Channel nebo I-beam – tato otázka láme hlavu nejen lidem, kteří se rozhodnou postavit dům či garáž svépomocí, ale někdy i profesionálům ve svém oboru. Co by bylo racionálnější použít? K rozhodnutí profesionálové provádějí výpočty a analýzy designu a materiálů, ze kterých bude vyroben. Lidé, kteří těmto problémům nerozumí, by se měli obrátit na specialisty, kteří provedou požadované množství konstrukční práce a poskytnou několik možností pomocí kanálu a / nebo I-paprsku různých velikostí – pak bude jasné, co je lepší.
1 Který profil je silnější?
Samozřejmě, I-beam. Je tužší a pevnější než kanálová ocel. To je zajištěno tím, že I-nosník má police vyčnívající z obou stran stěny a ve stejné vzdálenosti od ní. Díky tomu působí zatížení, které zabírají police, na profil převážně svisle a jeho stěna funguje téměř výhradně jako odolnost proti stlačení. Síly, které mají tendenci kroutit I-paprskem, jsou malé nebo chybí. V kanálu takové síly zpravidla vznikají a jsou značné velikosti, protože příruby působí jako jednosměrné páky. Hodně samozřejmě záleží na tom, jak zátěž dopadne a jak se na ně rozloží. Současně v I-nosníku poskytují příruby tuhost stěně nikoli na jedné straně, jako u kanálu, ale na dvou.
Samozřejmě by se měly porovnávat produkty se stejnými standardními velikostmi (čísly profilu). To znamená, že porovnávaný kanál a I-nosník mají stejnou výšku stěny. Navíc musí mít stejnou nebo alespoň srovnatelnou tloušťku polic a stěn. Stejná podmínka platí pro šířku polic. A pak bude paprsek I ve srovnání s kanálem silnější než on. To je však pouze v případě, že se tyto výrobky používají jako nosný nosník, instalovaný, jak by měl být, svisle – s povrchem spodní police na podpěrách (nosné stěny konstrukce).
Pokud jsou srovnávané profily stejné standardní velikosti a se stejnou nebo srovnatelnou tloušťkou stěny a rozměry police vystaveny zatížení (síle) ze strany (kolmo k jejich svislé ose v rovině průřezu), je kanál pevnější . Například, když jsou výrobky položeny na bok (konce polic jsou na nosné ploše nebo lze kanál ještě umístit na jeho stěnu) a fungují jako nosný prvek pro konstrukci s nízkou hmotností. Faktem je, že kanál i nosník I nejsou navrženy pro velká zatížení směřující kolmo k rovině jejich stěny.
Výhoda žlabu ve vyšší odolnosti vůči bočnímu zatížení je dána následujícím. Jeho police jsou umístěny na jedné straně stěny. V I-paprsku vyčnívají z obou stran a ve stejné vzdálenosti. Díky tomu je těžiště kanálu mimo jeho průřez. Směrem ke koncům polic je odsazena vzhledem ke stěně. A u I-paprsku je těžiště umístěno přesně ve středu jeho průřezu (stěny).
Právě kvůli tomuto rozdílu v umístění těžiště je zátěžová odolnost těchto výrobků odlišná. Pokud jde o boční nárazy, kanál je silnější. Pro porovnání jakéhokoli I-paprsku a kanálu je v každém jednotlivém případě nutné vzít v úvahu nejen standardní velikost (výška stěny), ale také hlavní rozměrové charakteristiky průřezu profilu uvedené v tabulkách GOST. pro sortiment těchto produktů. Jak je uvedeno výše, jedná se především o tloušťku stěn a polic výrobků. Šířka polic je neméně důležitá. Pevnost je také ovlivněna poloměrem zakřivení mezi stěnou a policemi.
2 Jak rychle porovnat kanál a paprsek I
Abyste rychle zjistili, který je silnější, musíte najít hodnoty jejich momentů odporu vzhledem k osám X a Y (Wx a wy). Výrobek s vyššími hodnotami těchto vlastností bude silnější.
Moment odporu je geometrický parametr průřezu libovolného výrobku, který charakterizuje odolnost v uvažovaném průřezu vůči krutu nebo ohybu vzhledem ke zvolené ose. Používá se pro následný výpočet pevnosti materiálů a ve vzorcích stavební a stavební mechaniky.
U kanálu a nosníku I podle jejich GOST prochází osa X v rovině průřezu středem stěny, kolmo k ní a rovnoběžně s přírubami. Moment odporu je kolmý k ose, vůči které se počítá. V souladu s tím Wx I-nosníky a kanály určují jejich odolnost vůči zatížením a silám směřujícím kolmo k pásnicím a podél stěny. To znamená, že tyto výrobky fungují jako nosné konstrukční prvky a jsou instalovány ve své hlavní poloze – na spodní polici.
Osa Y prochází v rovině průřezu těžištěm a kolmo k přírubám, protíná osu X a svírá s ní pravý úhel. Ve skutečnosti je těžiště umístěno v průsečíku Y s X. U I-paprsku je tedy osa Y umístěna přesně na svislé ose stěny, zatímco u kanálu je s ní rovnoběžná a pohybuje se za ní mezi přírubami, protože tento výrobek má posunuté těžiště. Posun je způsoben skutečností, že kanály kanálu vyčnívají pouze z jedné strany vzhledem ke stěně.
V souladu s tím moment odporu vzhledem k ose Y (Wy) charakterizuje odolnost těchto výrobků vůči silám směřujícím kolmo ke stěně a podél polic. Pro I-nosník, kdy spočívá na okrajích polic na jedné straně a zátěž tlačí na protější stranu a/nebo na povrch stěny. Kanál může mít dvě polohy. Když spočívá na povrchu stěny nebo jako I-nosník na okrajích polic. Jeho Wy v obou případech je stejný a odolává silám směřujícím ze strany protilehlé k nosné ploše.
Jak je uvedeno výše, paprsek I i kanál Wx vždy větší než Wy.
Je to dáno tím, že tyto výrobky jsou konstrukčně navrženy pro vyšší odolnost vůči zatížením směřujícím kolmo k přírubám a podél stěny, tedy kolmo k ose X. Proto při použití I-nosníku nebo kanálu jako nosné konstrukční prvky, musí být namontovány tak, aby jejich stěna byla umístěna svisle a zatížení bylo absorbováno povrchem polic.
3 Porovnání některých standardních velikostí kanálů a I-paprsků
Na příkladu několika standardních velikostí kanálu a I-paprsku porovnáme sílu těchto produktů. Zároveň zjistíme, jak to závisí na hlavních rozměrech průřezu diskutovaných výše.
Porovnání kanálů a I-nosníků se stejnými standardními rozměry bude muset být provedeno mezi produkty s rozměry průřezu, které jsou co do hodnoty nejbližší, protože některé z těchto parametrů jsou vždy odlišné. Tyto profily jsou vyráběny v takovém sortimentu, že se vzájemně doplňují a nenahrazují.
Pomocí níže uvedené tabulky můžete porovnat charakteristiky (včetně momentů odporu) profilů uvedených standardních velikostí odpovídajících GOST.
