Kombinácia rôznych materiálov, ako sú oceľ a betón, je bežná v stavebníctve, najmä pri stavbe výškových budov, priemyselných stavieb, mostov, rodinných domov a nadstavieb. Oceľ a betón sa môžu používať samostatne, v zmiešaných konštrukčných systémoch, v spriahnutých konštrukciách z betónu a ocele a v oceľových konštrukciách doplnených betónom. Tento článok sa zameriava na konštrukciu strechy z pozinkovaného plechu, pričom zohľadňuje princípy spriahnutých oceľobetónových konštrukcií a ich aplikáciu.
Úvod do spriahnutých oceľobetónových konštrukcií
Oceľ a betón sa navzájom dopĺňajú svojimi pevnostnými vlastnosťami. Kombinované stavebné prvky z ocele a betónu sú navrhnuté tak, aby využívali výhody oboch materiálov. Sú navzájom spojené rôznymi spojovacími prostriedkami, vďaka ktorým sa oceľ využíva na ťah a betón na tlak. V oceľových konštrukciách doplnených betónom plní statickú funkciu najmä oceľová konštrukcia, pričom betón má skôr konštrukčnú funkciu. Spriahnuté oceľobetónové konštrukcie pozostávajú z oceľovej nosnej časti a betónovej (resp. železobetónovej) časti, ktoré sú navzájom spojené.
Plechobetónová doska: Základ strechy z pozinkovaného plechu
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.
Výhody plechobetónových dosiek
Výhodou plechobetónových dosiek je, že profilovaný plech prenáša tiaž čerstvej betónovej zmesi a montážne zaťaženie, a preto nie je potrebné vyhotovovať debnenie. Spolupôsobenie, ktoré vzniká súdržnosťou medzi plechom a betónom, sa zo statického hľadiska nemôže uplatniť, pretože ho ovplyvňuje veľa faktorov, ako napríklad povrchová úprava (pozinkovanie), znečistenie a pod. Spolupôsobenie sa zabezpečuje koncovým kotvením privarenými tŕňmi alebo iným typom lokálneho kotvenia.
Rozmery a výstuž plechobetónových dosiek
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.
Prečítajte si tiež: Dokonalý steak: Výber a príprava
Skladba betónovej zmesi
Skladba betónovej zmesi závisí od spriahnutej konštrukcie. Dôležité je zvoliť správnu veľkosť kameniva, ktorá 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.
Uloženie na zvislé nosné konštrukcie
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 minimálne hodnoty uloženia.
Návrh a posudzovanie spriahnutých plechobetónových konštrukcií
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.
Posúdenie profilovaného plechu na priehyb
Veľmi dôležité je 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.
Šmykové spojenie
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.
Prečítajte si tiež: Zloženie kuracích vnútorností
Umiestnenie a rozmery spriahovacích prvkov
Minimálne vzdialenosti spriahovacích prvkov sú dôležité pre správnu funkciu konštrukcie. Priemer priváraného tŕňa nemá byť väčší ako 2,5-násobok hrúbky tej oceľovej časti, ku ktorej je priváraný. 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.
Priečna výstuž
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.
Pozinkovaný plech ako súčasť strešnej konštrukcie
Pozinkovaný plech je dôležitou súčasťou strešnej konštrukcie, pretože poskytuje ochranu pred poveternostnými vplyvmi a koróziou. Jeho použitie v plechobetónových doskách umožňuje efektívne využitie materiálov a zjednodušuje montáž. Pri konštrukcii strechy z pozinkovaného plechu je potrebné zohľadniť všetky vyššie uvedené princípy a postupy, aby bola zabezpečená jej bezpečnosť a trvanlivosť.
Prečítajte si tiež: Sprievodca výberom hrúbky hliníka na strechu