Ребра жорсткості на металі: що це і навіщо вони потрібні

Поряд з низкою переваг (простота обробки, мала маса, стійкість до корозії) у тонколистового металу як матеріалу для будівельних та  оздоблювальних конструкцій є важливий недолік. Мала товщина призводить до того, що метал погано чинить опір деформуючим навантаженням. В результаті для отримання потрібної міцності потрібно  збільшувати товщину металу, або застосовувати інші технологічні рішення.
Одне з таких рішень – включення в конструкцію ребер жорсткості. Ці елементи забезпечують збереження початкової геометрії деталі або конструкції в цілому, при цьому загальна маса виробів якщо і зростає, то незначно.

Що таке ребро жорсткості?

Ребро жорсткості – це частина деталі або конструкції, яка приймає на себе головне  навантаження. За рахунок цього виріб стає менш схильним до деформації, та  може витримувати:

• Більше ваги в статиці.
• Більше зусилля в динаміці.

Ребра жорсткості можуть бути або невід’ємною частиною виробів , чи  окремим елементом. У другому випадку дуже важливо, щоб ребро якомога міцніше кріпилося до деталі – від цього безпосередньо залежить ефективність перерозподілу навантаження.

Навіщо в конструкцію включають ребра жорсткості?

Вироби з тонколистового металу – стельові панелі, фасадні панелі, касети для зовнішньо облицювання будівель, елементи металевих панельних огорож та ін. – відрізняються малою масою. Але при цьому тонкий метал при статичних та динамічних навантаженнях може деформуватися, що призводить до погіршення експлуатаційних якостей і зовнішнього вигляду об’єкта.

Вирішується ця проблема включенням ребер жорсткості в конструкцію, ще на етапі проектування:

• По-перше, ребро жорсткості незначно збільшує масу виробу. Завдяки цьому забезпечується економія на матеріалі, а також зниження навантаження на несущу основу .
• По-друге – і це найважливіше – будь ребро жорсткості приймає на себе більшу частину навантаження. Це забезпечує захист деталі від деформації – прогину, перекосу або зминання. Чим більше ребер жорсткості має деталь, та  чим правильніше їх конфігурація була розрахована при проектуванні, тим ефективніше буде захист від деформацій.
• Нарешті, ребра жорсткості видимі на лицьовій поверхні деталі, та виконують також  декоративну функцію. Це ж стосується і тих випадків, коли в якості ребер виступають кути об’ємного елементу.

Види ребер жорсткості

Забезпечення жорсткості деталі з тонколистового металу можливо декількома способами:

• Найпростіший – виготовлення конструкції з декількома гранями. У цьому випадку кожен стик граней буде грати роль додаткового ребра жорсткості. Так, наприклад, П-подібний в поперечному перерізі профіль набагато краще протистоїть деформації в порівнянні з пласкою деталлю, а виріб з квадратним перетином перевершує по жорсткості П-подібний елемент.

• Друге популярне рішення – додавання додаткових ребер жорсткості. Як правило, ці елементи робляться з профільованого металу – куточка, швелера, двутавра, профільованої труби та ін. Вони закріплюються з виворітного боку в ході монтажу та  приймають на себе більшу частину навантаження від пласких елементів.
• Нарешті, є ще одне витончене рішення – посилення жорсткості в місці з’єднання деталей. З’єднувальний вузол в цей час  проектується з таким розрахунком, щоб при стикуванні декількох елементів формувалося відразу кілька ребер жорсткості. Крім того, на всьому протязі стику збільшується товщина металу за рахунок накладки декількох шарів.

Ребра жорсткості включені в конструкцію практично всіх виробів з тонколистового металу:

• Фасадні та  стельові рейки, касети і панелі оснащуються численними ребрами, що запобігають деформації. Профілі ламелей, які використовуються для монтажу огороджувальних конструкцій ( «Ранчо», «Жалюзі») також по всій довжині оснащуються ребрами жорсткості, що перешкоджають прогину та  скручують деформації.
• Також в асортименті представлені об’ємні профілі (жалюзі «Ексклюзив Лего»), перетин яких максимально захищає конструкцію від деформації навіть при сильному навантаженні.
• Нарешті, в суцільних конструкціях – «Брус», «Горизонт», «Вертикаль» – поздовжні замки на стику деталей виконують функцію додаткових посилених ребер.

Незалежно від типу деталі, ребро жорсткості забезпечить підвищення її міцності при збереженні маси. Впровадження в конструкцію таких елементів дозволяє надавати виробам з тонколистового металу максимально можливу міцність.