Spriahnutรฉ plechobetรณnovรฉ stropy
Kombinรกcia konลกtrukฤnรฝch materiรกlov โ ocele aย betรณnu โ sa vย stavebnรญctve pouลพรญva veฤพmi ฤasto, najmรค pri vรฝstavbe vรฝลกkovรฝch budov, priemyselnรฝch stavieb, mostov, ale aj rodinnรฝch domov aย nadstavieb. Oceฤพ aย betรณn sa mรดลพu pouลพiลฅ samostatne, vย zmieลกanรฝch konลกtrukฤnรฝch systรฉmoch, vย spriahnutรฝch konลกtrukciรกch zย betรณnu aย ocele aย tieลพ vย oceฤพovรฝch konลกtrukciรกch doplnenรฝch betรณnom.
Vย oceฤพovรฝch konลกtrukciรกch doplnenรฝch betรณnom plnรญ statickรบ funkciu najmรค oceฤพovรก konลกtrukcia. Betรณn mรก skรดr funkciu konลกtrukฤnรบ.
Spriahnutรฉ oceฤพobetรณnovรฉ konลกtrukcie
Spriahnutรฉ oceฤพobetรณnovรฉ konลกtrukcie pozostรกvajรบ zย oceฤพovej nosnej ฤasti aย betรณnovej (resp. ลพelezobetรณnovej) ฤasti. Ako sme uลพ spomenuli, tieto dve konลกtrukcie sรบ navzรกjom spojenรฉ. Pri realizรกcii si vลกak treba uvedomiลฅ, ลพe vย ลกtรกdiu montรกลพe pรดsobรญ iba oceฤพovรก ฤasลฅ prierezu aย spriahnutie zaฤรญna fungovaลฅ aลพ po dosiahnutรญ potrebnej pevnosti betรณnu.
Plechobetรณnovรก doska
Plechobetรณnovรก doska je monolitickรก ลพelezobetรณnovรก doska, ktorรก pozostรกva zย profilovanรฉho, za studena tvarovanรฉho plechu, betรณnu aย vรฝstuลพe. Profilovanรฝ plech mรดลพe tvoriลฅ stratenรฉ debnenie ลพelezobetรณnovej dosky alebo je spolupรดsobiacou ฤasลฅou ลพelezobetรณnovej dosky.
Vรฝhodou plechobetรณnovรฝch dosรกk je, ลพe profilovanรฝ plech prenรกลกa tiaลพ ฤerstvej betรณnovej zmesi aย montรกลพne zaลฅaลพenie, aย preto netreba vyhotovovaลฅ debnenie. Spolupรดsobenie, ktorรฉ vznikรก sรบdrลพnosลฅou medzi plechom aย betรณnom, sa zo statickรฉho hฤพadiska nemรดลพe uplatniลฅ, pretoลพe ho ovplyvลuje veฤพa faktorov, ako napr. povrchovรก รบprava (pozinkovanie), zneฤistenie aย pod. Zย tohto dรดvodu sa so sรบdrลพnosลฅou pri prenose pozdฤบลพneho ลกmyku nepoฤรญta aย spriahnutie sa zabezpeฤuje (obr.ย 1):
- mechanickรฝm spojenรญm zaistenรฝm tvarovanรญm plechu (jamky alebo vรฝstupky);
- spojenรญm pomocou trenia, pouลพรญva sa pri plechoch so samozvieracรญm tvarom;
- koncovรฝm kotvenรญm privarenรฝmi tลลmi alebo inรฝm typom lokรกlneho kotvenia. Tรกto metรณda sa mรดลพe pouลพiลฅ iba vย kombinรกcii sย predchรกdzajรบcimi metรณdami;
- koncovรฝm kotvenรญm pomocou zdeformovania rebier na konci plechu.
Obr. 1 Typickรฉ spรดsoby spriahnutia vย plechobetรณnovรฝch doskรกch
Konลกtrukฤnรฉ zรกsady
Plechobetรณnovรฉ dosky musia byลฅ hrubรฉ minimรกlne 80โmm, sรบฤasne vลกak hrรบbka betรณnu nad vlnami plechu musรญ byลฅ minimรกlne 40 mm. Ak je plechobetรณnovรก doska spriahnutรก aj sย nosnรญkom, musรญ byลฅ jej celkovรก hrรบbka minimรกlne 90โmm aย hrรบbka betรณnu nad vlnami minimรกlne 50ย mm.
Vย prรญpade, ลพe sa vย doske pouลพije aj oceฤพovรก vรฝstuลพ, musรญ sa umiestniลฅ vo vrstve betรณnu nad vlnami plechu. Mnoลพstvo prieฤnej aย pozdฤบลพnej vรฝstuลพe vย doske musรญ maลฅ plochu aspoล 80 mm2/m. Vzdialenosลฅ jednotlivรฝch prรบtov vรฝstuลพe nemรก byลฅ vรคฤลกia ako dvojnรกsobok hrรบbky dosky alebo 350โmm, priฤom rozhoduje prรญsnejลกie kritรฉrium.
Skladba betรณnovej zmesi zรกvisรญ od spriahnutej konลกtrukcie. Dรดleลพitรฉ je najmรค zvoliลฅ sprรกvnu veฤพkosลฅ kameniva. Tรก zรกvisรญ od najmenลกieho rozmeru konลกtrukฤnรฉho prvku, do ktorรฉho sa betรณnovรก zmes ukladรก. Veฤพkosลฅ kameniva nesmie presiahnuลฅ najmenลกiu zย hodnรดt 0,4 hc, b0/3 aย 31,5ย mm (obr. 2).
Obr. 2 Rozmery plechobetรณnovej dosky
Uloลพenie plechobetรณnovej dosky
Na zvislรฉ nosnรฉ konลกtrukcie sa plechobetรณnovรก doska ukladรก tak, aby vย mieste uloลพenia nedoลกlo kย jej poruลกeniu alebo zrรบteniu vย prรญpade nรกhodnรฉho posunutia plechu poฤas vรฝstavby. Preto sa musia dodrลพiavaลฅ tieto minimรกlne hodnoty uloลพenia (obr. 3):
- uloลพenie na oceฤพ alebo betรณn
lbc = 75โmm aย lbs = 50โmm;
- uloลพenie na inรฝ materiรกl
lbc = 100โmm aย lbs = 70 mm.
Obr. 3 รloลพnรฉ dฤบลพky dosรกk
Nรกvrh aย posรบdenie konลกtrukcie
Spriahnutรฉ plechobetรณnovรฉ konลกtrukcie sa navrhujรบ na rรดzne nรกvrhovรฉ situรกcie aย medznรฉ stavy, aby poฤas svojho technickรฉho ลพivota mohli plniลฅ svoju funkciu. Nรกvrh plechobetรณnovรฝch dosiek musรญ poฤรญtaลฅ sย tรฝmito zรกkladnรฝmi nรกvrhovรฝmi situรกciami:
- profilovanรฝ plech ako debnenie โ na medznรฝ stav รบnosnosti aย medznรฝ stav pouลพรญvateฤพnosti sa posรบdi samotnรฝ oceฤพovรฝ plech sย prรญpadnรฝmi doฤasnรฝmi podporami, ktorรฝ je zaลฅaลพenรฝ ฤerstvรฝm betรณnom;
- plechobetรณnovรก spriahnutรก doska โ posรบdi sa stav, keฤ zaฤne pรดsobiลฅ spriahnutie aย odstrรกnia sa prรญpadnรฉ doฤasnรฉ podpery.
Profilovanรฉ plechy sa posudzujรบ ako tenkostennรฝ profil triedy 4. Okrem vlastnej tiaลพe plechu aย zaลฅaลพenia ฤerstvรฝm betรณnom sa musรญ poฤรญtaลฅ sย montรกลพnym zaลฅaลพenรญm 1,5 kN/m2, pรดsobiacim na ploche 3 ร 3โm, aย so zaลฅaลพenรญm 0,75 kN/m2 na ostatnej ploche. Zaลฅaลพenie sa umiestลuje vย najnepriaznivejลกej polohe.
Oceฤพovรฝ plech musรญ takisto preniesลฅ zaลฅaลพenie vyvolanรฉ sรบstredenรฝm bremenom, ktorรฉho charakteristickรก hodnota je 1 kN aย pรดsobรญ na ploche 300 ร 300 mm.
Veฤพmi dรดleลพitรฉ je tieลพ posรบdiลฅ profilovanรฝ plech na priehyb od zvรฝลกenรฉho zaลฅaลพenia (tzv. rybnรญkovรฝ efekt). Toto posรบdenie sa vykonรก, ak priehyb od ฤerstvรฉho betรณnu ฮด je vรคฤลกรญ ako 1/10 hrรบbky plechobetรณnovej dosky. Poฤรญta sa so zvรฝลกenรฝm zaลฅaลพenรญm ฤerstvรฝm betรณnom sย hrรบbkou 0,7ฮด po celom rozpรคtรญ dosky. Montรกลพne zaลฅaลพenie sa pri vรฝpoฤte priehybu neberie do รบvahy. Profilovรฝ plech sa posรบdi beลพnรฝm spรดsobom ako tenkostennรฝ prierez podฤพa ENย 1993-1-3.
ล mykovรฉ spojenie
Pozdฤบลพna ลกmykovรก sila, ktorรก vznikรก vย mieste spojenia medzi oceฤพovou aย betรณnovou ฤasลฅou spriahnutรฉho prierezu, sa musรญ preniesลฅ ลกmykovรฝm spojenรญm. Vย sรบฤasnosti sa na spriahnutie betรณnu sย oceฤพovรฝm plechom pouลพรญvajรบ spriahovacie tลne, blokovรฉ zarรกลพky, perforovanรฉ pรกsy, zarรกลพky, trecie vysokopevnostnรฉ skrutky, uholnรญkovรฉ spriahovacie prvky, kotvy aย sluฤky.
Najฤastejลกie sa na spriahnutie pouลพรญvajรบ spriahovacie tลne. Nรกvrh dฤบลพky tลลa vลกak musรญ zohฤพadลovaลฅ skutoฤnosลฅ, ลพe po privarenรญ sa jeho dฤบลพka skrรกti asi oย 5 mm. Tลne musia byลฅ vyrobenรฉ zย ocele sย dostatoฤnou ลฅaลพnosลฅou aย medza pevnosti nesmie prekroฤiลฅ 500 MPa. Na Slovensku sa pouลพรญvajรบ najmรค tลne dovรกลพanรฉ zย ฤiech, ktorรฉ sa vyrรกbajรบ zย ocele triedy 11ย 343 sย medzou pevnosti fu = 340 MPa aย sย medzou klzu fyย =ย 200 MPa.
Spriahovacie prvky by sa mali rozmiestniลฅ podฤพa tรฝchto zรกsad:
- maximรกlna pozdฤบลพna vzdialenosลฅ spriahovacรญch prvkov by nemala prekroฤiลฅ menลกiu zย hodnรดt: ลกesลฅnรกsobok celkovej hrรบbky dosky alebo 800โmm;
- minimรกlne vzdialenosti spriahovacรญch prvkov sรบ znรกzornenรฉ na obr. 4;
- vzdialenosลฅ medzi okrajom pรกsnice oceฤพovรฉho nosnรญka aย okrajom spriahovacieho tลลa, ktorรฝ je kย pรกsnici privarenรฝ, musรญ byลฅ vรคฤลกia ako 20โmm;
- vzdialenosลฅ tลลov vย smere ลกmykovej sily by mala byลฅ minimรกlne 5d, prieฤne na ลกmykovรบ silu 2,5d pri plnรฝch doskรกch aย 4d vย ostatnรฝch prรญpadoch (kde d je priemer tลลa);
- priemer privรกranรฉho tลลa nemรก byลฅ vรคฤลกรญ ako 2,5-nรกsobok hrรบbky tej oceฤพovej ฤasti, ku ktorej je privรกranรฝ. Vรฝnimkou je prรญpad, ak je tลล privรกranรฝ kย pรกsnici priamo nad stenou.
Ak sa spriahovacie tลne umiestลujรบ vย doskรกch sย rebrovรฝmi plechmi, privรกrajรบ sa zvyฤajne cez plech alebo presahujรบce plechy. Platรญ vลกak, ลพe plechy, cez ktorรฉ sa tลล privรกra, by nemali maลฅ celkovรบ hrรบbku vรคฤลกiu ako 1,5โmm aย vย prรญpade pozinkovanรฉho plechu viac ako 1,25 mm.
Privarenรฉ tลne by mali presahovaลฅ nad vlny rebrovanรฉho plechu minimรกlne oย 2d. Najmenลกia ลกรญrka rebra, vย ktorom mรก byลฅ privarenรฝ tลล, musรญ byลฅ 50 mm. Odporรบฤa sa, aby tลne privรกranรฉ kย ลฅahanej pรกsnici, ktorรก bude namรกhanรก na รบnavu, nemali priemer vรคฤลกรญ ako 1,5-nรกsobok hrรบbky pรกsnice. Tลne sa mรดลพu zaลฅaลพiลฅ aลพ potom, ako betรณn dosiahne pevnosลฅ 20ย MPa. Aby nedoลกlo kย poลกkodeniu plechobetรณnovej dosky alebo kย jej rozลกtiepeniu, navrhuje sa vย doske aj prieฤna vรฝstuลพ. Tรก prenรกลกa รบฤinky pozdฤบลพnej ลกmykovej sily. Plocha prieฤnej vรฝstuลพe vย doskรกch musรญ byลฅ minimรกlne 0,2โ% prierezovej plochy betรณnu. Vรฝstuลพ by mala byลฅ vย doske rozmiestnenรก rovnomerne.
Pozdฤบลพnemu rozลกtiepeniu dosky od spriahovacรญch prvkov moลพno zabrรกniลฅ dodrลพiavanรญm tรฝchto podmienok:
- prieฤna vรฝstuลพ by mala byลฅ doplnenรก oย vรฝstuลพnรฉ prรบty tvaru Uย otoฤenรฉ okolo spriahovacรญch prvkov,
- pri spriahovacรญch tลลoch sย hlavou musรญ byลฅ vzdialenosลฅ okraja betรณnovej pรกsnice od osi najbliลพลกieho tลลa menลกia ako 6d aย vรฝstuลพ tvaru Uย nemรก maลฅ menลกรญ priemer ako 0,5d,
- vรฝstuลพ tvaru Uย by mala byลฅ umiestnenรก ฤo moลพno najniลพลกie tak, aby sa dodrลพalo dolnรฉ krytie betรณnom.
Spomรญnanรฉ zรกsady platia pre spriahnutรฉ nosnรญky, ktorรฝch vzdialenosลฅ krajnรฉho radu spriahovacรญch prvkov od okraja dosky je menลกia ako 300 mm. Podmienky treba dodrลพaลฅ aj pri nosnรญkoch, ktorรฉ susedia sย otvormi vย doskรกch.
doc.ย Ing.ย Vincent Kvoฤรกk, PhD.
Obrรกzky: archรญv autora
Autor pracuje na Stavebnej fakulte Technickej univerzity vย Koลกiciach aย vย รstave inลพinierskeho staviteฤพstva vย Koลกiciach.
Literatรบra:
(1) STN EN 1994 -1-1 Navrhovanie spriahnutรฝch oceฤพobetรณnovรฝch konลกtrukciรญ. ฤasลฅ 1-1: Vลกeobecnรฉ pravidlรก aย pravidlรก pre pozemnรฉ stavby, 2005.
(2) Juhรกs, P., Kvoฤรกk, V.: Oceฤพovรฉ konลกtrukcie aย mosty 2000. Zbornรญk referรกtov. Koลกice 2000.
(3) Kozรกk, J., Grambliฤka, ล ., Lapos, J.: Spriahnutรฉ aย kombinovanรฉ oceฤพobetรณnovรฉ konลกtrukcie pozemnรฝch stavieb. JAGA GROUP, v. o. s., Bratislava 2000.
(4) Studniฤka, J.: Ocelobetonovรฉ konstrukce 20. Vydavatelstvรญ ฤVUT, Praha 2002.
(5) STN EN 1992-1-1 Navrhovanie betรณnovรฝch konลกtrukciรญ. ฤasลฅ 1-1: Vลกeobecnรฉ pravidlรก aย pravidlรก pre pozemnรฉ stavby, 2006.