Grava teknika kaj sekureca avizo: Ĉi tio estas arkiva eduka teksto, ne struktura desegno, senmova kalkulo, aplikebla normo, komuna detalo aŭ instrukcio por konstruado, veldado, betonado, apogado, antaŭstreĉado aŭ rehabilitado. Ĉiuj originalaj formuloj, markoj, dimensioj, materialoj, proceduroj kaj asertoj estas transdonitaj sen konfirmo laŭ la hodiaŭaj regularoj. La dezajno kaj ekzekuto de kunligitaj ŝtal-betonaj strukturoj apartenas ekskluzive al rajtigitaj inĝenieroj, strukturaj dizajnistoj, entreprenistoj kaj superrigardo bazitaj sur la specifa objekto, ŝarĝo, grundo, materialo kaj uzeblaj normoj.
Konektitaj konstruoj ne estas speciala servo en la nuna publika oferto de Savo Kusić. La nuna fokuso estas lignofenestroj, ligno-aluminiaj fenestroj kaj propraj pordoj. Por projekto de fenestro aŭ pordo, vi povas sendi peton pri citaĵo.
Enkonduko
En kelkaj konstruoj oni uzas ferbetonajn platojn sur ŝtalsubtenoj, kiel trotuarplatojn de pontoj sur I-longitudaj kaj transversaj traboj aŭ plafonoj en konstruaĵoj sur I-traboj. Antaŭe, tiaj sistemoj estis dimensiigitaj sub la supozo, ke ĉi tiuj du elementoj povus moviĝi unu kun la alia kaj ke momentoj en la direkto de la ĉefa interspaco estis ricevitaj nur per ŝtalsubtenoj. La betona slabo transdonis la ŝarĝon al la ŝtalaj traboj, sed ne partoprenis en ricevado de la respondaj senmovaj valoroj (fig.1).
Bildo 1 — Kunligita portanto, sistemo
Por ĉi tiu konstrumetodo, transversaj juntoj estas antaŭviditaj en la betona slabo je regulaj intervaloj, por ebligi la ŝrumpadon de la ŝtalbetono kaj eviti nedezirindajn fendojn, t.e. suplementajn streĉojn. Tamen, sperto montris, ke la realaj fortoj en tia sistemo estas signife malsamaj de tiuj kalkulitaj. Ĉe la kontakto inter la ferbetona slabo kaj la ŝtala subteno, granda frotado (adherostreĉo) okazas, tiel ke ambaŭ elementoj ĉiam kunlaboras.
La malavantaĝo de la neantaŭvidita kunliga efiko estas la apero de noĉa efiko sur la juntoj de la betona slabo. Tondstreĉoj laŭ la abutsurfaco pliiĝas akre proksime de la junto, simila al tondstreĉoj ĉe la finoj de flankjundoj. Ĉar la pozicio de la nula linio ĉe la junto praktike ne ŝanĝiĝas, la normalaj stresoj en la ŝtalsubteno povas esti signife pli altaj ol tiuj kalkulitaj por unuforma kuplado. Komencante de ĉi tiu noĉo, povas okazi adhero, kiu disvastiĝas plu. Tial la juntoj en la trotuaro ne plenumas sian rolon kaj ne efikas.
Kunligitaj portantoj
En la kazo de kunligitaj subtenoj, oni supozas, ke la tondaj fortoj sur la kontaktsurfaco inter la ŝtala subteno kaj la betona slabo povas esti sekure transdonitaj (fortoj en la traboj). La regulo estas, ke la betona slabo ripozas rekte sur la supra zono de la ŝtala subteno kaj ke ne estas relativaj movoj. Ĉe tiu ĉi tiel nomata Kun rigida kunigo estas uzataj specialaj ligiloj (stangoj, piedingoj, ankroj), kiuj estas enigitaj en betonon.
Ni konsideros la kazon de kunligita trabo kun betona slabo sen transversaj juntoj. Se certa ŝarĝo (ekz. fleksa momento) agas nur por mallonga tempo, la respondaj streĉoj kaj deformadoj Δσ, resp. Δε laŭ elementa fortscienco, simila al ŝtalbetono. Streĉoj en ŝtalo kaj betono, ĉe certa plilongiĝo, staras rilate al ilia elasteca modulo: σst/σb = Est/Eb = n. Se la ŝarĝo estas longdaŭra, deformadoj de la betono okazas pro ŝrumpado kaj fluo. Se kun ε0= σ/E0 marki la deformadon pro mallongdaŭra ŝarĝo en la momento t =0, la deformado pliiĝas sub konstanta ŝarĝo pro frotado ĝis la momento t al la valoro εt = ε0(t + φt). Sub la samaj kondiĉoj, rendimentdeformadoj estas kalkulitaj kvazaŭ ili estus proporciaj al stresoj. Tial oni diras, ke la leĝo de Hooke validas por deformadoj pro fluo. La koeficiento de fluo φt dependas de tempo, klaso de betono, ekstera temperaturo, aerhumido, momento de ŝarĝo de la elemento, ktp.
Anstataŭ fleksi laŭ Bernoulli\ kaj Navier, diferencigaj rilatoj aperas, t.e. la streĉdistribuo devus esti determinita de la diferenciala ekvacio por fluo. Kiel rezulto de fluo, la streĉoj en la betono malpliiĝas, dum la streĉoj en la ŝtalo pliiĝas. Ĉi tiuj streĉaj ŝanĝoj dependas, krom la sekcaj dimensioj, de la elastaj dimensioj kaj la ŝarĝmomento. Similaj sekvoj kiel de fluo okazas pro ŝrumpado de betono. La kvanto de ŝrumpado mezuras εs dependas de la betono, la metodo de ĝia produktado, same kiel de la klimataj kondiĉoj. Konkreta ŝrumpado ne dependas de la ŝarĝo aplikita al la elemento.
Kunliga signifas
La kunligaj rimedoj devas sekure translokigi ĉiujn tondajn fortojn en la betonaj kaj ŝtalaj surfacoj en kontakto, pro la ŝarĝoj okazantaj, kaj tiel malhelpi gliti. Krome, ili devus ricevi la oblikvajn ĉefajn streĉajn fortojn, se pro ilia grandeco, la konkreta sekcio mem ne povas ricevi ilin. La grandeco de la fortoj estas determinita laŭ la elementa fleksa teorio. La sekvaj kunligantoj estas konsiderataj:
- Kunligaj ankroj: Ĉi tiuj estas rondaj aŭ plataj feraj platoj, velditaj al la supra zono de la ŝtala subteno, kiuj agas simile al fleksita plifortikigo de ferbetonaj traboj. Ili estas faritaj kiel hokoj aŭ piedingoj, diagonale aŭ vertikale. Tiuj ankroj nur agas en unu direkto kaj ne efikas se la tondforto ŝanĝas signon.
- Krampoj: Ili estas fiksitaj al la supra surfaco de la ŝtala subteno, ili povas ricevi tondfortojn ambaŭdirekte. Oni devas distingi inter molaj kaj rigidaj cerboj en la direkto de la tonda forto. Molaj cerbaj ĉeloj suferspertas signifajn deformadojn kaj malegale distribuas la tondajn fortojn sur sia surfaco. Rigidaj cerboj donas pli bonan distribuadon de fortoj ĉe pli malgrandaj deformadoj.
Bildo 2 — Ponto super la rivero Ruhr apud Herdecke
- Spirala plifortikigo: Ĝi ripozas sur ŝtala subteno kaj estas veldita ĉe la kontaktopunktoj. Spiraloj ne taŭgas por signifaj kunligaj fortoj. La sama estas vera por ondumita rondŝtalo. Ekzemplo de rimedoj por kunligado sur pontoj, en fig. 2 estas montritaj la traboj de la ponto super Ruhr apud Herdecka (traboj 60x40 kun vertikalaj piedingoj ϕ12, kiuj estas evitas velditaj sin, en ordo al la veldoj); en fig. 3 rimedoj por kunligi la transversajn trabojn de unu ponto, depende de la grandeco de la transversa forto, flanke velditaj piedingoj por la traboj, same kiel rekte velditaj piedingoj por la supra zono kun specialaj traboj, estis aplikitaj. Okaze de longaj piedingoj, la piedingoj ankaŭ povas esti velditaj ĉe kontraŭaj flankoj, fig. 4a. En fig. 4b estas la montrita solvo kun oblikvaj piedingoj.
Figuro 3 — Transversa subteno de unu ponto
Bildo 4 — Cerboj kun piedingo
En konstrukonstruado oni uzas ankaŭ rigidajn piedingojn aŭ nur piedingojn, sed ankaŭ troviĝas solvoj kun molaj piedingoj, kiel ekz. nititaj anguloj. Pro ekonomiaj kialoj oni pli ofte uzas kunligajn ankrojn, kiuj estas pugovelditaj al ŝtala subteno (fig. 5a), aŭ ripozas sur la subteno kun unu fleksita fino (fig. 5b). En fig. 5c montras la respondan solvon kun delokitaj hokoj. En fig. 6 montras normalan solvon por plafonsubtenoj en konstruaĵokonstruado, nome a) kunligita subteno el I-traboj, b) el T-traboj, kiu estas kreita per tranĉado de la I-traboj. Ĉe la finoj de la subtenoj, precipe fortaj finaj krampoj estu ĉiam provizitaj (fig. 7). Inklinaj ankroj estas uzataj por enkonduki streĉojn de ŝrumpado kaj temperaturo en la slabon.
- Bildo5— Kunligaj ankroj*
- Bildo6— Subteno de la interetaĝa strukturo*
Dimensionado de la rimedoj por kunigo estas farita laŭ elementaj principoj. Individuaj rimedoj devus ricevi tondforton egalrilatantan al sia interspaco. Dimensionante la veldan konekton de la cerbo, oni devas konsideri la renversan momenton.
- Bildo7— a) Finu cerbon per ankro; b) ankro*
Elasta kunigo
Antaŭaj prezentoj rilatis al rigida kuplado, kie la relativa movo inter la ŝtalsubteno kaj la plato estas egala al nulo, kaj la kunligaj rimedoj agas senĉese. La deformado de la kunligaj rimedoj, la loka deformado de la betono kaj la ŝtala subteno estis neglektita.
- Bildo8— Krampo kun elasta kunigo*
Sub la supozo de rigida kuplado, la fortoj transdonitaj per individuaj rimedoj de kuplado estas proporciaj al la transversa forto kaj la interspacigo de la cerbo. Se signifaj relativaj movadoj inter la ŝtalsubteno kaj la betona slabo okazas en certaj lokoj, tio kaŭzas rimarkindan regrupiĝon de fortoj. Betono povas parte ĉesi funkcii kiel prema plato de kunligita trabo, per kio la maksimumaj valoroj de tondfortoj estas signife reduktitaj. En fig.8ekzemplo de konstruo kun elasta kunigo estas donita, simila al la ponto super Rejno, Koln-Rodenkirchen. En fig.9la efiko de elasta kunigo sur kontinua subteno estas montrita, por koncentrita forto kaj plene egale distribuita ŝarĝo. La movo ψ, kiu estas mezuro de la rigideco de la kuplado por ricevi tondon, estas difinita en fig.8. La influo de elasta kuplado estas do tre granda, se la karakterizaĵoj de la kuplado estas elektitaj celkonscie por ricevi tondilon.
- Bildo9— Ekzemplo por ponto kun elasta kunigo*
Kalkulo de kunligitaj konstruoj
En principo, estas ekonomie, ke la dikeco de la betona slabo estu kiel eble plej malgranda, dum la minimumaj dikaĵoj determinitaj de la regularoj estu aligitaj.
Statike determinitaj strukturoj
En la kazo de statike determinitaj konstruoj (ekz. simplaj traboj), la senmovaj influoj en la komuna sekcio por certa ŝarĝo estas konstantaj, aŭ sendependaj de tempo. Nur la fleksmomentoj kaj normalaj fortoj en certaj partoj de la sekcio estas variaj pro la efikoj de fluo kaj ŝrumpado.
La efiko de ŝrumpado povas esti reprezentita kiel ekvivalenta temperaturdiferenco inter la ŝtaltrabo kaj la konkreta slabo. Kiel rezulto de betono ŝrumpado, internaj stresoj aperas en la kunligita sekcio, nome tirstreĉoj de ŝrumpado en la betono, kies ŝrumpado estas malhelpita per la influo de la ŝtalsubteno (same kiel la plifortikigo mem), dum respondaj kunpremaj stresoj okazas en la ŝtalsekcio (Fig.10). Ŝrumpado pliiĝas kun tempo al fina valoro laŭ ununura eksponenta funkcio. Ĉar kuntiriĝstresoj ankaŭ pliiĝas kun ŝrumpadeformadoj, tio rezultigas tielnomitan ŝrumpa fluo.
- Bildo10— a) Kuntiriĝo de la libera plato sen kuplado; b) streĉoj pro ŝrumpado en kunligitaj subtenoj*
Depende de la senmova sistemo, kiu supozas la mem-pezon de la betona slabo, ĝi diferencas: kunliĝo nur por la moviĝanta ŝarĝo (nur la ŝtala subteno prenas sian propran pezon, kaj la kunligita sistemo ricevas nur la ŝarĝojn kiuj agas sur la preta strukturo), kuplado por la propra pezo kaj movanta ŝarĝo (la tuta mempezo kaj la moviĝanta ŝarĝo agas sur la kunligita sistemo).
La unua kazo okazas kiam ŝtaltraboj servas kiel kofraj traboj, sen esti apogitaj, kaj dum betonado, ili povas fleksi sur la kampo (fig.11a). En ĉi tiu kazo, la ŝtala subteno mem prenas la pezon de la betono kaj kofrado. Ligado okazas nur kiam la betono estas sufiĉe malmola (Fig.11b), kaj la subteno ne devas esti ŝarĝita tuj post betonado, por eviti damaĝon aŭ troan fluon de betono.
En la dua kazo, kiam la mempezo de la betona slabo ankaŭ estas ricevita de la kunligita sistemo (fig. 11c), oni supozas, ke la ŝtala subteno estas subtenata dum betonado en sufiĉaj lokoj, tiel ke ĝi ne ricevas signifajn fleksmomentojn. La tensiodistribuo post forigo de la skafaldo estas montrita en fig. 11d.
Figuro 11 — Kuplado por moviĝanta kaj senviva ŝarĝo, kun tensiodistribuoj antaŭ kaj post forigo de la skafaldo
Antaŭŝarĝo
En la kazo de simplaj traboj, pli malgrandaj tirstreĉoj okazas en la betono nur pro ŝrumpado kaj temperaturdiferenco. Grandaj tirstreĉoj okazas en superpendantaj traboj, kontinuaj traboj kaj aliaj strukturoj, kaj tiuj povas kaŭzi fendetojn en la betono. Se fendoj aperas en la areo de negativaj momentoj, la kunliga efiko perdiĝas. Tial, estas utile stimuli malgrandajn kunpremajn streĉojn en la betona slabo anticipe por sekure eviti la formadon de fendetoj pro konkreta ŝrumpado. Tirstreĉoj en la betona slabo de kunligitaj traboj povas esti reduktitaj:
1. Per responda negativa antaŭŝarĝado de la ŝtala trabo (antaŭstreĉado de la supra rando). Samtempe, la sinsekvo de betonado estu zorge studita.
2. Levante kaj malaltigante la mezajn subtenojn de kontinuaj subtenoj. per kio, kun la taŭga proceduro, kunpremaj streĉoj povas esti kaŭzitaj en la betona slabo de la kunligita subteno.
3. Per antaŭstreĉado. La plej simpla kazo estas kiam libera konkreta slabo estas antaŭstreĉita, kaj nur poste ligita al ŝtalsubteno. La avantaĝo de ĉi tiu proceduro estas relative malgranda antaŭstreĉa forto, ĉar la kunpremita zono de la ŝtalsubteno ne estas antaŭstreĉita. Tiu ĉi trabo ricevas flekseblajn momentojn nur pro la fluo kaj ŝrumpado de la betona slabo, do ĝi restas rekta pro la antaŭstreĉa forto. En fig.12kaj la streĉa distribuo por ĉi tiu kazo de antaŭstreĉo estas montrita (t=0), kaj en fig.12b fina stato ĉe la fino de fluo (t=tE) kaj en fig.12c fleksaj streĉoj pro mallongdaŭra momentŝarĝado (t=a). En fig.12d montras la tensiodistribuon por t=0 en la kazo de antaŭstreĉado de ligita betona slabo.
- Bildo12— Antaŭpremado de memstaranta betonplato kun posta kunigo*
Statike nedeterminitaj konstruoj
Kontinuaj traboj kaj similaj strukturoj ricevas negativajn fleksajn momentojn, kiuj ofte kaŭzas altajn streĉajn streĉojn en la ŝtalbetona slabo. Fendetoj estas nedezirindaj precipe en pontoj, konsiderante la funkcidaŭron de la kunligitaj traboj kaj la efikon de noĉoj sur la fendetoj. Statike nedeterminitaj sistemoj estas kalkulitaj por mallongdaŭraj ŝarĝoj (movantaj ŝarĝoj) laŭ la kutimaj metodoj de statiko por senŝanĝa sistemo. La respondaj senmovaj kvantoj kaj deformadoj estas la samaj kiel en ideale elasta sistemo. Sub la efiko de konstanta ŝarĝo, precipe alta antaŭstreĉado, ĉiam okazas granda fluo. Kiam oni determinas la antaŭstreĉan forton, oni devas konsideri la froton de la fleksitaj antaŭstreĉaj elementoj. Dum konstruo, la superpendanto de kunligitaj pontoj devas esti zorge elektita. Pretaj kunligitaj subtenoj estas tre rigidaj, do preskaŭ neeble fari postajn korektojn de la alteca pozicio. La fina nivelo estas atingita nur post pluraj jaroj, konsiderante la fluon. Tiu ebenigo estas iagrade necerta, ĉar la efikoj de ŝrumpado kaj fluo estas variaj, depende de klimataj kondiĉoj ne antaŭvideblaj.
Konkludo
La apliko de kuplado ne estas limigita al ladotraboj, sed ankaŭ povas inkludi subtenojn por rigidigado de Langer-traboj, pendopontoj, ktp. same kiel kradtraboj kun ŝoseo supren aŭ malsupren. Kradaj pontoj - altaj tirstreĉoj okazas en la vojplatoj proksime de la vojo malsupre, ĉar tiuj slaboj devas sekvi laŭ pli aŭ pli malgranda mezuro la plilongigon de la streĉita zono de la ĉeftrabo. Adekvata longituda antaŭstreĉado estas postulata por eviti fendojn. En fig.13estas limkazo, en kiu la ŝtala krado tute ne havas pli malaltan zonon, kaj ĝian rolon plene transprenas ferbetona slabo antaŭstreĉita ambaŭdirekte. En fig.13b la kanaloj de la sekcio estas videblaj60x180mm en la subteno mem.
- Bildo13— Ponto Gahle: a) sekcio; b) nodo de la malsupra zono, maldekstre ĉe la ĉefstacio, dekstre ĉe Vešaljka*