Oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia a spôsob jej výroby

E 04 C 3/293 Dátum priority E 04 C 3/294 Krajina priority ÚRAD Dátum zverejnenia 16.12.92 PRIEMYSELNÉHOVLASTNÍCTVA Dátum oznámenia o udelení vo Vestníku 03.04.96SLOVENSKEJ REPUBLIKY Číslo PCT(76) Majiteľ a pôvodca patentu KUKELKA Václav Ing., Bratislava, SK(54) Názov vynálezu Oceľové plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia a spôsob jej výrobyKonštrukcia pre horizontálne zastrešenie objektov pozostáva z oceľových nosníkov spriahnutých so železobetónovými doskami (2) a z predpínacieho lana (3),pričom železobetónové dosky (2) a/alebo horný pás(4) oceľového nosníka sú vybavené otvormi, v ktorých sú umiestnene spojovacie prvky (7). Konštrukcia sa zhotovi spriahnutím oceľových nosnikov so železobetónovými doskami a predopnutím. Na dva oceľové nosníky sa osadí železobetónové. doska, ktorá sa spojovacimi prvkami pripevnl k homému pásu oceľových nosnikov. Nosná konštrukcia sa predpina a zároveň spriaha až do prenesenia celej jej hmotnosti a max. 50 vypočitanćho ďalšieho zaťaženia strechy, pričom otvory v želembetónovej doske sa po predopnutí zalejú napr. betónom.Vynález sa týka oceľovej plnostennej alebo priehradovej predpätej nosnej konštrukcie na horizontálnu konštrukciu objektov, pozostávajúcej z oceľového nosníka spriahnutého so železobetónovou doskou predpínacím lanom.Doteraz sa spriahnutie oceľového nosníka a železobetónovej dosky vykonáva pomocou oceľových tŕňov,vlnitej oceľovej výstuže alebo kozlíkov, privarených k tlačenému homému pásu oceľových nosníkov, aby sa zabránilo posunutiu železobetónovej dosky po homom páse nosníka. Ide o tzv. horizontálne neposuvné spriahnutie. Statický účinok takéhoto spriahnutia spočíva v tom, že sa zväčšuje rameno vnútomých síl a zväčšuje sa únosnost tlačeného oceľového pásu o plochu betónu, redukovanú v pomere modulov pružnosti betónu a ocele. Nevýhodou je predovšetkým to, že dochádza iba k čiastočnému zmenšeniu priehybu oceľového nosníka, ktorý je limitovaný, čo spôsobuje zväčšovaníe jeho dimenzie, a tým aj zvýšenie spotreby ocele. Nevýhoda tohto riešenia spočíva V tom, že počas montáže a predpínania konštrukcie diagonály môžu byt aktivované a vkladajú sa dodatočne (resp. aktivujú) až po predopnutí konštrukcie,Pri predpínani sa kotevný prvok opiera súčasne o homý pás oceľového nosníka a o železobetónovú dosku, čím dochádza k vnášaniu horizontálnej sily aj do homého pásu oceľového nosníka.Uvedené nedostatky nosných konštrukcií s klasickým horizontálne neposuvným spriahnutím odstraňuje oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia, pozostávajúca z oceľového nosníka spriahnutého so železobetónovou doskou a predpínacieho laná,ktorej podstata spočíva v tom, že železobetónová doska a/alebo homý pás oceľového nosníka sú vybavené otvormi, v ktorých sú umiestnené spojovacie prvky. Ked je otvormi vybavená železobetónová doska, spojovacie prvky sú pevne spojene s homým pásom oceľového nosníka ak sú otvory v homom páse oceľového nosníka,spojovacie prvky sú pevne spojené so železobetónovou doskou. Otvormi môžu byť vybavené súčasne aj železobetónová doska aj homý pás oceľového nosníka - vtedy je výhodné, ak sa do otvorov umiestni háková skrutka.Oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá konštrukcia sa vyrobí spriahnutím oceľového nosníka so železobetónovou doskou a predopnutím. Podstata spočíva v tom, že na oceľový nosník sa osadia železobetónové dosky, ktoré sa spojovacími prvkami pripevnia k homému pásu oceľového nosníka, aby sa zabránilo vertikálnemu posunu - oddialeniu - železobetónovej dosky od homého pásu oceľového nosníka, pričom je umožnený horizontálny posun dosky po hornom páse. Potom sa nosná konštrukcia predpina, a tým dochádza k spriahnutíu železobetónovej dosky s homým pásom oceľového nosníka. Predpína sa až do prenesenia celej vlastnej hmotnosti konštrukcie a max. 50 vyąiočítaného ďalšieho zaťaženia, pričom po predopnutí sa otvory v železobetónovej doske zalejú (napr. cementovou maltou).lezobetónových dosiek s homým pásom oceľového nosníka sa predpínaním železobetónových dosiek neprenáša do homého pásu oceľového nosníka žiadna síla, t.zn., že kapacita oceľového nosníka môže byť výhodne dimenzovaná viac ako 50 celkového projektovaného zaťaženia. Dosiahne sa zníženie hmotnosti nosníka, čo jednak prináša úsporu ocele a jednak uľahčuje rekonštrukciu objektov, kde nie je možné používať zdvíhacie mechanizmy a manipulácia s materiálom sa vykonáva ručne. Okrem toho riešenie umožňuje realizáciu úspomých priehradovýeh konštrukcii aj na veľké rozpätia nezanedbateľné je aj zmenšenie priehybu nosníka, ktorý je limitovaný. Posuvné spriahnutie umožňuje montáž a predpínanie konštrukcie s aktivovanými diagonálami, čím sa znižuje prácnosť výroby.Prehľad obrázkov na výkreseVynález je bližšie vysvetlený pomocou výkresu, na ktorom obr.l znázorňuje jednotlivé prvky nosnej konštrukcie s oceľovým plnostenným nosníkom, obr.2 znázorňuje jednotlivé prvky nosnej konštrukcie s oceľovým priehradovým nosníkom, Na obr.3 a 4 sú znázornené bočné pohľady na spojenie železobetónovej dosky s horným pásom oceľového nosníka a na obr.5 je znázomený spoj pomocou hákovej skrutky.Nosná konštrukcia podľa obr.l pozostáva z oceľ vého plnostenného nosníka IA s homým pásom 4, železobetónových dosiek 2, predpínacieho lana 3, kotviacich elementov 5 a lanových sediel 6. Z rovnakých prvkov pozostáva aj nosná konštrukcia na obr.2, len oceľový plnostenný nosník IA je nahradený oceľovým priehradovým nosníkom IB.Horizontálne posuvné spojenie na obr.3 je tvorené železobetónovou doskou 2 vybavenou otvorom, horným pásom 4 oceľového nosníka a spojovacím prvkom 7, ktorý je pevne spojený s homým pásom 4 oceľového nosníka a je umiestnený v otvore železobetónovej dosky 2.Horizontálne posuvné spojenie na obr.4 je tvorené železobetónovou doskou 2, homým pásom 4 oceľového nosníka vybaveného otvorom a spojovacím prvkom 7,ktorý je pevne spojený so železobetónovou doskouz a je umiestnený v otvore homého pásu 4 oceľového nosníka.Na obr.5 znázomený spoj pozostáva zo železobetónovej dosky 2, homého pásu 4 oceľového nosníka a hákovej skrutky 7.1. Železobetónová doska 2 aj homý pás 4 oceľového nosníka sú vybavené otvormi, v ktorých je umiestnená háková skrutka 7.1 s podložkou a maticou.Montážny postup vyplýva z obr. l.I. Montážny postup pri výrobe oceľovej nosnej konštrukcie podľa vynálezu s otvorom v homom páse 4 oceľového nosníkaNa oceľový plnostenný nosník IA, vybavený lanovými sedlami 6, sa osadia železobetónové dosky 2, ktoré sa vertikálne pripevnia spojovacími prvkami 7 k homému pásu 4 oceľového nosníka, vybavenému dilatačnými otvormi. Osadí sa predpínacie lano 3, pričom styčná plocha predpínacieho lana 3 a lanových sediel 6 sa upraví obvyklým spôsobom (napr. grañtom) kvôliminimalizovaniu trenia. Predpínacie lano 3 je na koncových čelách oceľového nosníka kotvené do kotviacich elementov 5, ktoré sa voľne pohybujú pri predpinaní po homom páse 4 oceľového nosníka. Uprostred rozpätia je predpínacie lano 3 uložené do lanových sediel 6. Nasleduje silová aktivizácia predpinacích lán 3 a dochádza k spriahnutiu železobetónových dosiek 2 s homým pásom 4 oceľového nosníka. Predpína sa až do prenesenia vlastnej hmotnosti nosnej konštrukcie a max. 50 ďalšieho vypočítaného zaťaženia. Posun delta 1 železobetónovej dosky 2 po homom páse 4 oceľového nosníka zabraňuje preneseniu predpínacej sily do homého pásu 4 oceľového nosníka Celú horizontálnu silu od prepínania prenášajú železobetónové dosky 2. Spojenie železobetónovej dosky 2 a homého pásu 4 oceľového nosníkaje trvale horizontálne posuvné.II. Montážny postup pri výrobe oceľovej nosnej konštrukcie podľa vynálezu s otvormi v železobetónovej doske 2 aj v homom páse 4 oceľového nosníkaPostupuje sa ako v príklade l s tým rozdielom, že vertikálne spojenie sa realizuje pomocou hákovej skrutky 7.1 s podložkou a matícou a po predopnutí nosnej konštrukcie sa otvory v železobetónovej doske 2 zalejú cementovou maltou. Spriahnutie zostáva trvale horizontálne posuvné ako pri predchádzajúcom postupe.Montážne postupy I a Il umožňujú výmenu predpínacieho lana 3 počas životnosti konštrukcie.Ill. Montážny postup pri výrobe oceľovej nosnej konštrukcie podľa vynálezu s otvormi v železobetónovej doske 2Na oceľový plnostenný nosník IA, vybavený lanovými sedlarni 6 a spojovacími prvkami 7, pevne spojenými s homým pásom 4 oceľového nosníka, sa uložia železobetónové dosky 2 vybavené otvormi, do ktorých spojovacie prvky 7 zapadnú. K týmto spojovacím prvkom 7 sa železobetónové dosky 2 pripevnia tak, aby bol umožnený voľný horizontálny posun. Osadi sa predpinacie lano 3, ktoré je na koncoch kotvené do kotviacich elementov 5, ktoré sa voľne pohybujú pri predpínani po hornom páse 4 oceľového nosníka. Predpínacie lano 3 je uprostred rozpätia uložené do lanových sediel 6, pričom styčná plocha predpínacieho lana 3 a lanových sediel 6 je zabezpečená (napr, grañtom) na zníženie trenia. Nasleduje silová aktivizácia predplnacieho lana 3 ako v príklade l. Po predopnuti sa otvory v železobetónovej doske 2 zalejú cementovou maltou, a tým sa pôvodne horizontálne posuvné spriahnutie stáva spriahnutím neposuvným, avšak so zachovanými výhodami posuvného spriahnutia. Po zabetónovani otvorov spolupôsobia železobetónové dosky 2 s homým pásom 4 oceľového nosníka pre ďalšie zaťaženie.Nosná konštrukcia podľa vynálezu má široké univerzálne využitie od malých (6 m) až po veľké (nad 30 m) rozpony, pre sféru bytovej, občianskej a priemyselnej výstavby ako aj na rekonštrukcie starých objektov.l. Oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia, pozostávajúca z oceľového nosníkaspriahnutćho so železobetónovou doskou a z predpínacieho lana, vyznačujúca sa tým, že železobetónové doska (2) a/alebo horný pás (4) oceľového nosníka (IA, IB) sú vybavené otvormi, v ktorých sú umiestnené spojovacie prvky (7).2. Oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia podľa nároku 1, v y z n a č u j rr c a s a t ý m , že železobetónová doska (2) je vybavená otvonni a spojovacie prvky (7) sú pevne spojené s homým pásom (4) oceľového nosníka3. Oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia podľa nároku l, v y z n a č u j ú c a s a tý m , že homý pás (4) oceľového nosníka (1 A,lB) je vybavený otvormi a spojovacie prvky (7) sú pevne spojené so železobetónovou doskou (2).4. Oceľová plnostenná alebo priehradová predpätá nosná konštrukcia podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c a s a tý m , že v otvoroch železobetónovej dosky (2) a homého pásu (4) oceľového nosníka(lA,lB) sú umiestnené hákové skrutky (7. l).5. Spôsob výroby oceľovej plnostennej alebo priehradovej predpätej nosnej konštrukcie podľa nárokov l až 4, spriahnutím oceľového nosníka so železobetónovou doskou a predopnutím, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že na oceľový nosník sa osadia železobetónové dosky, ktore sa spojovacími prvkami pripevnia k hornému pásu oceľového nosníka a nosná konštrukcia sa predpína až do prenesenia celej hmotnosti a maximálne 50 vypočítaného ďalšieho zaťaženia, pričom otvory v železobetónovej doske sa po predopnutí zalejú.