK-PRO, s.r.o.
