Njoftim i rëndësishëm teknik dhe i sigurisë: Ky është një tekst arsimor arkivor, jo një dizajn strukturor, llogaritje statike, standard i zbatueshëm, detaj nyje ose udhëzim për ndërtim, saldim, betonim, mbështetje, paranderje ose rehabilitim. Të gjitha formulat origjinale, shenjat, dimensionet, materialet, procedurat dhe pretendimet transferohen pa verifikim sipas rregulloreve të sotme. Projektimi dhe ekzekutimi i konstruksioneve të bashkuara çeliku-betoni i takon ekskluzivisht inxhinierëve të autorizuar të ndërtimit, projektuesve strukturorë, kontraktorëve dhe mbikëqyrjes bazuar në objektin specifik, ngarkesën, dheun, materialin dhe standardet e aplikueshme.
Ndërtimet e lidhura nuk janë shërbim i veçantë në ofertën aktuale publike të Savo Kusić. Fokusi aktual është dritare druri, dritare prej druri-alumini dhe dyer me porosi. Për një projekt dritareje ose dere, mund të dërgoni kërkesë për kuotim.
Hyrje
Në disa ndërtime përdoren pllaka betoni të armuar mbi suporte çeliku, si p.sh. pllaka trotuari të urave në trarët I-gjatësorë dhe tërthor ose tavanet në ndërtesat mbi trarët I. Më parë, sisteme të tilla dimensionoheshin me supozimin se këta dy elementë mund të lëviznin me njëri-tjetrin dhe se momentet në drejtim të hapësirës kryesore pranoheshin vetëm nga mbështetëse çeliku. Pllaka e betonit e transferoi ngarkesën në trarët e çelikut, por nuk mori pjesë në marrjen e vlerave statike përkatëse (fig. 1).
Foto1— Transportuesi i çiftuar, sistemi
Për këtë metodë ndërtimi, në pllakën e betonit parashikohen nyje tërthore në intervale të rregullta, për të mundësuar tkurrjen e betonit të armuar dhe shmangien e çarjeve të padëshiruara, pra sforcimeve plotësuese. Megjithatë, përvoja ka treguar se forcat aktuale në një sistem të tillë janë dukshëm të ndryshme nga ato të llogaritura. Në kontaktin ndërmjet pllakës së betonit të armuar dhe suportit të çelikut, ndodh një fërkim i madh (stresi ngjitës), në mënyrë që të dy elementët të bashkëpunojnë gjithmonë.
Disavantazhi i efektit të bashkimit të paparashikuar është shfaqja e një efekti notch në fugat e pllakës së betonit. Sforcimet prerëse përgjatë sipërfaqes së mbështetëses rriten ndjeshëm pranë bashkimit, të ngjashme me sforcimet prerëse në skajet e shtresave anësore. Meqenëse pozicioni i vijës zero në bashkim praktikisht nuk ndryshon, sforcimet normale në suportin e çelikut mund të jenë dukshëm më të larta se ato të llogaritura për bashkim uniform. Duke u nisur nga ky nivel, mund të ndodhë zotërimi i ngjitjes që përhapet më tej. Prandaj, fugat në pllakën e trotuarit nuk e përmbushin rolin e tyre dhe nuk janë efektive.
Kllapa të çiftuara
Në rastin e trarëve të çiftëzuar, supozohet se forcat prerëse në sipërfaqen e kontaktit ndërmjet trarëve të çelikut dhe pllakës së betonit mund të transmetohen në mënyrë të sigurt (forcat në trarë). Rregulli është që pllaka e betonit të mbështetet drejtpërdrejt në brezin e sipërm të suportit të çelikut dhe të mos ketë lëvizje relative. Në këtë të ashtuquajtur Me bashkim të ngurtë, përdoren mjete të posaçme lidhëse (shufra, shtylla, spiranca), të cilat futen në beton.
Ne do të shqyrtojmë rastin e një trau të bashkuar me një pllakë betoni pa nyje tërthore. Nëse një ngarkesë e caktuar (p.sh. momenti i përkuljes) vepron vetëm për një kohë të shkurtër, sforcimet dhe deformimet përkatëse Δσ, përkatësisht. Δε sipas shkencës së forcës elementare, e ngjashme me betonin e armuar. Sforcimet në çelik dhe beton, në një zgjatim të caktuar, qëndrojnë në raport me modulin e tyre të elasticitetit: σst/σb = Est/Eb = n. Nëse ngarkesa është afatgjatë, deformimet e betonit ndodhin për shkak të tkurrjes dhe rrjedhjes. Nëse me ε0= σ/E0 shënoni deformimin për shkak të ngarkesës afatshkurtër në momentin t =0, deformimi rritet nën ngarkesë të përhershme për shkak të fërkimit deri në momentin t në vlerën εt = ε0(t + φt). Në të njëjtat kushte, deformimet e rendimentit llogariten sikur të ishin proporcionale me sforcimet. Kjo është arsyeja pse thuhet se ligji i Hooke zbatohet për deformimet për shkak të rrjedhjes. Koeficienti i prurjes φt varet nga koha, klasa e betonit, temperatura e jashtme, lagështia e ajrit, momenti i ngarkimit të elementit etj.
Në vend të përkuljes sipas Bernoulli\ dhe Navier, shfaqen relacione diferenciale, pra shpërndarja e stresit duhet të përcaktohet nga ekuacioni diferencial për rrjedhën. Si rezultat i rrjedhjes, sforcimet në beton zvogëlohen, ndërsa sforcimet në çelik rriten. Këto ndryshime të sforcimeve varen, përveç dimensioneve të prerjes tërthore, nga dimensionet elastike dhe momenti i ngarkesës. Pasoja të ngjashme si nga rrjedhja ndodhin nga tkurrja e betonit. Sasia e masave të tkurrjes εs varet nga betoni, mënyra e prodhimit të tij, si dhe nga kushtet klimatike. Tkurrja e betonit nuk varet nga ngarkesa e aplikuar në element.
Lidhje
Mjeti lidhës duhet të transferojë në mënyrë të sigurt të gjitha forcat prerëse në sipërfaqet e betonit dhe çelikut në kontakt, për shkak të ngarkesave që ndodhin, dhe në këtë mënyrë të parandalojë rrëshqitjen. Përveç kësaj, ata duhet të marrin forcat e zhdrejtë kryesore të tensionit, nëse për shkak të madhësisë së tyre, vetë seksioni i betonit nuk mund t’i marrë ato. Madhësia e forcave përcaktohet sipas teorisë elementare të përkuljes. Agjentët e mëposhtëm bashkues merren parasysh:
- Spirancat lidhëse: Janë hekur të rrumbullakët ose të sheshtë, të salduara në brezin e sipërm të mbështetëses prej çeliku, të cilat veprojnë ngjashëm me armaturën e përkulur të trarëve të betonit të armuar. Bëhen si grepa ose trazues, diagonalisht ose vertikalisht. Këto spiranca veprojnë vetëm në një drejtim dhe nuk janë efektive nëse forca e prerjes ndryshon shenjën.
- Trafikat: Ngjiten në sipërfaqen e sipërme të suportit të çelikut, mund të marrin forca prerëse në të dy drejtimet. Duhet bërë një dallim midis trurit të butë dhe të ngurtë në drejtim të forcës prerëse. Qelizat e buta të trurit pësojnë deformime të konsiderueshme dhe shpërndajnë në mënyrë të pabarabartë forcat prerëse mbi sipërfaqen e tyre. Kllapat e ngurtë sigurojnë një shpërndarje më të mirë të forcave në deformime më të vogla.
Foto2— Ura mbi lumin Ruhr afër Herdecke
- Përforcimi spirale: Mbështetet në një suport çeliku dhe ngjitet në pikat e kontaktit. Spiralet nuk janë të përshtatshme për forca të rëndësishme bashkuese. E njëjta gjë vlen edhe për çelikun e rrumbullakët të valëzuar. Si shembull i mjeteve për bashkim në ura, në fig.2tregohet truri i urës mbi lumin Ruhr afër Herdecke (truri60x40me shtylla vertikale ϕ12, të cilat janë ngjitur në vetë trurin, për të shmangur prerjet e mëtejshme nga saldimi); në fig.3mjetet për lidhjen e trarëve tërthorë të një ure, në varësi të madhësisë së forcës tërthore, për trarët përdoreshin trarët e salduar anash, si dhe trarët e salduar drejtpërdrejt për brezin e sipërm me trarë të veçantë. Në rastin e trarëve të gjatë, trarët mund të saldohen edhe në anët e kundërta, fig.4a. Në fig.4b tregon një zgjidhje me traversa të pjerrëta.
Figura 3 — Trari tërthor i një ure
Imazhi 4 — Truri me trazues
Në konstruksion përdoren edhe trarët e ngurtë me trarë ose thjesht trarë, por hasen edhe solucione me trasta të buta si p.sh. qoshe me thumba. Për arsye ekonomike, përdoren më shpesh spiranca lidhëse, të cilat ngjiten me prapanicë në një mbështetëse çeliku (fig. 5a), ose mbështeten në suportin me një skaj të përkulur (fig. 5b). Në fig. 5c tregon zgjidhjen përkatëse me grepa të zhvendosur. Në fig. 6 tregon një zgjidhje normale për mbajtëset e tavanit në ndërtimin e ndërtesave, përkatësisht a) një mbështetje të bashkuar të bërë nga trarët I, b) nga trarët T, e cila krijohet nga prerja e trarëve I. Në skajet e mbështetësve, duhet të sigurohen gjithmonë mbajtëse fundore veçanërisht të forta (fig. 7). Spirancat e pjerrëta përdoren për të futur sforcimet nga tkurrja dhe temperatura në pllakë.
Imazhi 5 — Ankorat bashkuese
Imazhi 6 — Mbështetja e strukturës së ndërmjetme
Dimensionimi i mjeteve lidhëse bëhet sipas parimeve elementare. Mjetet individuale duhet të marrin një forcë prerëse që korrespondon me hapësirën e tyre. Gjatë dimensionimit të lidhjes së salduar të trungut të trurit, duhet të merret parasysh momenti i përmbysjes.
Imazhi 7 — a) Fundi i trurit me ankorimin; b) ankorimi
Bashkim elastik
Prezantimet e mëparshme ishin të lidhura me bashkimin e ngurtë, ku zhvendosja relative midis mbështetëses së çelikut dhe pllakës është e barabartë me zero, dhe mjetet e bashkimit veprojnë vazhdimisht. Deformimi i mjeteve bashkuese, deformimi lokal i betonit dhe i suportit prej çeliku nuk merret parasysh.
Imazhi 8 — Kllapa me bashkim elastik
Nën supozimin e bashkimit të ngurtë, forcat e transmetuara nga mjetet individuale të bashkimit janë proporcionale me forcën tërthore dhe hapësirën e trurit. Nëse në zona të caktuara ndodhin lëvizje të rëndësishme relative midis suportit të çelikut dhe pllakës së betonit, kjo shkakton një rigrupim të dukshëm të forcave. Betoni mund të ndalojë pjesërisht së vepruari si një pllakë presioni e një trau të bashkuar, ku vlerat maksimale të forcave prerëse reduktohen ndjeshëm. Në fig.8jepet një shembull i një konstruksioni me bashkim elastik, i ngjashëm me urën mbi Rhine, Koln-Rodenkirchen. Në fig.9tregohet efekti i bashkimit elastik në një mbështetje të vazhdueshme, për një forcë të përqendruar dhe një ngarkesë plotësisht të shpërndarë në mënyrë të barabartë. Zhvendosja ψ, e cila është një masë e ngurtësisë së bashkimit për marrjen e prerjes, është përcaktuar në fig.8. Prandaj, ndikimi i bashkimit elastik është shumë i madh, nëse karakteristikat e bashkimit zgjidhen me qëllim për të marrë prerje.
Foto9— Shembull për një urë me bashkim elastik
Llogaritja e konstruksioneve të çiftëzuara
Në parim, është ekonomike që trashësia e pllakës së betonit të jetë sa më e vogël, ndërsa trashësitë minimale të përcaktuara me rregullore duhet të respektohen.
Strukturat e përcaktuara në mënyrë statike
Për konstruksionet e përcaktuara statikisht (p.sh. trarët e thjeshtë), ndikimet statike në seksionin e përbashkët për një ngarkesë të caktuar janë konstante ose të pavarura nga koha. Vetëm momentet e përkuljes dhe forcat normale në pjesë të caktuara të seksionit janë të ndryshueshme për shkak të efekteve të rrjedhjes dhe tkurrjes.
Efekti i tkurrjes mund të përfaqësohet si një ndryshim korrespondues i temperaturës midis suportit të çelikut dhe pllakës së betonit. Si rezultat i tkurrjes së betonit, në seksionin e çiftëzuar shfaqen sforcime të brendshme, përkatësisht sforcime tërheqëse nga tkurrja në beton, tkurrja e të cilave parandalohet nga ndikimi i suportit të çelikut (si dhe vetë armatura), ndërsa sforcimet përkatëse shtypëse ndodhin në seksionin e çelikut (fig. 10). Tkurrja rritet me kalimin e kohës në një vlerë përfundimtare sipas një funksioni të vetëm eksponencial. Meqenëse streset e tkurrjes rriten gjithashtu me deformimet e tkurrjes, ndodh e ashtuquajtura rrjedha e tkurrjes.
Figura 10 — a) Tkurrja e pllakës së lirë pa bashkim; b) sforcimet për shkak të tkurrjes në mbështetësit e bashkuar
Në varësi të sistemit statik që merr vetëpeshën e pllakës së betonit, ai ndryshon: bashkimi vetëm për ngarkesën lëvizëse (vetëm mbështetësja prej çeliku merr peshën e vet, dhe sistemi i bashkuar merr vetëm ngarkesat që veprojnë në strukturën e përfunduar), bashkimi për peshën e vet dhe ngarkesën lëvizëse (e gjithë vetë pesha dhe ngarkesa lëvizëse veprojnë në çift).
Rasti i parë ndodh kur trarët prej çeliku shërbejnë si kallep, pa u mbështetur dhe gjatë betonimit mund të përkulen në fushë (fig.11a). Në këtë rast, vetë mbështetësja e çelikut merr peshën e betonit dhe kallepit. Lidhja ndodh vetëm kur betoni është mjaft i fortë (Fig.11b), dhe suporti nuk duhet të ngarkohet menjëherë pas betonimit, për të shmangur dëmtimin ose rrjedhjen e tepërt të betonit.
Në rastin e dytë, kur vetëpesha e pllakës së betonit merret nga sistemi i bashkuar (Fig11c), supozohet se suporti i çelikut mbështetet gjatë betonimit në vende të mjaftueshme, në mënyrë që të mos marrë momente të konsiderueshme përkuljeje. Shpërndarja e tensionit pas heqjes së skelës është paraqitur në fig.11d.
Foto11— Bashkim për lëvizje dhe vetëngarkim, me shpërndarje të tensionit para dhe pas heqjes së skelave
Ngarkoni paraprakisht
Në rastin e trarëve të thjeshtë, sforcimet më të vogla tërheqëse ndodhin në beton vetëm për shkak të tkurrjes dhe ndryshimit të temperaturës. Sforcime të konsiderueshme tërheqëse ndodhin në trarët e sipërm, trarët e vazhdueshëm dhe struktura të tjera, dhe këto mund të shkaktojnë çarje në beton. Nëse shfaqen çarje në zonën e momenteve negative, efekti i bashkimit humbet. Prandaj, është e dobishme që paraprakisht të shkaktohen strese të vogla shtypëse në pllakën e betonit, në mënyrë që të shmanget në mënyrë të sigurt formimi i çarjeve për shkak të tkurrjes së betonit. Sforcimet në tërheqje në pllakën e betonit të trarëve të bashkuar mund të reduktohen:
1. Me parangarkimin përkatës negativ të trarit të çelikut (paratensionimi i skajit të sipërm). Në të njëjtën kohë, sekuenca e betonimit duhet të studiohet me kujdes.
2. Duke ngritur dhe ulur mbështetësit e mesëm të mbështetësve të vazhdueshëm. ku me procedurën e duhur mund të shkaktohen sforcime shtypëse në pllakën e betonit të suportit të bashkuar.
3. Me paranderje. Rasti më i thjeshtë është kur një pllakë betoni e lirë është e paranderur, dhe vetëm më pas lidhet me një mbështetje çeliku. Avantazhi i kësaj procedure është një forcë paranderëse relativisht e vogël, pasi rripi i ngjeshur i suportit të çelikut nuk është i paranderur. Ky trarë merr momente përkuljeje vetëm për shkak të rrjedhjes dhe tkurrjes së pllakës së betonit, pra qëndron i drejtë për shkak të forcës paranderëse. Në fig.12dhe shpërndarja e stresit për këtë rast të paranderjes është paraqitur (t=0), dhe në fig.12b gjendja përfundimtare në fund të rrjedhjes (t=tE) dhe në fig.12c sforcimet e përkuljes për shkak të ngarkimit të momentit afatshkurtër (t=a). Në fig.12d tregon shpërndarjen e tensionit për t=0 në rastin e paranderjes së pllakës së betonit të lidhur.
Foto12— Paratensionimi i një pllake betoni të lirë me bashkim të mëvonshëm
Ndërtime statike të papërcaktuara
Trarët e vazhdueshëm dhe strukturat e ngjashme marrin momente negative të përkuljes, të cilat shpesh shkaktojnë sforcime të larta tërheqëse në pllakën e betonit të armuar. Plasaritjet janë të padëshirueshme veçanërisht në ura, duke marrë parasysh jetëgjatësinë e shërbimit të trarëve të bashkuar dhe efektin e pikave në çarje. Sistemet statikisht të papërcaktuara llogariten për ngarkesat afatshkurtra (ngarkesa lëvizëse) sipas metodave të zakonshme të statikës për një sistem të pandryshuar. Madhësitë statike përkatëse dhe deformimet janë të njëjta si në një sistem ideal elastik. Nën efektin e ngarkimit të vazhdueshëm, veçanërisht të paranderjes së lartë, gjithmonë ndodh rrjedhje e madhe. Gjatë përcaktimit të forcës së paranderjes, duhet të merret parasysh fërkimi i elementeve të paranderjes së përkulur. Gjatë ndërtimit, mbingarkesa e urave të bashkuara duhet të zgjidhet me kujdes. Mbështetësit e bashkuar të gatshëm janë shumë të ngurtë, kështu që është pothuajse e pamundur të bëhen korrigjime të mëvonshme të pozicionit të lartësisë. Niveli përfundimtar arrihet vetëm pas disa vitesh, duke marrë parasysh rrjedhën. Ky nivelim është i pasigurt deri diku, pasi efektet e tkurrjes dhe lëngëzimit janë të ndryshueshme, në varësi të kushteve klimatike që nuk mund të parashikohen.
Përfundim
Aplikimi i bashkimit nuk kufizohet vetëm në trarët prej llamarine, por mund të përfshijë gjithashtu mbështetëse për ngurtësimin e trarëve Langer, urave të varura, etj., si dhe trarëve rrjetë me një karrexhatë lart ose poshtë. Urat e rrjetës - sforcimet e larta tërheqëse ndodhin në pllakat e rrugës pranë rrugës poshtë rrugës, pasi këto pllaka duhet të ndjekin në një masë më të madhe ose më të vogël zgjatjen e brezit të tendosur të trarit kryesor. Kërkohet një paranderje adekuate gjatësore për të shmangur çarjet. Në fig.13ka një rast kufitar në të cilin rrjeti i çelikut nuk ka më fare rrip të poshtëm dhe rolin e tij e merr tërësisht një pllakë betoni e armuar e paranderur në të dy drejtimet. Në fig.13b duken kanalet e seksionit60x180mm në vetë mbështetësin.
Foto13— Ura Gahle: a) seksioni; b) nyja e brezit të poshtëm, majtas në stacionin kryesor, djathtas në Vešaljka