Forståelse Af Stangbøjning I Konstruktion

Hvis du er ingeniør eller ingeniørstuderende, vil du sandsynligvis støde på processen med stangbøjning på et tidspunkt.

Stangbøjning er en grundlæggende teknik, der bruges i armeret betonkonstruktion, og det er en vigtig del af at sikre, at bygninger, broer og andre strukturer er sikre og holder i lang tid.

Men har du nogensinde tænkt over, hvordan stangbøjning fungerer, eller hvorfor ingeniører skal vide, hvordan man gør det? I dette blogindlæg vil vi se ind i stangbøjningens verden og tale om de værktøjer, teknikker og sikkerhedsproblemer, du skal vide for at klare dig godt i denne vigtige del af byggeteknik.

Denne artikel vil lære dig alt, hvad du behøver at vide om den fascinerende verden af ​​bøjning af stang, uanset om du lige er startet i din karriere eller ønsker at lære mere.

Så lad os komme i gang!

Introduktion til stangbøjning i armeret betonkonstruktion

Formel definition:

I armeret betonkonstruktion, processen med at bøje armeringsstænger til forskellige former.

Stangbøjning er en vigtig del af fremstilling og bukning af stålarmeringsstænger og -bjælker, som bruges til at forstærke beton i byggeri.

Stangbøjningsskemaet er et sæt videnskabelige målinger, der beskriver, hvordan processen med at bøje en stang udføres.

Denne tidsplan viser de tekniske krav til armeret beton.

Den viser, hvor bøjede stænger skal gå, og hvor mange stænger, der skal gå bestemte steder.

Stangbøjningsskemaet er en liste over alle regler og informationer om armering, der skal følges, når stangbøjning udføres.

Du kan ikke sige nok om, hvor vigtigt det er at bruge et skema til at bøje stænger.

Hvis du skærer eller bukker stål forkert, kan du miste mange penge, hvilket kan udgøre op til 10 % af de samlede omkostninger ved projektet.

Ved at bruge en stangbukningsplan kan du sikre dig, at skæringen og bukningen er udført på fabrikken og derefter sendt til arbejdsstedet.

Dette sparer tid og penge på byggeriet.

Det reducerer også mængden af ​​spildt armering ved skæring, forbedrer kvalitetskontrollen på stedet og gør det nemmere at arbejde hurtigere på stedet.

Rollen af ​​armeringsstænger i betonkonstruktion

Armeringsjern er en vigtig del af at bygge med beton, fordi de gør betonen stærkere og holder længere.

Stængerne sættes på steder, hvor der sandsynligvis vil ske spændinger og revner.

De er næsten altid deformerede runde stænger med ribbede mønstre rullet ind på deres overflader.

Mønstrene skifter alt efter, hvem der laver dem, men de sørger alle for, at beton og armeringsjern hænger godt sammen.

Styrken og holdbarheden af ​​armerede betonkonstruktioner afhænger af en række ting, såsom blandingens proportioner, hvordan betonen placeres og afsluttes, og forholdet mellem vand og cementholdige materialer.

Men bøjningsprocessen ændrer også, hvor stærke og langtidsholdbare armerede betonkonstruktioner som helhed er.

Forstærkende fibre vil blive udsat for trækspændinger, når bøjningselementer bøjes af ydre belastninger.

Effekten af ​​stangbøjning på armerede betonkonstruktioner

Hvor godt armeringsjern klæber til betonen omkring dem afhænger af, hvordan de ser ud på ydersiden.

Stålarmeringsstænger er meget stivere end andre materialer som BFRP-stænger.

Dette gør bjælken som helhed mere stiv.

BFRP-stænger vil knække på grund af duktilitet, hvilket ikke ses i traditionelle BFRP-forstærkede bøjningselementer.

Dette er ikke tilfældet med underarmerede stålarmerede bjælker.

Vigtigheden af ​​stangbøjning i armeret betonkonstruktion

Stadig svært at forstå? Lad mig ændre synspunktet lidt:

Er du træt af at lave ting, der holder i lang tid? Vil du gøre dine ingeniørprojekter mere interessante og kaotiske?

Nå, glem alt, hvad du ved om at bygge med armeret beton, og begynd at bøje disse stænger i alle forskellige retninger.

Når alt kommer til alt, hvem har brug for stabilitet og holdbarhed, når du kan have det sjovt med dine værktøjer og teknikker? Jeg laver sjov, gør det ikke, tak.

Lad os nu gå tilbage til forklaringen.

Former og anvendelser af armeringsstænger

Armeringsjern, eller armeringsstænger, bruges til at gøre betonkonstruktioner stærkere.

De kommer i forskellige længder og tykkelser og har ofte ujævnheder eller kamme for at hjælpe dem med at holde fast i betonen.

Der er forskellige slags armeringsstænger, såsom bløde stålstænger, deforme armeringsjern og armeringsstænger lavet af metalplader.

Typer af armeringsstænger

Bløde stålstænger er nemme at skære og kan bøjes uden at gå i stykker.

Deformerede armeringsjern har et mønster, der gør det lettere for beton at klæbe til overfladen af ​​armeringsstålet.

Pladearmeringsstænger er lavet af stykker af udglødet stålplade bøjet til bølger og udstanset med huller med jævne mellemrum.

Bøjningsformer

Afhængigt af hvad de skal bruges til, kan armeringsstænger bøjes i forskellige former.

Forstærkningsstænger skal bøjes, så de kan passe ind i de former, der er vist på designtegningerne.

Nogle eksempler på bøjningsformer inkluderer:

• Truss-stang: En truss-stang er en forstærkningsstang, der er bøjet til en bestemt form for at modstå aksiale træk- og trykkræfter.
• Lige stang med endekrog: En lige stang med endekrog bruges til at forbinde to eller flere armeringsstænger.
• Stigbøjlen: En stigbøjle er en løkke af armeringsjern, der bruges til at forstærke søjler, bjælker og plader af beton.
• Søjlebånd: Et søjlebånd er en stang, der holder lodrette streger rundt om en søjle i en cirkel.

Anvendelse af armeringsstænger

Armeringsstænger bruges i mange forskellige slags byggeprojekter, såsom:

• Fundamenter: Forstærkningsstænger giver dybe fundament til at understøtte tunge strukturer som broer og skyskrabere.
• Gulve og trapper: Armeringsstænger bruges til at tilføje styrke og støtte til gulvplader og trapper.
• Tage: Armeringsstænger bruges i tagkonstruktion for at modstå tagets vægt og give støtte.
• Stikledninger, drænstrukturer og små betonkanaler: Armeringsstænger giver yderligere styrke og støtte til disse strukturer.

Teknikker og værktøjer til at bøje armeringsstænger

Der er flere værktøjer og teknikker, der bruges til at bøje armeringsstænger, herunder manuelle bøjninger, hydrauliske bøjninger og elektriske automatiske armeringsbøjere.

Bøjningsteknikker

• Manuelle bøjninger: Den mest grundlæggende metode til at bøje armeringsjern er at bøje det manuelt med et rør eller en hickey-stang.

Men denne metode har sine begrænsninger.

Den kan ikke bøje stænger med meget store diametre, og det gør ondt i armeringsjernene, hvor de bøjer.

Hydrauliske bukkere er mere avancerede maskiner, der bruges af professionelle virksomheder.

Disse maskiner kan bukke armeringsjern af enhver størrelse, form eller type med stor nøjagtighed og præcision.

• Elektriske automatiske armeringsjernsbukkere: Disse maskiner er perfekte til entreprenører, producenter og bygherrer, der har brug for at bukke stænger nemt og præcist.

Størrelsen og formen af ​​stangen bestemmer, hvilket værktøj eller hvilken teknik der er bedst egnet til at bøje den.

For eksempel kan manuelle bukkere være tilstrækkelige til små projekter, mens hydrauliske bukkere eller elektriske automatiske armeringsjernsbukkere er bedre egnede til større projekter, der kræver præcise bøjninger i armeringsjernene for at forstærke betonkonstruktioner ordentligt.

Bøjning af armeringsstænger vs. Varmvalsede og kolde runde stålstænger

• Varmvalsede rundstænger af stål: Varmvalsede stålstænger er mere formbare end koldbehandlede stål, hvilket gør det lettere at arbejde med.

Denne type stålstang bruges ofte til at skabe rammer, trim, fittings, aksler og strukturelle forstærkninger.

• Koldbehandlede stålrundstænger: Koldtbehandlet stål har en tendens til at have højere flyde- og trækstyrker end varmvalset stål.

Det er bedre til bearbejdning, fordi det har en overlegen overfladefinish, og nøjagtige dimensioner er afgørende.

Ved fremstilling af varmvalset stål anvendes temperaturer over 1700°F (926°C).

Metallet føres gennem ruller, der klemmer det i den rigtige form.

Stål, der er blevet koldbearbejdet, er for det meste varmvalset stål, der er blevet bearbejdet mere på.

Efter at varmvalset stål er afkølet, rulles det igen ved stuetemperatur for at få mere præcise størrelser og en bedre finish.

Sikkerhedshensyn ved stangbøjning

Når man arbejder med udstyr til at bøje stænger, skal ingeniører tænke på sikkerheden for at sikre, at arbejderne ikke kommer til skade.

Personligt beskyttelsesudstyr (PPE)

Personlige værnemidler (PPE) som støvmasker, briller eller beskyttelsesbriller, der ikke går i stykker, sikkerhedssko, der ikke glider, sikkerhedshjelme og høreværn er den vigtigste sikkerhedsforanstaltning.

Korrekt træning og sikkerhedsforanstaltninger

Inden du bruger en armeringsjernsbukker, bør ingeniører få den rigtige uddannelse og gennemgå sikkerhedsforanstaltninger, såsom at aflæsse armeringsjernet så tæt som muligt på arbejdsområdet og bruge de rigtige løfteteknikker.

De bør være forsigtige, hvor de placerer deres hænder, mens de betjener bøjningsmaskinen, og bør undgå at placere dem i nærheden af ​​metalarmeringsstangen.

Beskyttende fremspringende armeringsjern

Når du arbejder med armeringsjern på en byggeplads, bør ingeniører beskytte fremspringende armeringsjern med afskærmninger, der kan modstå, at mindst 250 pund bliver tabt fra en højde på ti fod.

Stålforstærkede armeringshætter, carnie-hætter, trætrug og bøjning af armeringsjernet er alle almindelige måder at beskytte det på.

Faldsikring og/eller faldforebyggelse

Når medarbejdere arbejder i enhver højde over udsat armeringsjern, skal der være en måde at beskytte dem mod at falde eller stoppe dem i at falde.

Maskinsikring

OSHA siger, at arbejdsgivere bør sikre sig, at alle sikkerhedsfunktioner på ballepressemaskiner fungerer korrekt, og at maskinerne bruges på den rigtige måde.

Ingeniører kan også bruge et bælte til at forhindre stangbukkere i at bøje deres torsoer, når de skal bøje stænger med hånden, og de kan indstille forskellige gribearmsafstande til at bøje stænger med forskellige diametre.

Til sidst foreslår OSHA måder at beskytte maskiner i forbindelse med amputationer på arbejdspladsen ved at bruge effektiv maskinsikring eller lockout/tagout-procedurer, når sikkerhedsforanstaltninger er brudt eller ikke holder arbejdere sikre mod farlig energi under servicering og vedligeholdelse.

Beregning af inertimomentet for en bøjningsstang

For at beregne inertimomentet for en bøjningsstang skal ingeniører først bestemme, hvilken type stang de arbejder med.

For forskellige typer stænger, som en bøjningsstang eller en stang, er der forskellige måder at finde ud af inertimomentet.

Segmentering af stråleafsnittet

For at starte beregningen skal ingeniører opdele bjælkeafsnittet i dele og finde ud af, hvor den neutrale akse er (NA).

Før du kan finde inertimomentet, skal du også kende tyngdepunktet, eller massecentrum, af sektionen.

For eksempel bruges det lodrette (y) tyngdepunkt til at finde inertimomentet for en sektion om dens vandrette (XX) akse.

Parallelaksesætning

Ingeniører skal bruge "Parallel Axis Theorem" for at finde ud af sektionens samlede inertimoment.

Da bjælkeafsnittet består af tre rektangulære stykker, skal ingeniører finde ud af inertimomentet for hvert stykke og bruge formlen I = I0 + Ad2 til at sætte dem alle sammen.

Beregning af areal inertimoment

Iy = x2dA giver dig arealets inertimoment for et rektangulært snit.

Til bøjning rundt om y-aksen kan inertimomentet skrives som Iy = x2 dA, hvor Iy er arealet inertimomentet relateret til y-aksen og x er afstanden fra y-aksen til elementet dA, dvs. Vinkelret på y-aksen.

Beregning af inertimoment for en stang

For en stang kan ingeniører beregne dens inertimoment direkte eller få det fra massemidtpunktsudtrykket ved at bruge Parallel Axis Theorem.

Afslutningsvis skal ingeniører først finde ud af, hvilken slags stang eller stang de arbejder med og derefter bruge den rigtige beregningsmetode til at finde ud af inertimomentet.

For at lave regnestykket skal du opdele bjælkeafsnittet i stykker, finde ud af den neutrale akse, finde tyngdepunktet eller massemidtpunktet og bruge Parallel Axis Theorem.

Understøttende bøjningsstænger

Understøttende bøjningsstænger i bordplader

Bordplader, især dem i stænger, kan begynde at bøje med tiden, hvilket betyder, at de har brug for mere støtte for at undgå at blive værre.

Her er nogle måder, du kan hjælpe på:

• Sørg for, at strukturen under bordpladen er stærk.

Strukturen under bordpladen skal være stærk og ikke bøje.

Beslag kan bruges til at understøtte en overhængende bordplade.

• Brug beslag.

Beslagene skal nå inden for fire tommer fra kanten af ​​bordpladen for at holde for meget vægt og pres fra at blive lagt på bordpladen uden den rigtige støtte.

Befæstelser skal bruges til at holde beslagene sikkert på plads.

• Brug firkantede stolper.

Firkantede stolper i hjørnerne af bordudhænget er en billig måde at tilføje stil til dit køkken uden at bryde banken.

• Indsæt stålstænger: Du kan også tilføje støtte ved at sætte 1/4" stålstænger under eller i den ru top af granitbordpladen.

Det er vigtigt at vide, at de fleste bordplader kan udkrage 12" uden hjælp, så hvis dit udhæng er længere end dette, bliver du nødt til at tilføje mere støtte.

Spørg den person, der har lavet din bordplade, for at finde ud af, hvor langt fra hinanden konsolstøtterne skal placeres.

Afslutningsvis kan du give en bøjningsbar bordplade mere støtte ved at sikre, at den har en solid støttestruktur.

Du kan gøre dette ved at bruge beslag, firkantede stolper eller stålstænger indlejret i bordpladen.

Dette vil forhindre skaden i at blive værre og få bordpladen til at holde længere.

Begrænsning af bøjning i metalstænger

Når en metalstang er under stress, kan den bøjes.

Der kan gøres flere ting for at stoppe eller begrænse bøjning.

Tjek baren

En måde at gøre dette på er at gøre stangen tykkere, hvilket gør den stivere og mindre tilbøjelig til at bøje.

Skift materiale

En anden måde er at skifte stangens materiale til et med en højere ultimativ trækstyrke.

Dette kan gøre, at stangen kan tage mere kraft, før den bøjer.

Reducer Moment-armen

En tredje måde er at skære længden af ​​momentarmen, men holde tykkelsen den samme.

Det betyder, at belastningen er tættere på støtten, hvilket sænker den kraft, der får støtten til at bøje.

Stålarmeringsstænger

Store bøjningsdiametre anbefales til stålarmeringsstænger for at begrænse, hvor meget belastning der påføres stålet under koldbearbejdning og reducere risikoen for belastnings-alderskørhed.

ASTM A767/A767M Tabel 2 giver retningslinjer for diameteren af ​​bøjningen, der skal bruges baseret på stangens nominelle størrelse.

Hvis du følger disse forslag, vil bøjning forårsage mindre resterende stress.

Hvis armeringsjern skal bukkes strammere end det anbefalede, kan det opvarmes ved 900 F til 1050 F (480 C til 560 C) i en time pr. Tomme stangdiameter for at reducere mængden af ​​resterende spænding.

Beregning af stress og neutral akse

For at finde ud af bøjningsspænding skal vi vide, hvor neutralaksen af ​​en bjælke er, og hvordan vi finder ud af det andet arealmoment for et givet tværsnit.

Når et par eller bøjningsmoment M sættes på noget, bøjer det.

Ved ren bøjning er der ligesom ved torsion en akse, hvor både belastning og belastning er nul.

Dette kaldes den neutrale akse.

For at forhindre, at bjælker med koncentrerede bøjningsmomenter bøjer for meget, skal du forstå normal belastning på grund af bøjning og bøjningscentret for bjælkebøjning.

For at opsummere er der flere måder at forhindre metalstænger i at bøje på, såsom at gøre stangen tykkere, ændre materialet eller forkorte momentarmen.

Store bøjningsdiametre er bedst til armeringsstænger lavet af stål.

For at finde ud af, hvor meget stress der forårsages af bøjning, skal vi kende strålens neutrale akse og finde ud af det andet arealmoment.

Du skal også kende til normal belastning på grund af bøjning og bøjningscentret for bjælkebøjning, hvis du vil forhindre, at bjælker med koncentrerede bøjningsmomenter bøjer for meget.

Grundlæggende om stangbøjningsplan

Tip: Slå billedtekstknappen til, hvis du har brug for det. Vælg "automatisk oversættelse" i indstillingsknappen, hvis du ikke er fortrolig med det talte sprog. Du skal muligvis først klikke på sproget for videoen, før dit yndlingssprog bliver tilgængeligt til oversættelse.

Brug cases

Brugt i:	Beskrivelse:
Søjleforstærkning:	Armeringsstænger tilføjes ofte til betonsøjler for at gøre dem stærkere og mere stabile. For at stængerne skal have den rigtige størrelse og form, skal de bøjes med specialværktøj og -metoder.
Forstærkning af bjælker:	Armeringsstænger bruges også til at forstærke betonbjælker, som er vigtige for at holde en bygnings vægt op. For at stængerne kan passe ind i betonformen og give den nødvendige støtte, skal de bøjes i bestemte former og størrelser.
Betonplader:	Nogle gange bruges armeringsstænger til at styrke betonplader, som dem der bruges til at bygge gulve eller fundamenter. For at gøre betonen stærkere og mere stabil skal stængerne bøjes til et gittermønster og sættes i betonen.
Holdevægge:	Armeringsjern bruges også til at forstærke betonstøttemure, som er lavet til at holde jord eller andre materialer tilbage. Stængerne bukkes i bestemte former og størrelser, så de passer til strukturen og giver den mere styrke til at modstå jordens tryk.
At bygge en bro:	Armeringsstænger bruges til at give broer mere styrke og støtte, når de bygges. For at passe til strukturen og give den den støtte, den har brug for, skal stængerne bøjes i bestemte former og størrelser.
Store, høje bygninger:	Armeringsstænger er vigtige til at bygge høje bygninger, fordi de bruges til at styrke betonsøjler, bjælker og gulve. Stængerne skal bøjes i bestemte former og størrelser for at passe til bygningen og give den den støtte, den skal bruge for at holde sin vægt.

Konklusion

Når vi kommer til slutningen af ​​dette kig på stangbøjningens verden, er det værd at tænke over, hvor vigtig denne teknik er i teknik og byggeri generelt.

I sin kerne handler stangbøjning om at forme råmaterialer til former, der er stærke, holdbare og kan modstå naturens kræfter og tidens tand.

Det kræver en kombination af tekniske færdigheder, kreativitet og problemløsning, og det viser, hvordan menneskelig kreativitet kan ændre verden omkring os.

Stangbøjning er nyttig på mange måder, men det viser også, hvor vigtigt håndværk og sans for detaljer er i teknik.

Hver bøjning, drejning og kurve i en armeringsstang er en chance for at gøre den stærkere og mere holdbar, og enhver fejl eller forglemmelse kan sætte hele strukturen i fare.

Som ingeniører er det vores opgave at udføre vores arbejde med omhu og præcision, og at vide en masse om de materialer og kræfter, der spiller.

Så næste gang du ser en bygning eller en bro lavet af armeret beton, så stop op og tænk på de færdigheder og den kunst, der var med til at lave den.

Og hvis du er ingeniør eller ingeniørstuderende, så husk, at stangbøjning ikke kun er en færdighed at lære, men også et tegn på, hvor kraftfuld kreativitet og innovation kan være.

Du kan være med til at forme verden omkring os og opbygge en sikrere og mere stabil fremtid, hvis du har de rigtige værktøjer, viden og indstilling.

Links og referencer

Forstærkningshåndbog:

https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf

Bøjning og opretning af klasse 60 armeringsstænger.