Základní typy spojů v ocelové rámové konstrukci
U rámových konstrukcí se u spojů nosníků se sloupy zohledňují různé typy spojení, aby byly zohledněny působící účinky. Obecně se spoje nosníků se sloupy vytvářejí šroubováním, svařováním nebo použitím pevných I/J spojů. Výběr spoje závisí na požadavcích konstrukce. Například u nestabilizovaného rámu, který je namáhán ohybovými momenty, lze použít plně svařené I/J spoje. U mobilních konstrukcí mohou spoje pomocí šroubů třídy 8.8 poskytnout omezení pohybu, podobně jako bezpečnostní pásy. Tyto spoje je snadné demontovat a nahradit. Podobný návrhový přístup lze uplatnit i u spojů, které zohledňují potenciální pohyby – například kloubové spoje. U mostních konstrukcí se pro pohyby často používají kloubové spoje. Pevné spoje v rámových konstrukcích se uplatňují u mega-rámů a mrakodrapů, aby byla zajištěna odolnost vůči bočním zatížením. Z hlediska ekonomické náročnosti mohou jiné rámy obsahovat menší množství detailů. Z estetického hlediska mají mega-rámy vyšší stupeň detailování. U prvků s velkým průměrem splňují svařené spoje více požadavků normy EN 1993-1-8 než spoje šroubové.
Použití svarů u spojů ocelových nosníků se sloupy zvyšuje celkovou tuhost rámu a pomáhá rovnoměrně rozvést zatížení po celém rámu. U svarů s úplným průnikem je spoj považován za pevný. Zatížení jsou na spoj aplikována po dlouhou dobu a jsou po dlouhou dobu udržována. Proto se upřednostňují svary s úplným průnikem před použitím většího počtu šroubů. Výraz „Ustanovení normy EN 1993-1-8 podporují zapojení odborně způsobilých osob“ znamená, že zapojení takových osob je žádoucí. Je na odpovědnosti takových odborně způsobilých osob určit a ověřit, zda byl svar proveden v souladu s definovanými normami. Výrobní provoz může provádět ultrazvukové zkoušky za účelem identifikace možných vad ve svarech. Takové svary eliminují problémy spojené s použitím šroubů. Avšak z hlediska odpovědnosti a řízení zátěže musí zaměstnanci projevit zvýšenou opatrnost kvůli vlivu okolního prostředí a povětrnostních podmínek, zejména kvůli kolísání, které nastává během procesu svařování.
Spojení: Koncové desky, opěrná spojení, spojení s příčnými deskami
Při montáži ocelových rámců šroubová spojení nabízejí mnoho výhod. Hlavní systémy používané dnes jsou:
– spojení s koncovými deskami, která usnadňují přenos momentu z dolního do horního taženého nebo z dolního do horního tlakem namáhaného pásu.
– opěrná spojení, která poskytují svislou podporu s pomocí dolní úhlové příčky.
– použití spojení s příčnými deskami získalo určitou popularitu. Tyto typy spojení mají snížit čas potřebný pro montáž prvků na stavbě.
Jak je uvedeno výše, hlavním účelem všech těchto systémů spojení je snížit požadavky na přesnost návrhu a výstavby, které jsou ovlivněny různými úpravami. Relativně nedávné zkoušky rozšířených koncových desek (EEP) ukázaly zlepšení odolnosti proti momentům až o 15 % ve srovnání s návrhem s nulovou tloušťkou. Variabilita změn na stavbě je vyšší než obvykle povolená přesnost v statickém návrhu.
Spojovací faktor: svařovaný / šroubovaný
Rychlost instalace Rychlá (předem vyrobená) Pomalá (svařování na místě)
Průmyslová úprava Omezená (svařování) Pružná (předem vyrobená)
Složitost kontrol Vyžaduje nedestruktivní zkoušky Vizuální kontrola (předem vyrobená)
Vyšší odolnost proti vibracím vyžaduje použití uzavíracích matic
Různé konstrukční aspekty pro účinné a ekonomické ocelové spoje (předem vyrobené)
Přenos momentů, tažnost a účinnost spoje
U momentových rámových konstrukcí je potřebná tažnost k omezení velikosti boční deformace rámu. K omezení průhybu momentových spojů musí mít spoj dostatečnou tažnost, aby absorboval deformaci rámu. Spoj by měl být navržen tak, aby dosáhl požadované úrovně tažnosti. Během seizmické události může příliš tuhý spoj selhat křehce a předčasně. To však neznamená, že by měl být doporučen extrémně pružný spoj. Je nutný ideální kompromis.
Návrh a montáž profilu tvaru H
Při montáži na stavbě se postupuje tak, že vysoce pevnostní spojovací prvky dotahují šroubovákem přibližně na 70 % plného krouticího momentu a nosníky se zarovnají s přesností do meze L/500. Dokud nezíská 75 % spojů plnou pevnost, vyžadují konstrukce dočasné ztužení. To pomáhá minimalizovat potíže při montáži na místě. Konzistentní rozložení zatížení přispívá ke zlepšení výkonu konstrukce.
Často kladené otázky
Jaké jsou různé typy spojů ve ocelové rámové konstrukci?
Různé typy spojů ve ocelových rámových konstrukcích zahrnují – ale nejsou na ně omezeny – svařování, šroubování, nýtkování a kolíkové spoje.
Jaké jsou výhody použití svařeného spoje ve ocelové rámové konstrukci?
Použití svařeného spoje vede ke spoji s výrazně vyšší tuhostí, čímž hraje klíčovou roli při výkonu rámové konstrukce. Navíc umožňuje spoj rámu rovnoměrně přenášet zatížení, které je rozloženo po ploše spoje.
Jaké jsou výhody použití šroubových spojů ve ocelové rámové konstrukci?
Hlavní výhodou použití šroubového spoje je snadná montáž, demontáž a přeprava nosné konstrukce. Šroubové spoje prvků nosné konstrukce lze snadno přepravovat, je-li konstrukce velká.
Jaké jsou spoje nosné konstrukce pro ocelovou konstrukci a jak jsou navrhovány?
Momenty zatížení působící na konkrétní nosnou konstrukci se přenášejí na sousední prvky. Uzly ocelových konstrukcí jsou navrhovány tak, aby umožnily snadnou a ekonomickou výstavbu konstrukcí.