Zvárané šmykové tŕne alebo šmykové konektory?

V oceľovo-betónových kompozitných konštrukciách zohrávajú šmykové konektory, navárané alebo vsadzované, kľúčovú úlohu pri spájaní betónovej dosky s oceľovými nosníkmi, ktoré poskytujú stabilitu a odolnosť celkovej konštrukcie. Pri nespriahnutom nosníku sa každá časť konštrukcie pod zaťažením správa samostatne. Oceľ a betón majú rôzne mechanické vlastnosti, a teda rôznu úroveň vnútorného napätia. Môže dôjsť k preklzu konca dosky a k jej poškodeniu.

Inštaláciou šmykových tŕňov medzi oceľovú a betónovú časť získame spriahnutý oceľo-betónový nosník. Tieto tŕne odolávajú šmykovej sile z rozdielu vnútorného napätia ohýbaných materiálov a prinášajú hlavný zisk: výrazne zvyšujú únosnosť a tuhosť dosky. Spriahnutý prierez má vyššiu odolnosť v ohybe v dôsledku väčšej časti vnútorného tlakového napätia, ktorú prevezme betón.

Šmykový konektor Hilti X-HVB

Najbežnejším typom šmykového konektora je šmykový tŕň s hlavou, ktorý je privarený k hornej prírube nosníka. Existujú však prípady, keď tento typ šmykového konektora nemusí byť vhodný a v týchto situáciách sa zákazníci, inžinieri a architekti snažia hľadať rôzne možnosti, aby splnili špecifické požiadavky projektu. V oceľovej kompozitnej konštrukcii pozostávajú šmykové konektory z oceľovej tyče s priemerom 19 mm so zväčšenou hlavou v hornej časti. Prvky sú privarené cez pásnicu k hornej časti oceľového nosníka. Proces zvárania zahŕňa vysoké požiadavky na výkon na zabezpečenie kvalitného zvaru, čím sa poskytuje vynikajúca pevnosť v šmyku pri zapustení do betónu v porovnaní s inými metódami.

 
Spoločnosť Hilti sa venovala niekoľko rokov vývoju šmykových konektorov s názvom Hilti X-HVB osadzovaných pomocou vsadzovania do ocele. Jednoducho povedané, tieto konektory pozostávajú z oceľových prvkov, ktoré sú nastreľované na hornú pásnicu oceľového nosníka.
Akonáhle sa betón vyleje, konektory sa s ním spoja a vytvoria kompozitný účinok. Pevnosť v šmyku do značnej miery závisí od odolnosti vsadzovaných upevňovacích prvkov. Podrobnosti o odolnosti sú dostupné v technických manuáloch Hilti.
 
V prípade, ak porovnáme cenu samotných konektorov, sú síce nákladovo náročnejšie ako zvárané, no ich inštalácia trvá kratšie, a rovnako nemajú vysoké požiadavky na náročnosť aplikácie a dajú sa upevniť pomocou prachom poháňaným strojom.
Okrem toho žiadna nutnosť zvárania znamená, že nie sú potrebné žiadne horúce práce alebo požiarne hliadky. Preto sú z dôvodu celkových nákladov na aplikáciu a rýchlosti najlepšou voľbou, hlavne v miestach, kde nie je možné zvárať alebo kde sú nosníky natreté. Rovnako aplikácia nie je závislá na počasí a prostredí a kontrola prevedenia osadenia oproti kontrole zvaru je veľmi jednoduchá. Z praktického hľadiska a obmedzení ako je napájanie/prístup najmä pri rekonštrukciách budov alebo prácach v blízkosti historických pamiatok, kde napríklad nie je povolené zvárať alebo je potrebné mať natreté horné príruby je najvhodnejšia možnosť spriahovanie pomocou vsadzovania do ocele.

Stručne povedané, šmykové konektory, či už zvárané alebo vsadzované, sú neoddeliteľnou súčasťou modernej oceľovej konštrukcie zabezpečujúcej prepojenie medzi betónovými doskami a oceľovými nosníkmi. Zákazníci, inžinieri a projektanti ocele majú pri výbere šmykových konektorov k dispozícii množstvo možností, pričom každá z nich ponúka iné a špecifické výhody v závislosti od požiadaviek projektu. Počas návrhu je dôležité zvážiť najvhodnejšiu možnosť, pretože to má vplyv na požadovaný počet a možnosť určiť, či je nosník navrhnutý ako kompozitný. Spoločnosť Hilti ponúka okrem samotného riešenia aj softvér pre výpočet spriahnutia, ktorý je dostupný v PROFIS Engineering v module Spriahnutie oceľ-betón.

Pre viac informácií navštívte ask.hilti.sk.