Tepelná rozťažnosť hliníka a ocele: Na čo myslieť pri montáži

Dlhé hliníkové a oceľové prvky menia pri kolísaní teploty svoje rozmery. Pri montáži s tým treba počítať najmä pri fasádach, opláštení, zábradliach a spojoch rôznych kovov.

Čo je tepelná rozťažnosť kovov?

Pri zahrievaní sa kovový prvok predlžuje a pri ochladzovaní skracuje. Veľkosť zmeny závisí od materiálu, dĺžky prvku a zmeny jeho teploty. Ak kotvenie pohyb obmedzí, v konštrukcii môže vzniknúť napätie a diel sa môže zdeformovať.

O koľko viac sa rozťahuje hliník než oceľ?

Hliník sa pri rovnakom oteplení predĺži približne dvakrát toľko ako bežná konštrukčná oceľ. Pri hliníkovom obklade na oceľovom ráme preto treba umožniť vzájomný pohyb oboch dielov. Hodnoty v tabuľke sú orientačné. Presný súčiniteľ závisí od zliatiny a teplotného rozsahu.

Ako vypočítať tepelnú rozťažnosť hliníka a ocele?

ΔL = α × L × ΔT

• ΔL je zmena dĺžky v mm.
• α je súčiniteľ dĺžkovej tepelnej rozťažnosti v mm/(m·K).
• L je pôvodná dĺžka v metroch.
• ΔT je zmena teploty v °C alebo K.

Šesťmetrový hliníkový profil sa pri oteplení o 50 °C predĺži o 6,9 mm (0,023 × 6 × 50). Rovnako dlhý profil z konštrukčnej ocele sa predĺži o 3,6 mm. Rozdiel 3,3 mm treba zohľadniť pri návrhu spoja.

Dilatačné škáry umožňujú pohyb dielov

Šírka škáry závisí od dĺžky prvku, materiálu, očakávaných teplôt a kotvenia. Pri pevnom bode na konci sa pohyb prejaví na opačnom konci. Pri pevnom bode uprostred sa rozdelí do oboch smerov. Škáry sa využívajú pri fasádnych obkladoch, oplechovaní, strešných prvkoch a dlhých zábradliach. Kotvenie musí umožniť pohyb, na ktorý je škára navrhnutá.

Pevné a posuvné kotvenie

Pevný bod určuje polohu prvku. Posuvné body umožňujú jeho pohyb v pozdĺžnom smere. Používajú sa napríklad podlhovasté otvory v smere dilatácie alebo posuvné príchytky. Pri montáži dodržte pokyny výrobcu spojovacieho systému a pri nosných prvkoch zohľadnite aj pevnosť a stabilitu kotvenia.

Na čo si dať pozor pri spojení hliníka a ocele?

Okrem rozdielnej rozťažnosti môže pri kontakte kovov za prítomnosti vlhkosti vznikať galvanická korózia. Riziko ovplyvňuje kombinácia materiálov, povrchová úprava a prostredie. Pri návrhu spoja zvážte izolačné podložky alebo oddeľovacie pásky a vyberte spojovací materiál vhodný pre dané zaťaženie a prostredie.

Päť situácií, keď sa na tepelnú rozťažnosť ľahko zabudne

1. Montáž za chladu. Profil potrebuje priestor na predĺženie počas leta.
2. Plošné opláštenie. Pevné uchytenie môže spôsobiť zvlnenie plechu.
3. Kombinácia kovov. Oceli a hliníku treba umožniť vzájomný pohyb.
4. Tuhé spoje. Pevné dotiahnutie vo všetkých bodoch môže zablokovať dilatáciu.
5. Priame slnko. Teplota povrchu môže byť vyššia než teplota okolitého vzduchu.

Na čo myslieť pred rezaním a vŕtaním?

Už pri návrhu si stanovte materiál, dĺžku jednotlivých dielov a rozsah prevádzkových teplôt. Podľa vypočítanej zmeny dĺžky navrhnite kotvy, škáry a spoje. Pri dlhších zostavách môže pomôcť rozdelenie na kratšie úseky, ktoré sa pohybujú samostatne.

Čítajte ďalej

Ako rezať hliník bez ostrapov a deformácií?

Pásovina, plochá oceľ a plocháč: Aký je rozdiel a ako si vybrať?

Ako vybrať hrúbku oceľového plechu podľa spôsobu použitia

© Atreon