Ako ste inženjer ili student strojarstva, vjerojatno ćete se u nekom trenutku susresti s procesom savijanja šipke.
Savijanje šipki osnovna je tehnika koja se koristi u armiranobetonskim konstrukcijama i ključni je dio osiguravanja sigurnosti i dugog vijeka trajanja zgrada, mostova i drugih konstrukcija.
Ali jeste li ikada razmišljali o tome kako radi savijanje šipke ili zašto inženjeri moraju znati kako se to radi? U ovom postu na blogu zavirit ćemo u svijet savijanja šipki i razgovarati o alatima, tehnikama i sigurnosnim problemima koje trebate znati da biste bili dobri u ovom važnom dijelu građevinskog inženjerstva.
Ovaj članak će vas naučiti svemu što trebate znati o fascinantnom svijetu savijanja šipki, bilo da ste tek na početku svoje karijere ili želite naučiti više.
Pa počnimo!
Uvod u savijanje šipki u armiranobetonskim konstrukcijama
Formalna definicija:
U armiranobetonskoj konstrukciji, postupak 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 skup je znanstvenih mjerenja koja opisuju kako se odvija proces savijanja šipke.
Ovaj raspored prikazuje tehničke zahtjeve za armirani beton.
Pokazuje gdje trebaju ići savijene šipke i koliko šipki treba ići na određenim mjestima.
Raspored savijanja šipki je popis svih pravila i informacija o armaturi kojih se treba pridržavati prilikom savijanja šipki.
Ne možete dovoljno reći 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% ukupnih troškova projekta.
Koristeći raspored savijanja šipki, možete osigurati da se rezanje i savijanje obavlja u tvornici i zatim šalje na gradilište.
Ovo štedi vrijeme i novac na izgradnji.
Također smanjuje količinu potrošene armature pri rezanju, poboljšava kontrolu kvalitete na gradilištu i olakšava brže obavljanje radova na gradilištu.
Uloga armaturnih šipki u betonskim konstrukcijama
Armaturne šipke su važan dio gradnje betonom jer čine beton jačim i trajnijim.
Šipke se postavljaju na mjesta gdje je vjerojatno da će doći do napetosti i pucanja.
To su gotovo uvijek deformirane okrugle šipke s rebrastim uzorcima uvaljanim na njihove površine.
Uzorci se mijenjaju ovisno o tome tko ih izrađuje, ali svi osiguravaju da beton i armatura dobro prianjaju.
Čvrstoća i trajnost armiranobetonskih konstrukcija ovise o brojnim stvarima, kao što su omjeri mješavine, način postavljanja i obrade betona te omjer vode i cementnih materijala.
Ali proces savijanja također mijenja koliko su čvrste i dugotrajne armiranobetonske konstrukcije u cjelini.
Vlakna za pojačanje bit će izložena vlačnim naprezanjima kada se savitljivi elementi savijaju vanjskim opterećenjima.
Utjecaj savijanja šipki na armiranobetonske konstrukcije
Koliko dobro armaturne šipke prianjaju na beton oko sebe ovisi o tome kako izgledaju izvana.
Čelične armaturne šipke puno su čvršće od drugih materijala poput BFRP šipki.
To čini gredu u cjelini krućom.
BFRP šipke će se slomiti zbog duktilnosti, što se ne vidi kod tradicionalnih savitljivih elemenata ojačanih BFRP-om.
To nije slučaj s nedovoljno armiranim gredama ojačanim čelikom.
Važnost savijanja šipki u armiranobetonskim konstrukcijama
Još uvijek je teško razumjeti? Da malo promijenim gledište:
Jeste li umorni od izrade stvari koje dugo traju? Želite svoje inženjerske projekte učiniti zanimljivijima i kaotičnijima?
Pa, zaboravite sve što znate o gradnji od armiranog betona i počnite savijati te šipke u svim različitim smjerovima.
Uostalom, kome treba stabilnost i izdržljivost kada se možete zabaviti sa svojim alatima i tehnikama? Šalim se, nemoj to raditi, molim te.
Sada se vratimo na objašnjenje.
Oblici i upotreba armaturnih šipki
Armaturne šipke ili armaturne šipke koriste se za jačanje betonskih konstrukcija.
Dolaze u različitim duljinama i debljinama i često imaju izbočine ili grebene koji im pomažu da se zalijepe za beton.
Postoje različite vrste armaturnih šipki, poput mekih čeličnih šipki, deformiranih armaturnih šipki i armaturnih šipki izrađenih od metalnog lima.
Vrste armaturnih šipki
Šipke od mekog čelika lako se režu i mogu se saviti bez lomljenja.
Deformirane armature imaju uzorak koji betonu olakšava lijepljenje na površinu armaturnog čelika.
Limene armaturne šipke izrađuju se od komada žarenog čeličnog lima savijenog u valove i izbušenih rupa u pravilnim razmacima.
Savijanje oblika
Ovisno o tome za što će se koristiti, armaturne šipke se mogu savijati u različite oblike.
Armaturne šipke moraju biti savijene tako da mogu stati u oblike prikazane na nacrtima.
Neki primjeri oblika savijanja uključuju:
- Šipka rešetke: šipka rešetke je armaturna šipka koja je savijena u određeni oblik kako bi se oduprla aksijalnim vlačnim i tlačnim silama.
- Ravna šipka s krajnjom kukom: Ravna šipka s krajnjom kukom koristi se za spajanje dvije ili više armaturnih šipki.
- Uzengija: uzengija je petlja od armaturne šipke koja se koristi za ojačavanje stupova, greda i betonskih ploča.
- Veza za stupac: Veza za stupac je šipka koja drži okomite trake oko stupa u krugu.
Upotreba armaturnih šipki
Armaturne šipke koriste se u mnogim različitim vrstama građevinskih projekata, kao što su:
- Temelji: Armaturne šipke osiguravaju duboke temelje za podupiranje teških konstrukcija poput mostova i nebodera.
- Podovi i stepenice: Armaturne šipke koriste se za povećanje čvrstoće i potpore podnim pločama i stepenicama.
- Krovovi: armaturne šipke koriste se u konstrukciji krova kako bi izdržale težinu krova i pružile potporu.
- Propusti, drenažne strukture i mali betonski kanali: armaturne šipke daju dodatnu čvrstoću 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 za armaturu.
Tehnike savijanja
- Ručne savijače: Najosnovnija metoda savijanja armaturne šipke je ručno savijanje pomoću cijevi ili šipke.
Ali ova metoda ima svoje granice.
Ne može savijati šipke jako velikog promjera i oštećuje armature na mjestu gdje se savijaju.
Hidrauličke savijačice su napredniji strojevi koje koriste profesionalne tvrtke.
Ovi strojevi mogu savijati armaturne šipke bilo koje veličine, oblika ili vrste s velikom točnošću i preciznošću.
- Električne automatske savijačice armaturnih šipki: Ovi su strojevi savršeni za izvođače radova, proizvođače i graditelje koji trebaju jednostavno i precizno savijati šipke.
Veličina i oblik šipke određuju koji je alat ili tehnika najprikladniji za njeno savijanje.
Na primjer, ručne mašine za savijanje mogu biti dovoljne za male projekte, dok su hidraulične mašine za savijanje ili električne automatske mašine za savijanje armature prikladnije za veće projekte koji zahtijevaju precizno savijanje šipki za pravilno armiranje betonskih konstrukcija.
Savijanje armaturnih šipki u odnosu na toplo valjane i hladno obrađene čelične okrugle šipke
- Vruće valjane čelične okrugle šipke: Vruće valjana čelična šipka je savitljivija od hladno obrađenog čelika, što olakšava rad s njom.
Ova vrsta čelične šipke često se koristi za izradu okvira, obloga, okova, osovina i strukturalnih pojačanja.
- Hladno obrađene čelične okrugle šipke: Hladno obrađen čelik obično ima veću čvrstoću tečenja i vlačnu čvrstoću od vruće valjanog čelika.
Bolji je za strojnu obradu jer ima vrhunsku završnu obradu i bitne su točne dimenzije.
Pri izradi vruće 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 uglavnom je toplo valjani čelik koji je više obrađivan.
Nakon što se vruće valjani čelik ohladi, ponovno se valja na sobnoj temperaturi kako bi se dobile preciznije veličine i bolja završna obrada.
Sigurnosna razmatranja kod savijanja šipke
Kada rade s opremom za savijanje šipki, inženjeri moraju razmišljati o sigurnosti kako se radnici ne bi ozlijedili.
Osobna zaštitna oprema (PPE)
Osobna zaštitna oprema (PPE) kao što su maske za prašinu, naočale ili naočale koje se neće slomiti, zaštitne cipele koje se neće skliznuti, kacige i zaštita za sluh najvažnija su sigurnosna mjera.
Odgovarajuća obuka i sigurnosne mjere
Prije korištenja uređaja za savijanje armaturne šipke, inženjeri bi trebali proći odgovarajuću obuku i proučiti sigurnosne mjere, kao što je istovar armaturne šipke što je moguće bliže radnom području i korištenje odgovarajućih tehnika dizanja.
Trebali bi paziti gdje stavljaju ruke dok rukuju savijačem i trebali bi izbjegavati njihovo stavljanje u blizinu metalne armature.
Zaštita izbočene armature
Kada rade s armaturnom šipkom na gradilištu, inženjeri bi trebali zaštititi armaturnu šipku koja strši štitnicima koji mogu izdržati najmanje 250 funti pri padu s visine od deset stopa.
Čelikom ojačane armaturne kape, karnie kape, drvena korita i savijanje armature uobičajeni su načini zaštite.
Zaštita od pada i/ili prevencija pada
Kada zaposlenici rade na bilo kojoj visini iznad izložene armature, mora postojati način da ih se zaštiti od pada ili spriječi da padnu.
Zaštita stroja
OSHA kaže da bi poslodavci trebali osigurati da sve sigurnosne značajke na strojevima za baliranje rade ispravno i da se strojevi koriste na pravi način.
Također, inženjeri mogu upotrijebiti remen kako bi spriječili savijače šipki da savijaju svoj torzo kada moraju ručno savijati šipke, a mogu postaviti različite udaljenosti ruku za savijanje šipki različitih promjera.
Na kraju, OSHA predlaže načine za zaštitu strojeva povezanih s amputacijama na radnom mjestu korištenjem učinkovite zaštite stroja ili postupaka zaključavanja/označavanja kada su zaštitne mjere prekinute ili ne štite radnike od opasne energije tijekom servisiranja i održavanja.
Izračunavanje momenta tromosti za savijanje šipke
Kako bi izračunali moment tromosti za šipku 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 tromosti.
Segmentiranje presjeka grede
Da bi započeli izračun, inženjeri moraju podijeliti dio grede na dijelove i otkriti gdje je neutralna os (NA).
Prije nego što možete pronaći moment tromosti, također morate znati težište ili centar mase presjeka.
Na primjer, okomito (y) težište koristi se za određivanje momenta tromosti presjeka oko njegove vodoravne (XX) osi.
Teorem o paralelnoj osi
Inženjeri moraju koristiti "teorem o paralelnoj osi" kako bi izračunali ukupni moment tromosti presjeka.
Budući da se dio grede sastoji od tri pravokutna dijela, inženjeri moraju odrediti moment tromosti za svaki komad i upotrijebiti formulu I = I0 + Ad2 da ih sve spoje.
Izračunavanje momenta inercije površine
Iy = x2dA daje vam površinu momenta tromosti za pravokutni presjek.
Za savijanje oko y-osi, moment tromosti može se napisati kao Iy = x2 dA, gdje je Iy površinski moment tromosti povezan s y-osi, a x je udaljenost od y-osi do elementa dA koji je okomito na y-os.
Izračunavanje momenta tromosti za štap
Za štap, inženjeri mogu izravno izračunati moment tromosti ili ga dobiti iz izraza središta mase pomoću teorema o paralelnoj osi.
U zaključku, inženjeri prvo moraju shvatiti s kakvom šipkom ili štapom rade, a zatim upotrijebiti pravu metodu izračuna kako bi odredili moment tromosti.
Da biste izračunali, morate podijeliti dio grede na dijelove, odrediti neutralnu os, pronaći težište ili središte mase i upotrijebiti teorem o paralelnoj osi.
Potporne šipke za savijanje
Potporne šipke za savijanje u radnim pločama
Pultovi, posebno oni u barovima, mogu se s vremenom početi savijati, što znači da im treba više potpore da se ne pogoršaju.
Evo nekoliko načina na koje možete pomoći:
- Provjerite je li konstrukcija ispod radne površine čvrsta.
Struktura ispod radne površine mora biti jaka i ne savijati se.
Nosači se mogu koristiti za podupiranje nadvišene radne površine.
- Koristite zagrade.
Nosači bi trebali dosezati unutar četiri inča od ruba radne površine kako bi spriječili preveliku težinu i pritisak na radnu površinu bez odgovarajuće potpore.
Treba koristiti pričvršćivače kako bi nosači bili čvrsto na mjestu.
- Koristite četvrtaste stupove.
Kvadratni stupovi na uglovima nadstrešnice pulta jeftin su način dodavanja stila vašoj kuhinji bez trošenja novca.
- Umetnite čelične šipke: Također možete dodati oslonac stavljanjem čeličnih šipki od 1/4" ispod ili u grubi vrh granitne radne ploče.
Važno je znati da većina radnih ploča može konzolno podići 12" bez ikakve pomoći, pa ako je vaš prepust duži od ovoga, morat ćete dodati više potpore.
Posavjetujte se s osobom koja je napravila vašu radnu ploču kako biste saznali koliko razmaknuti nosači nosača trebaju biti postavljeni.
Zaključno, radnoj ploči sa šipkama za savijanje možete pružiti veću potporu tako da osigurate da ima čvrstu potpornu strukturu.
To možete učiniti pomoću nosača, četvrtastih stupova ili čeličnih šipki ugrađenih u radnu površinu.
To će spriječiti pogoršanje štete i produljiti radnu površinu.
Ograničenje savijanja metalnih šipki
Kada je metalna šipka pod pritiskom, može se saviti.
Nekoliko stvari može se učiniti kako bi se zaustavilo ili ograničilo savijanje.
Podebljati šipku
Jedan od načina da to učinite je da šipku učinite debljom, što je čini tvrđom i manje je vjerojatno da će se savijati.
Promijenite materijal
Drugi način je promijeniti materijal šipke na onaj s većom krajnjom vlačnom čvrstoćom.
To može učiniti da šipka može podnijeti veću silu prije nego što se savije.
Smanjite ruku momenta
Treći način je smanjiti duljinu kraka momenta, ali zadržati istu debljinu.
To znači da je teret bliže osloncu, što smanjuje silu koja čini oslonac savijenim.
Čelične armaturne šipke
Preporučuju se veliki promjeri savijanja za čelične armaturne šipke kako bi se ograničilo opterećenje čelika tijekom hladne obrade i smanjila mogućnost krtosti uslijed starenja.
ASTM A767/A767M Tablica 2 daje smjernice za promjer zavoja koji bi se trebao koristiti na temelju nominalne veličine šipke.
Ako slijedite ove prijedloge, savijanje će uzrokovati manje zaostalog naprezanja.
Ako armaturu treba savijati čvršće nego što je preporučeno, može se zagrijavati na 900 F do 1050 F (480 C do 560 C) jedan sat po inču promjera šipke kako bi se smanjila količina zaostalog naprezanja.
Izračunavanje naprezanja i neutralne osi
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 i naprezanje i deformacija jednaki nuli.
To se naziva neutralna os.
Kako biste spriječili da se grede s koncentriranim momentima savijanja previše savijaju, morate razumjeti normalno naprezanje uslijed savijanja i središte savijanja za savijanje grede.
Ukratko, postoji nekoliko načina za sprječavanje savijanja metalnih šipki, kao što je debljanje šipke, promjena materijala ili skraćivanje kraka momenta.
Veliki promjeri savijanja najbolji su za armaturne šipke izrađene od čelika.
Da bismo utvrdili koliko je naprezanje uzrokovano savijanjem, moramo znati neutralnu os grede i odrediti drugi moment površine.
Također, trebate znati o normalnom naprezanju uslijed savijanja i središtu savijanja za savijanje grede ako želite spriječiti da se grede s koncentriranim momentima savijanja previše savijaju.
Osnove rasporeda savijanja šipki
Savjet: Uključite tipku titlova ako vam je potrebna. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu postavki, ako niste upoznati s govornim jezikom. Možda ćete prvo morati kliknuti na jezik videozapisa prije nego što vaš omiljeni jezik postane dostupan za prijevod.
Slučajevi upotrebe
| Korišteno u: | Opis: |
|---|---|
| Ojačanje stupa: | Armaturne šipke često se dodaju betonskim stupovima kako bi bili jači i stabilniji. Da bi šipke bile odgovarajuće veličine i oblika, potrebno ih je saviti posebnim alatima i metodama. |
| Ojačanje greda: | Armaturne šipke također se koriste za ojačavanje betonskih greda, koje su važne za držanje težine zgrade. Kako 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 ojačavanje betonskih ploča, poput onih koje se koriste za izgradnju podova ili temelja. Kako bi beton bio jači i stabilniji, šipke je potrebno saviti u rešetkasti uzorak i postaviti u beton. |
| Potporni zidovi: | Armaturne šipke također se koriste za ojačavanje betonskih potpornih zidova, koji su napravljeni da zadrže zemlju ili druge materijale. Šipke su savijene u određene oblike i veličine kako bi odgovarale strukturi i dale joj veću čvrstoću da izdrži pritisak tla. |
| Izgradnja mosta: | Armaturne šipke koriste se kako bi mostovima dali veću čvrstoću i potporu dok se grade. Kako bi odgovarale strukturi i dale joj potrebnu potporu, šipke moraju biti savijene u određene oblike i veličine. |
| Velike, visoke zgrade: | Armaturne šipke važne su za izgradnju visokih zgrada jer se koriste za ojačavanje betonskih stupova, greda i podova. Šipke je potrebno saviti u određene oblike i veličine kako bi odgovarale zgradi i dale joj potporu potrebnu da izdrži svoju težinu. |
Zaključak
Dok se približavamo kraju ovog pogleda na svijet savijanja šipki, vrijedi razmisliti o tome koliko je ova tehnika važna u inženjerstvu i građevini općenito.
U svojoj srži, savijanje šipki je oblikovanje sirovih materijala u oblike koji su jaki, izdržljivi i mogu izdržati sile prirode i test vremena.
Potrebna je kombinacija tehničkih vještina, kreativnosti i rješavanja problema, a pokazuje kako ljudska kreativnost može promijeniti svijet oko nas.
Savijanje šipke je korisno na mnoge načine, ali također pokazuje koliko su u inženjerstvu važni zanatstvo i posvećenost detaljima.
Svako savijanje, uvijanje i krivulja armaturne šipke prilika je da je učinite jačom i izdržljivijom, a svaka pogreška ili propust može ugroziti cijelu strukturu.
Kao inženjeri, naš je posao raditi svoj posao s pažnjom i preciznošću te znati puno o materijalima i silama koje su u igri.
Dakle, sljedeći put kada vidite zgradu ili most napravljen od armiranog betona, zastanite i razmislite o vještini i umjetnosti koja je uložena u njegovu izradu.
A ako ste inženjer ili student strojarstva, zapamtite da savijanje šipke nije samo vještina koju treba naučiti, već i znak koliko kreativnost i inovacija mogu biti moćne.
Možete pomoći u oblikovanju svijeta oko nas i izgraditi sigurniju, stabilniju budućnost 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
Armaturne šipke razreda 60 za savijanje i ravnanje.
Dijeli…
