EN
Структуре отпорне на земљотресе: Зашто усукани челични шипци одлично функционишу под напоном
Улога чврстоће везе и површинских деформација у отпорности на сеизмичке активности
Челичне претке са испупчењима заправо чине да зграде боље издрже земљотресе због посебних гребена и испупчења на њиховој површини која се ухвате у бетон око себе. Ове неправилности повећавају прилијање челика за бетон отприлике 40 до 60 процената у односу на глатке претке, што значи да се силе од трзања правилно преносе уместо да доведу до клизања делова. Онај кључни тренутак је што ова испупчења распоређују енергију земљотреса кроз целу бетонску конструкцију, уместо да дозволе да се сва та сила концентрисе у једној тачки где би се могли појавити пукотине. Још једна предност о којој мало ко прича је како ове текстурисане претке боље подносе различите начине ширења челика и бетона при промени температуре током катастрофа. А можда је најбоље од свега то што омогућавају зградама да се савијају и клате без потpunog ломљења. Ова флексибилност данас је постала стандардна пракса у подручјима склоним земљотресима.
Реална перформанса: студије случаја из подручја подложних земљотресима (Непал и Чиле)
Непал и Чиле имају прописе за изградњу који захтевају употребу профилисаних челичних шипки након детаљне провере након земљотреса. Када је велики земљотрес Горкха 2015. године погодио Катманду магнитудом 7,8, код зграда са овим профилисаним шипкама је било око 70 посто мање рушења у поређењу са онима са обичном равном арматуром. Иста ситуација се десила и у Чилеу током масивног земљотреса Мауле јачине 8,8. 2010. године. Небодери тамо који су користили профилисане шипке Fe500D остали су стајати упркос свим тим насилним тресењима. Након анализе догађаја, стручњаци су установили да колоне са профилисаним шипкама могу издржати више померања без краћења, чиме се људима оставља драгоцен минут до сигурног напуштања зграде. Структуре од обичне арматуре имају склоност потпуној колапсу чим се почне интензивно трести тло. Ово показује прилично једноставну истину. Способност материјала да се савија и истегне, која произилази из тих испупчења на површини челика, чини разлику између спасавања и губитка живота у катастрофама.
Балансирање дуктилности и изводљивости са челичним шипкама високог квалитета
Савремено сеизмичко пројектовање захтева арматурне материјале који се могу доста истегнути пре него што се прекину, а да при том и даље буду довољно лаки за рад на градилиштима. Узмимо за пример челик Fe500D, он се истегне између 18 до 25 процената пре него што прескочи, што заправо надмашује оно што већина међународних грађевинских прописа захтева, а ипак остаје довољно флексибилан да би се формирале компликоване кавезе од арматуре потребне у конструкцијама отпорним на земљотресе. Још боље су опције вишег квалитета као што је Fe550D, који омогућава отприлике 15% више чврстоће без тога што би шипке постале превише крутим да би се савијале око углова или кроз тесна места. Паметни инжењери знају колико је важно ускладити узорак ребара на овим шипкама са врстом бетонске смеше са којом раде. Дубока ребра одлично функционишу са ређим бетоном, док мањи профили боље управљају чвршим смешама. Ако се ово исправно уради, профилисане шипке неће само издржати значајна напрезања током земљотреса, већ ће и одржавати непрекидан ток радова на градњи, јер радници могу да их савијају, вежу и позиционирају према стандардним праксама на великим инфраструктурним пројектима.
Elementi od armiranog betona: grede, ploče i stubovi
Poboljšanje prenosa opterećenja i otpornosti na pukotine kod savijanih elemenata korišćenjem rebrastih čeličnih šipki
Када се користе у гредама и плочама, оне усукане челичне шипке које називамо профилисаним арматуром заиста побољшавају отпорност конструкције на савијање под оптерећењем. Мали гребени на њиховој површини остварују много боље везивање између челика и бетона који их окружује. То значи да се напон равномерније расподељује кроз материјал, а пукотине се формирају спорије. Обична глатка арматура просто не може добро обавити овај посао јер дозвољава деловима да се клизају један поред другог све док не дође до наглог лома. Профилисане шипке функционишу другачије — оне постепено примијају истегљиве силе, спречавајући да се пукотине шире након што се јаве. Већина данашњих грађевинских норми инсистира на коришћењу ребрираних шипки тамо где постоји велики напон, нарочито у зонама веза са стубовима и у средишту распона, где би до отказа могло доћи брзо ако те тачке нису правилно армиране. Лабораторијска испитивања су показала да, када су правилно уграђене, ове профилисане арматуре могу смањити проблеме са пукотинама за око 40% у конструкцији греда. То чини огромну разлику за конструкције које морају трајати деценијама без сталних поправки.
Deformisani u odnosu na obični armirani čelik: Performanse u kontinualnim sistemima greda i ploča
Када је реч о интегрисаним системима гредно-плочастог оквира, профилисана арматурна челична шипка функционише боље од обичне равне арматуре како током нормалног рада, тако и када се оптерећења превазилазе предвиђене границе. Начин на који се механички закључавају спречава клизање у тачкама везе између плоча и греда, што заправо остварује комбиновани ефекат о коме увек говоримо и чини цео систем крућим у целини. Системи изграђени континуирано са профилисаном арматуром показују око 30% мање савијања и задржавају пуке знатно уже приликом излагања сличним оптерећењима. У основи постоје два главна разлога за ово побољшање. Први је бољи пренос трансверзалних сила кроз те чворове. Други је онај који називамо одржива компатибилност деформација. Код равне арматуре, напон се локално концентрише, што убрзава процес распадања током времена. Због свих ових предности, већина структурних инжењера одмах бира профилисану арматуру класе Fe500D кад год пројектују овакве системе. Они знају да управо овај степен нуди прави баланс чврстоће приликом пропореде и довољно истегљивости да поднесе неочекивана напрезања.
Projekti infrastrukture: Mostovi, autoputevi i nadvožnjači
Superiorna otpornost na zamor rebrenih čeličnih šipki pod cikličnim saobraćajnim opterećenjem
Челичне претке са испупчењима имају кључну улогу у конструкцијама које су изложени годинама понављаних тешких оптерећења, посебно стварима као што су мостови, отвори за проширење аутопутева и везе на надвозним путевима. Ребра на овим преткама заправо формирају јаку механичку везу са бетоном око себе. Ово помаже да се напон расподели приликом сталног циклирања и спречава да се ситне пукотине временом проширују, што је један од главних начина на који материјали доспеју до замора. На тај начин у пракси конструкција остаје цела много дуже, чак и након хиљада и хиљада циклуса оптерећења. Када инжењери раде на сеизмичким надоградњама, они се ослањају на исту особину која чини зграде безбеднијима током земљотреса. Претке омогућавају старим мостовима да се деформишу на контролисан начин, не губећи способност да преносе оптерећење чак и након што су почеле да преступају границу еластичности. Због тога стручњаци скоро увек предвиђају претке са испупчењима кад год им је потребно нешто што ће отпорно бити на замор током деценија и и даље поуздано функционисати након достизања границе еластичности.
Odabir odgovarajućeg oblikovanog čeličnog šipka za vaš projekat
Upoređivanje klasa: Fe415, Fe500D i Fe550D prema indijskim i ASTM standardima
Izbor odgovarajućeg kvaliteta čelika zaista se svodi na pronalaženje optimalne tačke između njegove čvrstoće pri opterećenju (čvrstoća pri tekucenju) i sposobnosti rastezanja pre prekida (duktilnost), uz uzimanje u obzir vrste rizika kojima je građevina izložena. Uzmimo Fe415 prema standardu IS 1786 – ima oko 415 MPa čvrstoće pri tekucenju i najmanje 14,5% istezanja. To je dovoljno prihvatljivo za manje stambene objekte smještene u područjima gdje potresi nisu veliki problem. Zatim postoji Fe500D koji nudi čvrstoću od 500 MPa i minimalno 16% istezanja. Građevinski inženjeri širom Indije često biraju upravo ovaj tip za više zgrade smještene u seizmičkim zonama III do V, jer bolje podnosi potrese. Za situacije koje zahtijevaju još veću čvrstoću po kvadratnom inču, možda zbog velikih opterećenja ili ograničenog prostora, Fe550D odlično odgovara. On zadovoljava specifikacije ASTM A615 sa čvrstoćom od 550 MPa i sličnim stepenom rastezljivosti. Zemlje koje su ozbiljno izložene opasnosti od potresa, kao što su Japan i Kalifornija, i dalje smatraju Fe500D svojim zlatnim standardom prilikom projektovanja konstrukcija koje moraju otporiti bočnim silama nastalim tokom potresa.
Подударање величине и класе шипке са захтевима структуре и условима средине
Odabir odgovarajuće prečne mere šipki i kvaliteta čelika u velikoj meri zavisi od vrste opterećenja koje treba da podnesu i od tačne lokacije ugradnje. U obalnim područjima obično su potrebne šipke veličine između 16 i 32 mm od čelika Fe500D sa zaštitnim premazima kao što su epoksid ili cink galvanizacija kako bi se sprečilo oštećenje usled morske vode. Kod konstrukcija koje podnose veliki intenzitet saobraćaja, poput nadvožnjaka i mostova na autoputevima, inženjeri često biru veće šipke prečnika od 25 do 40 mm napravljene od visokokvalitetnih čeličnih sorti. Ove veće dimenzije bolje podnose stalna naprezanja i smanjuju potrebu za kasnijim popravkama. S druge strane, betonske ploče u unutrašnjosti zgrada u aridnim regionima sa minimalnim rizicima mogu koristiti manje šipke Fe415 prečnika oko 8 do 12 mm, budući da ne nailaze na ekstremne uslove. Pre kupovine armiranog čelika, preporučuje se provera certifikacionih oznaka prema standardima kao što su IS 1786 ili ASTM A615. Ovaj jednostavan korak omogućava praćenje porekla materijala, potvrđuje da zadovoljava sigurnosne propise i osigurava stabilan rad u različitim projektima.