Jak se montují vazníky?

Kovový vazník je tuhá konstrukce sestávající z výztuh a/nebo hřebenů spojených do uzlů. Zátěž na regálech je rozložena rovnoměrně. Horní pás vazníku pracuje v axiálním tlaku a spodní pás pracuje v tahu.

Jedná se o prefabrikovaný modul, jednoduché konstrukce lze sestavit během jednoho dne. Hlavní věcí je vytvořit přesný diagram s přihlédnutím k zatížení a geologickým podmínkám a připravit prvky. Ale to není všechno. Pro více informací o typech kovových vazníků, jak se navrhují a montují, si přečtěte náš materiál.

Základní prvky kovového krovu

Slovo „vazník“ pochází z latinského „firmus“, což znamená „silný“, takže podle samotného názvu lze posoudit vysokou spolehlivost a tuhost takových konstrukcí.

Kovový vazník je soustava prutů, které jsou vzájemně spojeny v uzlech a tvoří geometricky neměnnou konstrukci. Uzlové zatížení není schopno výrazně ovlivnit provoz vazníku a samotné uzly jsou nejčastěji považovány za kloubové. Všechny tyče se vyznačují tahovými nebo tlakovými axiálními silami.

Kovové (ocelové) vazníky jsou běžné v řadě stavebních oblastí. Instalují se tedy jako obklady a podlahy budov, mosty a podpěry elektrického vedení. Mohou být namontovány na komunikační zařízení, ve formě prvků stožárů a věží pro televizní a rozhlasové vysílání. Takové konstrukce jsou nepostradatelné při stavbě dopravních nadjezdů, nacházejí se na hydraulických vratech, zvedacích jeřábech atd.

V porovnání s nosníky vyžadují vazníky k výrobě méně oceli, ale jejich výroba je pracnější. Z hlediska účinnosti je tento ukazatel u vazníků vyšší, čím větší je rozpětí a tím nižší je zatížení.

Všechny takové struktury jsou obvykle rozděleny na ploché, kde jsou prvky v souladu s názvem v jedné rovině, a prostorové. První vnímají zátěž, která je aplikována výhradně v jejich rovině, pro normální provoz je potřeba je zajistit pojistkami. Prostorové vazníky jsou tuhý nosník, který se dokáže vyrovnat se zatížením bez ohledu na směr jeho aplikace.

Klíčovými součástmi kovového krovu jsou pásy, které tvoří jeho obrys a mříž. Ten zahrnuje rovnátka a stojany. Prvky spolu sousedí v uzlech, kde jsou spojeny nebo spojeny v důsledku uzlových vyztužení. Všechny díly jsou centrovány podél os těžiště, což umožňuje snížit uzlové momenty a zajistit, aby tyče pracovaly pod axiálními silami.

Horní pás sestává z poloměru nebo lomeného, ​​vodorovného a nakloněného nosníku. K této části konstrukce jsou připevněny horní spojovací uzly regálů.

Spodní pás tvořený vodorovným podélným nosníkem, ke kterému jsou namontovány spodní spojovací uzly hřebenů a výztuh.

Stojany Jsou to svislé fragmenty kovového krovu mezi dvěma pásy. Jsou to ti, kteří pracují v kompresi, zažívají hlavní zátěž a přenášejí ji na základnu.

Rovnátka vypadat jako stojany se sklonem 45°. Jsou navrženy tak, aby spojovaly rohy horního a spodního pásu k sobě, pracují v tlaku a tahu.

Uzly (panely) jsou body na horní a dolní struně, kde dochází ke spojení výztuh nebo hřebenů.

Vzdálenost mezi sousedními uzly pásnic se obvykle nazývá panel a vzdálenost mezi podpěrami se označuje jako rozpětí. Spolu s tětivami plných nosníků působí tětivy vazníků na podélné síly a momenty, přičemž na příhradovou příčku působí převážně síla příčná, takže tento prvek hraje stejnou roli jako stěna nosníku.

Typy kovových vazníků

Návrh začíná výběrem obrysů a statického diagramu budoucího produktu. Charakteristiky se volí v souladu s rozsahem použití a architektonickým a konstrukčním řešením konstrukce. Zároveň se vyhodnocují všechny dostupné možnosti.

Patří sem kryty budov, mosty, dopravní galerie a mnoho dalších staveb systémy děleného paprsku. Vyznačují se snadnou výrobou a instalací, absencí složitých součástí v kombinaci s dostatečnou spotřebou kovu. Při požadavku na rozpětí nosníků 40 m se takto nadrozměrné dělené vazníky montují na místě instalace.

Pokud jsou naplánovány alespoň dvě překrývající se pole, nainstalujte průběžné vazníky. Tento typ vyžaduje méně oceli na výrobu, ale má větší tuhost. Díky posledně uvedené charakteristice je možné snížit výšku takového kovového příhradového nosníku. Ve slabých půdách je lepší takové struktury opustit, protože usazení podpěr vede k dalším silám. A nepřetržitá povaha ztěžuje instalaci.

Rámové vazníky Jsou ekonomické z hlediska spotřeby kovu, mají relativně malé rozměry, ale vyžadují poměrně složitou instalaci. Použití takových výrobků je opodstatněné v budovách s dlouhým rozpětím.

Obloukové systémy také umožňují snížit spotřebu oceli, ale nevyhnutelně způsobují zvětšení objemu místnosti a obvodových ploch. Takové vazníky jsou vybírány v souladu s architektonickými požadavky.

Konzolové vazníky používá se jako prvky přístřešků, věží, podpěr elektrického vedení.

Je důležité, aby obrys konstrukce odpovídal jejímu statickému návrhu a druhu zatížení, na kterém závisí diagram ohybových momentů. Při výběru střešních vazníků je třeba vzít v úvahu materiál střešní krytiny a úroveň sklonu, která zajišťuje potřebné odvodnění. Berou také v úvahu, jaký typ rozhraní se sloupky bude použit – pevné nebo kloubové – a řadu dalších technologických charakteristik.

Jejich účinnost závisí na obrysu pásů kovových vazníků. Pro výrobu vazníku podle momentového diagramu je nutná minimální spotřeba oceli. Optimální volbou se tak stává systém nosníků s jedním polem s rovnoměrně rozloženým zatížením segmentový krov s parabolickým pásem. Výroba zakřivených pásů je však velmi pracná, a proto se takové vazníky v praxi používají velmi zřídka.

Běžnější polygonální vazníky. U masivních systémů s dlouhým rozpětím jsou další konstrukční potíže spojené s prasknutím tětiv v uzlech méně nápadné. Musíte pochopit, že přepravní podmínky nutí pásy v podobných strukturách, aby byly spojeny v každém uzlu.

Použití polygonálního obrysu pro vazníky z lehkých kovů je považováno za iracionální, protože práce s příliš složitými jednotkami není srovnatelná se snižováním nákladů na ocel.

Lichoběžníkové vazníky neodpovídají zcela momentovému diagramu, ale vzhledem ke zjednodušení uzlů mají konstrukční výhody. Instalace takových konstrukcí do krytiny poskytuje tuhou rámovou sestavu, čímž se zvyšuje tuhost budovy.

Vazníky s paralelními pásy mají obrysy, které vůbec neodpovídají momentovému diagramu a zároveň vyžadují velkou spotřebu kovu. Jejich výroba v průmyslovém měřítku však byla možná díky unifikaci, stejné délce příhradových prvků, stejnému vzoru součástí a opakovatelnosti dílů. V důsledku toho se takové konstrukce nejčastěji používají k pokrytí průmyslových budov.

Trojúhelníkové vazníky Vynikající pro konzolové a nosníkové systémy se zatížením soustředěným uprostřed rozpětí. Jinými slovy, používají se jako krokvové vazníky. Je pravda, že jejich výroba vyžaduje zvýšenou spotřebu kovu, složitou ostrou nosnou jednotku a schopnost používat pouze kloubovou spojku se sloupky. Nadměrná spotřeba kovu se vysvětluje velkou délkou středních výztuh a jsou vybrány pro maximální flexibilitu. Takové kovové vazníky se používají jako krokvové konstrukce pro zajištění sklonu střechy více než 20% nebo pro zajištění jednostranného rovnoměrného osvětlení – pak se nazývají kryty kůlny.

Druhy profilů kovových vazníků

Z hlediska nákladů na ocel je považována za nejziskovější trubkový úsek. Trubka má dobré proudění, což zajišťuje menší tlak větru, a to je důležité pro vysoké konstrukce, jako jsou věže, stožáry a jeřáby. Vzhledem k tomu, že na kovových vaznících se z trubek shromažďuje méně námrazy a vlhkosti, lépe odolávají vzniku rezavých skvrn. Jsou vhodné na čištění a přetírání, což má pozitivní vliv na životnost konstrukcí. Aby se zabránilo korozi vnitřních rovin potrubí, musí být utěsněny.

Schéma ukazuje: a, b – trubkové profily; f, g, e, f, g, j a l – na základě válcovaných úhlů; h – paprsek I; a – T-tyč.

Nevýhody tohoto přístupu, které neumožňují použití takových systémů všude, jsou vysoká cena trubek a některé konstrukční potíže při párování prvků.

Obdélníkové ohýbané-uzavřené sekce jejich výhody se blíží trubkovým profilům, ale používají se častěji, protože obsahují jednodušší uzly pro spojovací prvky. Musíte pochopit, že výroba vazníků z ohýbaných uzavřených profilů s bezúkosovými jednotkami musí být extrémně přesná. Kvůli technologickým potížím nemohou mít ohýbané profily tloušťku větší než 10–12 mm, což neumožňuje široké použití takových kovových vazníků. Závažné plastické deformace v ohybových oblastech negativně ovlivňují křehkou pevnost oceli.

Často se uchýlí k nejracionálnějšímu řešení, kdy jednotlivé prvky krovu sestávají z různých typů profilů. Pro pásy jsou použity I-nosníky v paralelních, zakřivených uzavřených profilech, pás T-tyčí a mřížka z párových nebo jednoduchých rohů.

U prostorových vazníků, jako jsou věže, stožáry, jeřábová ramena, je společný pás pro dva vazníky. Je důležité, aby jeho průřez nezasahoval do normálního spojení prvků umístěných v různých rovinách. Zde se nejčastěji dává přednost trubkovému úseku.

Pro čtyřstěnné příhradové nosníky, které se vyznačují nízkou silou, se za nejjednodušší typ profilu pásu považuje jeden roh nebo pár rohů, které mají dohromady průřez. Pokud mluvíme o značném úsilí, jsou v návrhu zahrnuty I-nosníky. Je důležité, aby stlačené prvky kovových vazníků byly stejně stabilní v kolmých směrech.

Volba konkrétního průřezu konstrukčních prvků závisí na provozních podmínkách: berou v úvahu charakter a místo aplikace zatížení, jak agresivní bude prostředí a řadu dalších faktorů. Důležité je také vyhodnotit možnost výroby farmy z určitých prvků, dostupnost sortimentu a ziskovost takových investic.

Výhody a nevýhody různých kovů pro konstrukci kovových vazníků

Materiálem pro kovové vazníky z profilových trubek je uhlíková ocel běžné jakosti a vysoké jakosti, dále konstrukční a legovaná ocel. Lze použít trubky s ochrannou vrstvou zinku. Hliník se používá při výrobě kompaktních sezónních konstrukcí.

Pro stavbu malých staveb na soukromých pozemcích, které zahrnují farmy, se obvykle používá uhlíková ocel St3sp, St3ps, někdy může být pozinkována. Tento materiál má dostatečnou úroveň pevnosti, aby byla konstrukce spolehlivá. Zatímco uvedené oceli se z hlediska odolnosti proti korozi liší jen málo.

I výrobky z konstrukčních a legovaných ocelí pod vlivem srážek časem korodují. Malý podíl legujících komponentů nemůže ochránit kovový nosník před takovou destrukcí. Typicky používané nízkolegované oceli jako 30KhGSA, 30KhGSN, 38KhA obsahují 2–4 % legujících prvků, což nijak neovlivňuje jejich korozní odolnost.

Pokud mluvíme o pevnosti, pak konstrukční a legované oceli vydrží mnohem déle než uhlíkové oceli a snadněji snášejí cyklické zatížení. Tato charakteristika se však u kovu objevuje až po tepelném zpracování. Protože kalení a temperování může negativně ovlivnit tvar trubek, hotové výrobky nepodléhají tepelnému zpracování. Někdy se uchýlí k žíhání bezešvých trubek – tím se odstraní zbytkové napětí přítomné v kovu a ten se stane měkčím.

Konstrukční oceli, jako je 20A, 45, 40, 30A, jsou považovány za kvalitnější, a proto jsou dražší. Cena legovaných ocelí je ještě vyšší a prodejce může vydávat trubky z oceli 3 místo požadovaných. To znamená, že pokud plánujete instalovat konstrukce do šířky 20 m, je lepší opustit myšlenku nákupu vlnitých trubek vyrobených z výše uvedených typů oceli. Vyplatí se zakoupit pozinkovaný profil za předpokladu, že stavba bude provedena pomocí krabích systémů.

Návrh krovu a jeho prvků

Úplný výpočet zatížení, které zažije kovový krov, je obtížný, proto se doporučuje kontaktovat specialisty, aby jej připravili.

Výpočet rozměrů a tloušťky stěny profilových trubek vhodných pro stavbu budovy je založen na následujících informacích:

• rozměry kovové konstrukce, jmenovitě délka, vzdálenost mezi podpěrami;
• výška podpěr a vazníků;
• tvar krovu;
• maximální zatížení sněhem v chladném období;
• zatížení větrem;
• vlastnosti geologických podmínek – seismická aktivita, pravděpodobnost sesuvů půdy;
• povlaková hmota.

Chyby ve výpočtech mohou mít následující důsledky:

• kovový krov se deformuje pod tíhou sněhu a mokrého těžkého listí;
• struktura změní tvar svou vlastní vahou – to se stane v nejhorším případě;
• při silném větru se farma může zhroutit;
• deformace postupně způsobí destrukci konstrukce, což je nebezpečné, protože mohou být poškozeni jak lidé, tak cenné předměty pod přístřeškem, např. auto;
• nestabilní konstrukce způsobuje zničení střechy umístěné na farmě;
• výběr nepřiměřeně výkonného a těžkého profilu vede k nadměrným nákladům na materiál a práci.

Pokud je pro vrchlík poskytnuto několik vazníků a podpěr a tyto mají sklon až 2 m, postačí poměrně tenká trubka. Ale pro čtyři podpěry a pár vazníků s délkou rozpětí 6–8 m je vyžadován silnější profil.

Níže jsou uvedena přípustná zatížení kovových vazníků: