Како користити угаоник за структурно ојачање?

Зашто је угaоник идеалан за структурно ојачање

Чврстоћа, издржљивост и носећи капацитет челичног угaоника

Угаоно жеже од челика истиче се по структурној чврстоћи због свог карактеристичног L облика и јаке материјалне композиције. Две нормалне стране омогућавају тим шипкама природну способност да боље отпоре усукавању и савијању него што то могу равни или округли метални профили. Начин на који распоређују тежину по својој структури омогућава велику чврстоћу без потребе за излишњом масивношћу. Произвођачи често бирају верзије од топлотно ваљаног или цинкараног челика јер су отпорни према рђи и трајнији, чак и кад су изложени сталном притиску током дужег временског периода. Оно што чини угaоне шипке толико специјалним је њихова способност да истовремено добро отпоре силама затезања и притиска. Зато се инжењери ослањају на њих за важне структурне елементе као што су носачи зграда, армирани греда и разне врсте укосница где ствари не смеју да се померају или распадну након година употребе.

Једнакоstrанични и неједнакостранични углoни профил: Усклађивање геометрије с правцем оптерећења и потребама укосницa

Приликом бирања углова за структурне радове, инжењери углавном бирају између једнаких и различитих кракова у зависности од тога како ће се силе заправо пренети на конструкцију. Углови са једнаким краковима, као што су они мерени 4 инча пута 4 инча са дебљином од пола инча, обезбеђују уравнотежену подршку када силе делују равномерно преко конструкција као што су решеткасте греде, уобичајени системи укосница и спојева под правим углом. У ситуацијама када оптерећење није равномерно распоређено, инжењери користе углове са различитим краковима, рецимо нешто као 6 инча пута 4 инча, такође са дебљином од пола инча. Они се користе код елемената као што су конзоле које се протежу из зидова, кровови који имају неправилне нагибе или спојеви који су дизајнирани да отпоре сеизмичким силама. Дужи део ових углова поравнан је са страном где ће се већина напона појавити, док краћи део и даље пружа довољно додатне подршке без непотребног трошења материјала. Правилним бирањем ове геометрије постиже се велика разлика при раду са сложеним шаблонима оптерећења, што је нарочито важно код објеката који морају бити заштићени од јаких ветрова или земљотреса. У основи, реч је о томе да се осигура безбедност конструкција, а да се истовремено не троши непотребно новца на челик.

Угаоно жлеб у примарним структурним системима: оквири, темељи и интеграција са бетоном

Армирани бетонски греде, стубови и темељи угловима уграђеним или монтираним на површину

Чврстоћа бетона на притисак је непремостива — али његова ниска чврстоћа на затезање захтева стратешко армирање. Угаоно жлеб ефикасно испуњава ову улогу у гредама, стубовима и темељима, било уграђено приликом ливења или монтирано на површину за надоградњу:

• Греде: Уграђени у зону затезања, углови значајно повећавају савојну чврстоћу и контролу пуцања. Конфигурације монтиране на површину — често заварене за постојеће доње ивице — често се користе за јачање старе инфраструктуре.
• Kolone: Вертикални углови причвршћени за клетке арматуре побољшавају капацитет осовинског оптерећења и дуктилност, нарочито под цикличним сеизмичким оптерећењем. Спољашње монтирани углови такође обезбеђују конфинацију, побољшавајући понашање након достигнућа границе пластичности.
• Темељи: Угаоно постављене шипке, које се стратешки постављају на ивице или испод концентрисаних оптерећења колона, помажу у расподели притиска, смањују диференцијално тонење и спречавају пуцање у експанзивним земљиштима.

Избор између уграђених и површински монтираних метода зависи од фазе пројекта и циљева перформанси:

Без обзира на метод, интегритет везе — путем заваривања, вијака велике чврстоће или епоксидних анкера у складу са ASTM стандардом — је од суштинског значаја да би се осигурала потпуна трансферица сила између угломерне шипке и бетонског подлога. Лоше детаљирање компромитује цео композитни систем и подрива предвиђене перформансе под радним или екстремним оптерећењима.

Угломерна шипка као кључни елемент укочења у отпорности на бочне силе

Кровне ферме и фронтони: Коришћење угломерне шипке за стабилност при ветру и земљотресима

Челичне углове имају кључну улогу у одржавању стабилности са стране на страну код кровних конструкција. Веома ефикасно преносе непријатне силе, као што су тангенцијалне, уздужне и опружне силе, кроз различите чворове у конструкцији. Када се говори о дијагоналном укрштању, већина техничких захтева предвиђа употребу челичних углова димензија 3 инча пута 3 инча пута пола инча, у складу са најновијим стандардима ASCE 7-22. Оваква врста армирања може смањити покретност крова за око 40 процената када се наиђе на интензивне ураганске ветрове. L облик ових профила помаже им да чврсто издрже торзионе покрете током земљотреса, очувајући облик трусаца и спречавајући ланчане отказе. Да би се осигурао правилан пренос оптерећења кроз цео систем, важно је да везе обухвате обе стране угленог профила. Обично то значи коришћење заваривања пуне пенетрације или постављање парова чврстих навртака. У супротном, могу се појавити проблеми са клизањем делова или избоцавањем везних тачака током времена.

Učvršćenje zidova u lakim konstrukcijama: Rešenja sa uglatim šipkama za otpornost na smicanje

Kada je reč o lako okvirnim zgradama, smicanje ostaje jedan od glavnih načina na koji ove konstrukcije propadaju. Smicanje u suštini označava način na koji se zidovi izobličuju kada se guraju sa strane. Kako bi se rešio ovaj problem, uglate šipke formiraju trouglaste nosače koji dodatno ukrute celokupni sistem. Istraživanje iz prošle godine objavljeno u Časopisu za inženjersku građevinarstvo pokazalo je nešto prilično impresivno. Čelične uglate veze učinile su zidove oko 55 posto krutijim u poređenju sa korišćenjem samo drveta, što je priličan skok. Osim toga, ova čelična dodatna ukrutenja savršeno funkcionišu pored uobičajenih metoda okvirnih konstrukcija, bez stvaranja većih problema za graditelje. Za sve one koji razmatraju primenu ovog rešenja, postoji nekoliko važnih stvari koje treba uzeti u obzir pre nego što krenu dalje...

• Četvrtasti zidovi: Zakovane uglove ojačavaju kritične čvorove prenosa opterećenja
• Otvaranja: Uglovi integrirani u grede preusmeravaju napone oko prozora i vrata
• Spojevi panela: Kontinualni uglovi premošćuju praznine, osiguravajući jednolično dejstvo membrane

Ovaj pristup pouzdano zadovoljava granične vrednosti pomeranja prema IBC standardu i pojednostavljuje rekonstrukcije u skladu sa propisima – naročito tamo gde je dodavanje furnira ili OSB ploča nepraktično.

Preporučene prakse za ugradnju uglenih profila u konstrukcijske svrhe

Zavarivanje, vezovi na zavrtnjeve i integracija sidara — osiguravanje integriteta prenosa opterećenja

Начин на који се нешто монтира заиста утиче на то колико ће структура бити поуздана током времена. Код заваривања, потпуно продирна заваривања су обавезна, нарочито када се прате квалификовани поступци по AWS D1.1 са одговарајућим електродама. Ово је изузетно важно у подручјима склоним земљотресима, где ломљиви прекиди могу довести до катастрофе. Код веза са наврткама, потребне су нам високочврсте навртке (A325 или A490) исправно затегнуте коришћењем калибрираних кључева за момент или опреме за контролу напона. Ако су превише слабо затегнуте, доћи ће до клизања и на kraју до проблема са замором материјала. С друге стране, ако су превише чврсто затегнуте, постоји опасност да се нити у потпуности прекину. Усигурење у бетон такође захтева посебну пажњу. Потребно је користити епоксидне лепове који задовољавају стандарде испитивања ASTM D4885 и одредити правилну дубину уграђености према упутствима ACI 318 Прilog D како се касније не би искочило или одvoјило. Пре него што се све трајно фиксира, потребно је двапут проверити поравнање, јер чак и блага разлика угао од само 2 степена ствара ексцентрична оптерећења која брже ослабљују делове и смањују стварну носивост. Изаберите одговарајући метод везе на основу онога што треба да се деси у свакој тачки споја. Заваривање је најбоље за сталне спојеве који преносе велика оптерећења, везе са наврткама имају смисла за делове који би могли захтевати подешавање на терену, а усигурења су идеална када су у питању чврсте бетонске површине. То је веома важно, јер се лош пренос оптерећења сматра узроком скоро 40% проблема који се јављају током пројеката реконструкције конструкција.