Ako ste inženjer ili student tehnike, vjerovatno ćete u nekom trenutku naići na proces savijanja šipke.
Savijanje šipki je osnovna tehnika koja se koristi u armiranobetonskoj konstrukciji i ključni je dio osiguravanja sigurnosti zgrada, mostova i drugih konstrukcija i dugotrajnosti.
Ali jeste li ikada razmišljali o tome kako funkcionira savijanje šipki ili zašto inženjeri moraju znati kako to učiniti? U ovom postu na blogu ćemo pogledati u svijet savijanja šipki i razgovarati o alatima, tehnikama i sigurnosnim brigama koje trebate znati da biste uspjeli u ovom važnom dijelu građevinskog inženjeringa.
Ovaj članak će vas naučiti svemu što trebate znati o fascinantnom svijetu savijanja šipki, bilo da tek počinjete svoju karijeru ili želite naučiti više.
Pa počnimo!
Uvod u savijanje šipki u armiranobetonskoj konstrukciji
Formalna definicija:
U armiranobetonskoj konstrukciji, proces savijanja armaturnih šipki u različite oblike.
Savijanje šipki je važan dio izrade i savijanja čeličnih armaturnih šipki i greda koje se koriste za ojačavanje betona u građevinarstvu.
Raspored savijanja šipke je skup naučnih mjerenja koja opisuju kako se odvija proces savijanja šipke.
Ovaj raspored prikazuje tehničke zahtjeve za armirani beton.
Pokazuje gdje treba da idu savijene šipke i koliko šipki treba ići na određenim mjestima.
Raspored savijanja šipki je lista svih pravila i informacija o armaturi koja se moraju poštovati kada se vrši savijanje šipki.
Ne možete reći dovoljno o tome koliko je važno koristiti raspored za savijanje šipki.
Ako krivo izrežete ili savijete čelik, mogli biste izgubiti mnogo novca, što bi moglo dodati do 10% ukupne cijene projekta.
Koristeći raspored savijanja šipki, možete osigurati da se rezanje i savijanje obavi u tvornici, a zatim pošalje na gradilište.
Ovo štedi vrijeme i novac na izgradnji.
Takođe smanjuje količinu potrošene armature prilikom rezanja, poboljšava kontrolu kvaliteta na gradilištu i olakšava brži rad na gradilištu.
Uloga armaturnih šipki u betonskoj konstrukciji
Armaturne šipke su važan dio gradnje sa betonom jer čine beton jačim i duže traju.
Šipke se postavljaju na mesta gde postoji verovatnoća da će doći do napetosti i pucanja.
Gotovo uvijek su deformirane okrugle šipke s rebrastim šarama namotanim na njihove površine.
Uzorci se mijenjaju ovisno o tome tko ih pravi, ali svi oni osiguravaju da se beton i armatura dobro drže zajedno.
Čvrstoća i izdržljivost armiranobetonskih konstrukcija zavise od niza stvari, kao što su proporcije mješavine, način na koji se beton postavlja i obrađuje, te omjer vode i cementnih materijala.
Ali proces savijanja također mijenja koliko su čvrste i dugotrajne armiranobetonske konstrukcije u cjelini.
Vlakna za ojačanje će biti izložena vlačnim naprezanjima kada se savijajući elementi savijaju vanjskim opterećenjem.
Utjecaj savijanja šipki na armiranobetonske konstrukcije
Koliko se armaturne šipke lijepe za beton oko sebe ovisi o tome kako izgledaju izvana.
Čelične armaturne šipke su mnogo čvršće od drugih materijala poput BFRP šipki.
To čini gredu u cjelini čvršćom.
BFRP šipke će se slomiti zbog duktilnosti, što se ne vidi kod tradicionalnih savitljivih elemenata ojačanih BFRP-om.
To nije slučaj s nedovoljno ojačanim gredama ojačanim čelikom.
Značaj savijanja šipki u armiranobetonskoj konstrukciji
Još uvijek je teško razumjeti? Dozvolite mi da malo promijenim tačku gledišta:
Jeste li umorni od stvaranja stvari koje traju dugo? Želite da svoje inženjerske projekte učinite zanimljivijim i haotičnijim?
Pa, zaboravite sve što znate o izgradnji od armiranog betona i počnite savijati te šipke u svim različitim smjerovima.
Na kraju krajeva, kome je potrebna stabilnost i izdržljivost kada se možete zabaviti sa svojim alatima i tehnikama? Šalim se, ne radi to, molim te.
Vratimo se sada na objašnjenje.
Oblici i upotreba armaturnih šipki
Armature ili armaturne šipke se koriste za jačanje betonskih konstrukcija.
Dolaze u različitim dužinama i debljinama i često imaju izbočine ili izbočine koje im pomažu da se zalijepe za beton.
Postoje različite vrste armaturnih šipki, kao što su šipke od mekog čelika, deformisane šipke i šipke za armiranje izrađene od lima.
Vrste armaturnih šipki
Šipke od mekog čelika se lako režu i mogu se savijati bez lomljenja.
Deformirane armature imaju uzorak koji olakšava betonu da se zalijepi za površinu čelika za armiranje.
Limene armaturne šipke izrađuju se od komada žarenog čeličnog lima savijenog u nabore i probušenih u pravilnim razmacima.
Savijanje oblika
U zavisnosti od toga za šta će se koristiti, armaturne šipke se mogu savijati u različite oblike.
Šipke za ojačanje moraju biti savijene tako da se mogu uklopiti u oblike prikazane na crtežima dizajna.
Neki primjeri oblika savijanja uključuju:
- Poprečna šipka: Poprečna šipka je šipka za ojačanje koja je savijena u određeni oblik kako bi se oduprla aksijalnim vlačnim i tlačnim silama.
- Ravna šipka sa krajnjom kukom: Ravna šipka sa krajnjom kukom koristi se za spajanje dvije ili više šipki za armiranje.
- Uzengija: Uzengija je petlja od armaturne šipke koja se koristi za jačanje stupova, greda i betonskih ploča.
- Veza kolone: Veza kolone je šipka koja drži okomite šipke oko kolone u krugu.
Upotreba armaturnih šipki
Šipke za ojačanje se koriste u mnogim različitim vrstama građevinskih projekata, kao što su:
- Temelji: Šipke za ojačanje pružaju duboke temelje za podupiranje teških konstrukcija kao što su mostovi i neboderi.
- Podovi i stepenice: armaturne šipke se koriste za povećanje čvrstoće i potpore podnim pločama i stepenicama.
- Krovovi: armaturne šipke se koriste u krovnoj konstrukciji kako bi izdržale težinu krova i pružile potporu.
- Propusti, drenažne strukture i mali betonski kanali: armaturne šipke pružaju dodatnu snagu i potporu ovim strukturama.
Tehnike i alati za savijanje armaturnih šipki
Postoji nekoliko alata i tehnika koje se koriste za savijanje armaturnih šipki, uključujući ručne savijače, hidraulične savijače i električne automatske savijače armature.
Tehnike savijanja
- Ručni savijači: Najosnovnija metoda savijanja armature je ručno savijanje pomoću cijevi ili šipke.
Ali ova metoda ima svoje granice.
Ne može savijati šipke vrlo velikih prečnika, a oštećuje armaturu gdje se savijaju.
Hidraulički savijači su naprednije mašine koje koriste profesionalna preduzeća.
Ove mašine mogu savijati armaturne šipke bilo koje veličine, oblika ili tipa sa velikom tačnošću i preciznošću.
- Električni automatski savijači armature: Ove mašine su savršene za izvođače, proizvođače i graditelje koji moraju lako i precizno savijati šipke.
Veličina i oblik šipke određuju koji je alat ili tehnika najprikladniji za savijanje.
Na primjer, ručni savijači mogu biti dovoljni za male projekte, dok su hidraulični savijači ili električni automatski savijači armature prikladniji za veće projekte koji zahtijevaju precizno savijanje armature kako bi se pravilno ojačale betonske konstrukcije.
Savijanje armaturnih šipki u odnosu na vruće valjane i hladno gotove čelične okrugle šipke
- Vruće valjane čelične okrugle šipke: vruće valjane čelične šipke su savitljivije od hladnog obrađenog čelika, što olakšava rad.
Ova vrsta čelične šipke se često koristi za izradu okvira, ukrasa, okova, osovina i strukturnih ojačanja.
- Okrugle šipke od hladnog obrađenog čelika: Hladno obrađeni čelik ima tendenciju većeg popuštanja i zatezne čvrstoće od toplo valjanog čelika.
Bolji je za strojnu obradu jer ima vrhunsku završnu obradu i bitne su tačne dimenzije.
Pri izradi toplo valjanog čelika koriste se temperature iznad 1700°F (926°C).
Metal se provlači kroz valjke koji ga istiskuju u pravi oblik.
Čelik koji je hladno dorađen je uglavnom toplo valjani čelik na kojem se više radilo.
Nakon što se toplo valjani čelik ohladi, ponovo se valja na sobnoj temperaturi kako bi se dobile preciznije veličine i bolja završna obrada.
Sigurnosna razmatranja kod savijanja šipki
Kada rade sa opremom za savijanje šipki, inženjeri moraju razmišljati o sigurnosti kako bi bili sigurni da radnici ne budu ozlijeđeni.
Lična zaštitna oprema (PPE)
Lična zaštitna oprema (PPE) kao što su maske za prašinu, naočare ili zaštitne naočale koje se neće lomiti, zaštitne cipele koje neće skliznuti, kacige i zaštita sluha su najvažnija sigurnosna mjera.
Odgovarajuća obuka i sigurnosne mjere
Prije upotrebe uređaja za savijanje armature, inženjeri bi trebali proći odgovarajuću obuku i proći mjere opreza, kao što je istovar armature što je moguće bliže radnom području i korištenje pravih tehnika podizanja.
Trebali bi paziti gdje stavljaju ruke dok rukuju savijačem i izbjegavati da ih stavljaju u blizinu metalne armature.
Zaštita izbočene armature
Prilikom rada sa armaturom na gradilištu, inženjeri bi trebali zaštititi izbočenu armaturu štitnicima koji mogu izdržati pad od najmanje 250 funti s visine od deset stopa.
Čelikom ojačane kapice za armaturu, kape od karnija, drvena korita i savijanje armature su uobičajeni načini zaštite.
Zaštita od pada i/ili prevencija pada
Kada zaposleni rade na bilo kojoj visini iznad izložene armature, mora postojati način da se zaštite od pada ili da ne padnu.
Zaštita mašina
OSHA kaže da bi poslodavci trebali osigurati da sve sigurnosne karakteristike na mašinama za baliranje rade ispravno i da se mašine koriste na pravi način.
Takođe, inženjeri mogu koristiti pojas da spreče savijače šipki da savijaju svoje torzoe kada moraju ručno savijati šipke, a mogu postaviti različite udaljenosti ruku za savijanje šipki različitih promjera.
Na kraju, OSHA predlaže načine za zaštitu mašina povezanih s amputacijama na radnom mjestu korištenjem efikasne zaštite mašine ili procedura zaključavanja/označavanja kada su zaštitne mjere prekršene ili ne štite radnike od opasne energije tokom servisiranja i održavanja.
Izračunavanje momenta inercije za šipku savijanja
Da bi izračunali moment inercije šipke za savijanje, inženjeri prvo moraju odrediti vrstu šipke s kojom rade.
Za različite vrste šipki, poput šipke za savijanje ili šipke, postoje različiti načini za određivanje momenta inercije.
Segmentiranje preseka grede
Da bi započeli proračun, inženjeri moraju podijeliti dio grede na dijelove i otkriti gdje je neutralna osa (NA).
Prije nego što možete pronaći moment inercije, također morate znati težište, ili centar mase, presjeka.
Na primjer, okomito (y) težište se koristi za pronalaženje momenta inercije presjeka oko njegove horizontalne (XX) ose.
Teorema paralelne ose
Inženjeri moraju koristiti "Teoremu paralelne ose" da bi utvrdili ukupan moment inercije presjeka.
Budući da je dio grede sastavljen od tri pravokutna dijela, inženjeri moraju odrediti moment inercije za svaki dio i koristiti formulu I = I0 + Ad2 da ih sve spoje.
Izračunavanje momenta inercije površine
Iy = x2dA daje vam moment inercije površine za pravougaoni presek.
Za savijanje oko y-ose, Moment inercije se može zapisati kao Iy = x2 dA, gdje je Iy Površinski moment inercije vezan za y-os, a x je udaljenost od y-ose do elementa dA koja je okomito na y-osu.
Izračunavanje momenta inercije za štap
Za štap, inženjeri mogu direktno izračunati njegov moment inercije ili ga dobiti iz izraza centra mase koristeći teorem o paralelnoj osi.
U zaključku, inženjeri prvo moraju shvatiti s kakvom šipkom ili šipkom rade, a zatim koristiti ispravnu metodu proračuna kako bi utvrdili moment inercije.
Da biste izvršili matematiku, morate podijeliti dio grede na komade, odrediti neutralnu os, pronaći težište ili centar mase i koristiti teoremu o paralelnoj osi.
Potporne šipke za savijanje
Podrška šipkama za savijanje u radnim pločama
Ploče, posebno one u barovima, mogu se vremenom početi savijati, što znači da im je potrebna veća podrška kako se ne bi pogoršale.
Evo nekoliko načina na koje možete pomoći:
- Uvjerite se da je struktura ispod radne ploče čvrsta.
Konstrukcija ispod radne ploče mora biti čvrsta i ne savijati se.
Nosači se mogu koristiti za podupiranje nadvišene radne ploče.
- Koristite zagrade.
Nosači bi trebali dosezati unutar četiri inča od ruba radne površine kako bi spriječili preveliku težinu i pritisak na radnu ploču bez odgovarajuće potpore.
Treba koristiti pričvršćivače kako bi držači sigurno bili na mjestu.
- Koristite četvrtaste stupove.
Kvadratni stubovi na uglovima prepusta pulta su jeftin način da dodate stil vašoj kuhinji, a da pritom ne oštetite banku.
- Umetnite čelične šipke: Također možete dodati potporu stavljanjem čeličnih šipki od 1/4" ispod ili na grubi vrh granitne ploče.
Važno je znati da se većina radnih ploča može podići 12" bez ikakve pomoći, tako da ako je vaš prevjes duži od ovoga, morat ćete dodati još potpore.
Provjerite s osobom koja je napravila vašu radnu ploču kako biste saznali koliko razmaknuti nosači nosača trebaju biti postavljeni.
Zaključno, možete dati više potpore radnoj ploči sa savijanjem tako što ćete osigurati da ima čvrstu noseću strukturu.
To možete učiniti pomoću nosača, četvrtastih stupova ili čeličnih šipki ugrađenih u radnu ploču.
Ovo će spriječiti pogoršanje oštećenja i produžiti radnu površinu.
Ograničavanje savijanja u metalnim šipkama
Kada je metalna šipka pod opterećenjem, može se saviti.
Nekoliko stvari se može učiniti da se zaustavi ili ograniči savijanje.
Podebljajte šipku
Jedan od načina da to učinite je da šipku učinite debljom, što je čini čvršćom i manjom vjerovatnoćom da se savija.
Promijenite materijal
Drugi način je prebaciti materijal šipke na materijal s većom graničnom zateznom čvrstoćom.
Ovo može učiniti da šipka može podnijeti veću silu prije nego što se savije.
Smanjite Moment Arm
Treći način je da isečete dužinu kraka momenta, ali da zadržite istu debljinu.
To znači da je opterećenje bliže osloncu, što smanjuje silu koja čini da se oslonac savija.
Čelične armaturne šipke
Preporučuju se veliki prečnici savijanja za čelične armaturne šipke kako bi se ograničilo naprezanje koje se stavlja na čelik tokom hladnog rada i smanjila mogućnost krtljenja nakon deformacije.
ASTM A767/A767M Tablica 2 daje smjernice za prečnik savijanja koji treba koristiti na osnovu nominalne veličine šipke.
Ako slijedite ove prijedloge, savijanje će uzrokovati manje preostalog naprezanja.
Ako armaturnu šipku treba savijati jače nego što je preporučeno, može se zagrijati na 900 F do 1050 F (480 C do 560 C) jedan sat po inču prečnika šipke kako bi se smanjila količina preostalog naprezanja.
Izračunavanje naprezanja i neutralne ose
Da bismo odredili napon savijanja, moramo znati gdje je neutralna os grede i kako odrediti drugi moment površine za dati poprečni presjek.
Kada se par ili moment savijanja M stavi na nešto, ono se savija.
Kod čistog savijanja, baš kao i kod torzije, postoji os u kojoj su napon i deformacija jednaki nuli.
To se zove neutralna os.
Da biste spriječili da se grede s koncentriranim momentima savijanja previše savijaju, morate razumjeti normalno naprezanje zbog savijanja i centar savijanja za savijanje grede.
Ukratko, postoji nekoliko načina da spriječite savijanje metalnih šipki, kao što je debljanje šipke, promjena materijala ili skraćivanje kraka momenta.
Veliki promjeri savijanja su najbolji za armaturne šipke od čelika.
Da bismo utvrdili koliki je napon uzrokovan savijanjem, moramo znati neutralnu os grede i odrediti drugi moment površine.
Također, morate znati o normalnom naprezanju zbog savijanja i savijajućem centru za savijanje grede ako želite spriječiti da se grede s koncentriranim momentima savijanja previše savijaju.
Osnove rasporeda savijanja šipki
Savjet: Uključite dugme za titl ako vam je potrebno. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu za podešavanja, ako niste upoznati sa govornim jezikom. Možda ćete morati prvo kliknuti na jezik videozapisa prije nego što vaš omiljeni jezik postane dostupan za prijevod.
Slučajevi upotrebe
| Koristi se u: | Opis: |
|---|---|
| Ojačanje stuba: | Armaturne šipke se često dodaju betonskim stupovima kako bi bili jači i stabilniji. Da bi šipke bile odgovarajuće veličine i oblika, potrebno ih je savijati posebnim alatima i metodama. |
| Ojačanje greda: | Armaturne šipke se također koriste za jačanje betonskih greda, koje su važne za izdržavanje težine zgrade. Da bi se šipke uklopile u betonski kalup i pružile potrebnu potporu, potrebno ih je saviti u određene oblike i veličine. |
| Betonske ploče: | Ponekad se armaturne šipke koriste za jačanje betonskih ploča, poput onih koje se koriste za izgradnju podova ili temelja. Da bi beton bio jači i stabilniji, šipke se moraju saviti u rešetkasti uzorak i postaviti u beton. |
| Držni zidovi: | Armaturne šipke se također koriste za jačanje betonskih potpornih zidova, koji su napravljeni da zadržavaju tlo ili druge materijale. Šipke se savijaju u određene oblike i veličine kako bi se uklopile u strukturu i dale joj veću snagu da izdrži pritisak tla. |
| Izgradnja mosta: | Šipke za ojačanje se koriste da mostovima daju veću snagu i potporu kada se grade. Kako bi se uklopila konstrukcija i pružila joj potrebna potpora, šipke se moraju saviti u određene oblike i veličine. |
| Velike, visoke zgrade: | Armature su važne za izgradnju visokih zgrada jer se koriste za ojačavanje betonskih stubova, greda i podova. Šipke moraju biti savijene u određene oblike i veličine kako bi se uklopile u zgradu i dale joj potrebnu podršku da zadrži svoju težinu. |
Zaključak
Kako dolazimo do kraja ovog pogleda na svijet savijanja šipki, vrijedi razmisliti o tome koliko je ova tehnika važna u inženjerstvu i građevinarstvu općenito.
U svojoj srži, savijanje šipki se odnosi na oblikovanje sirovina u oblike koji su jaki, izdržljivi i koji mogu izdržati sile prirode i test vremena.
Potrebna je kombinacija tehničke vještine, kreativnosti i rješavanja problema i pokazuje kako ljudska kreativnost može promijeniti svijet oko nas.
Savijanje šipki je korisno na mnogo načina, ali takođe pokazuje koliko su zanatstvo i pažnja posvećena detaljima važni u inženjeringu.
Svako savijanje, uvijanje i krivina u šipki za ojačanje je prilika da se učini jačom i izdržljivijom, a svaka greška ili previd može dovesti cijelu strukturu u opasnost.
Kao inženjeri, naš je posao da radimo svoj posao pažljivo i precizno i da znamo mnogo o materijalima i silama u igri.
Dakle, sljedeći put kada vidite zgradu ili most od armiranog betona, zastanite i razmislite o vještini i umjetnosti koja je uložena u njegovu izradu.
A ako ste inženjer ili student inženjerstva, zapamtite da savijanje šipki nije samo vještina koju treba naučiti, već i znak koliko moćne mogu biti kreativnost i inovativnost.
Možete pomoći u oblikovanju svijeta oko nas i izgradnji sigurnije, stabilnije budućnosti ako imate prave alate, znanje i stav.
Linkovi i reference
Priručnik za armiranje:
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
Savijanje i ravnanje armaturnih šipki stepena 60.
Podijelite na…
