Ja esat inženieris vai inženierzinātņu students, jūs, iespējams, kādā brīdī saskaraties ar stieņu lieces procesu.
Stieņu locīšana ir pamata paņēmiens, ko izmanto dzelzsbetona konstrukcijās, un tas ir galvenais elements, lai pārliecinātos, ka ēkas, tilti un citas konstrukcijas ir drošas un kalpo ilgu laiku.
Bet vai esat kādreiz domājuši par to, kā darbojas stieņu liekšana vai kāpēc inženieriem ir jāzina, kā to izdarīt? Šajā emuāra ierakstā mēs apskatīsim stieņu liekšanas pasauli un runāsim par instrumentiem, paņēmieniem un drošības apsvērumiem, kas jums jāzina, lai veiksmīgi strādātu šajā svarīgajā būvniecības inženierijas daļā.
Šis raksts jums iemācīs visu, kas jums jāzina par aizraujošo stieņu liekšanas pasauli neatkarīgi no tā, vai jūs tikai sākat savu karjeru vai vēlaties uzzināt vairāk.
Tātad sāksim!
Ievads stieņu liekšanā dzelzsbetona konstrukcijās
Formālā definīcija:
Dzelzsbetona konstrukcijā armatūras stieņu locīšanas process dažādās formās.
Stieņu liekšana ir svarīga daļa no tērauda armatūras stieņu un siju izgatavošanas un liekšanas, ko izmanto betona nostiprināšanai ēkās.
Stieņa liekšanas grafiks ir zinātnisku mērījumu kopums, kas apraksta, kā tiek veikts stieņa locīšanas process.
Šajā grafikā ir norādītas dzelzsbetona tehniskās prasības.
Tas parāda, kur ir jāiet saliektiem stieņiem un cik daudz stieņu ir jāiet noteiktās vietās.
Stieņu liekšanas grafiks ir saraksts ar visiem noteikumiem un informācijai par stiegrojumu, kas jāievēro, veicot stieņu liekšanu.
Jūs nevarat pateikt pietiekami daudz par to, cik svarīgi ir izmantot grafiku stieņu liekšanai.
Nepareizi griežot vai liekot tēraudu, jūs varat zaudēt daudz naudas, kas var palielināt līdz 10% no projekta kopējām izmaksām.
Izmantojot stieņu liekšanas grafiku, jūs varat pārliecināties, ka griešana un locīšana tiek veikta rūpnīcā un pēc tam nosūtīta uz darba vietu.
Tas ietaupa laiku un naudu būvniecībai.
Tas arī samazina izšķērdētā stiegrojuma daudzumu griešanas laikā, uzlabo kvalitātes kontroli objektā un atvieglo darbu ātrāku veikšanu objektā.
Armatūras stieņu nozīme betona būvniecībā
Armatūras stieņi ir svarīga betona būvniecības sastāvdaļa, jo tie padara betonu stiprāku un kalpo ilgāk.
Stieņi ir novietoti vietās, kur var rasties sasprindzinājums un plaisāšana.
Gandrīz vienmēr tie ir deformēti apaļie stieņi ar rievotiem rakstiem, kas uzvelti uz to virsmām.
Raksti mainās atkarībā no tā, kurš tos izgatavo, taču tie visi nodrošina, lai betons un armatūra labi saliptu.
Dzelzsbetona konstrukciju izturība un izturība ir atkarīga no vairākām lietām, piemēram, maisījuma proporcijām, betona novietošanas un apdares veida, kā arī ūdens un cementa materiālu attiecības.
Taču lieces process maina arī to, cik izturīgas un ilgmūžīgas ir dzelzsbetona konstrukcijas kopumā.
Armatūras šķiedras tiks pakļautas stiepes spriegumam, kad lieces elementi tiek saliekti ar ārējām slodzēm.
Stieņu liekšanas ietekme uz dzelzsbetona konstrukcijām
Tas, cik labi armatūras stieņi pielīp pie betona ap tiem, ir atkarīgs no tā, kā tie izskatās no ārpuses.
Tērauda armatūras stieņi ir daudz stingrāki nekā citi materiāli, piemēram, BFRP stieņi.
Tas padara siju kopumā stingrāku.
BFRP stieņi salūzīs elastības dēļ, kas nav redzams tradicionālajos ar BFRP pastiprinātos lieces elementos.
Tas neattiecas uz nepietiekami pastiprinātām ar tēraudu pastiprinātām sijām.
Stieņu liekšanas nozīme dzelzsbetona konstrukcijās
Joprojām grūti saprast? Ļaujiet man nedaudz mainīt viedokli:
Vai jums ir apnicis ražot lietas, kas kalpo ilgu laiku? Vai vēlaties savus inženiertehniskos projektus padarīt interesantākus un haotiskākus?
Nu, aizmirstiet visu, ko zināt par būvniecību no dzelzsbetona, un sāciet locīt šos stieņus visos dažādos virzienos.
Galu galā, kam ir vajadzīga stabilitāte un izturība, ja varat izklaidēties ar saviem instrumentiem un paņēmieniem? Es jokoju, lūdzu, nedari tā.
Tagad atgriezīsimies pie skaidrojuma.
Armatūras stieņu formas un pielietojums
Armatūra jeb armatūras stieņi tiek izmantoti, lai betona konstrukcijas padarītu stiprākas.
Tie ir dažāda garuma un biezuma, un tiem bieži ir izciļņi vai izciļņi, kas palīdz tiem pieķerties betonam.
Ir dažāda veida armatūras stieņi, piemēram, vieglā tērauda stieņi, deformētas armatūras un armatūras stieņi, kas izgatavoti no lokšņu metāla.
Armatūras stieņu veidi
Vieglu tērauda stieņus ir viegli sagriezt, un tos var saliekt, nesalaužot.
Deformētajām armatūras stieņiem ir raksts, kas atvieglo betona pielipšanu armatūras tērauda virsmai.
Lokšņu armatūras stieņi ir izgatavoti no atkvēlināta lokšņu tērauda gabaliem, kas ir saliekti rievās un ar regulāriem intervāliem caurdurti.
Liekšanas formas
Atkarībā no tā, kam tie tiks izmantoti, armatūras stieņus var saliekt dažādās formās.
Armatūras stieņi ir jāsaliek tā, lai tie atbilstu dizaina rasējumos parādītajām formām.
Daži lieces formu piemēri ir:
- Kopņu stienis: kopņu stienis ir armatūras stienis, kas ir saliekts noteiktā formā, lai izturētu aksiālos stiepes un spiedes spēkus.
- Taisns stienis ar gala āķi: taisnu stieni ar gala āķi izmanto, lai savienotu divus vai vairākus armatūras stieņus.
- Kāpslis: kāpslis ir armatūras cilpa, ko izmanto, lai stiprinātu kolonnas, sijas un betona plātnes.
- Kolonnas saite: kolonnas saite ir stienis, kas notur vertikālas joslas ap kolonnu aplī.
Armatūras stieņu izmantošana
Armatūras stieņi tiek izmantoti daudzos dažādos celtniecības projektos, piemēram:
- Pamati: armatūras stieņi nodrošina dziļus pamatus, lai atbalstītu smagas konstrukcijas, piemēram, tiltus un debesskrāpjus.
- Grīdas un kāpnes: Armatūras stieņi tiek izmantoti, lai palielinātu grīdas plātņu un kāpņu izturību un atbalstu.
- Jumti: Armatūras stieņi tiek izmantoti jumta konstrukcijā, lai izturētu jumta svaru un nodrošinātu atbalstu.
- Caurtekas, drenāžas konstrukcijas un nelieli betona kanāli: armatūras stieņi nodrošina šīm konstrukcijām papildu izturību un atbalstu.
Paņēmieni un instrumenti stiegrojuma stieņu liekšanai
Armatūras stieņu liekšanai tiek izmantoti vairāki rīki un paņēmieni, tostarp manuālie locītāji, hidrauliskie locītāji un elektriskie automātiskie stieņu locītāji.
Liekšanas paņēmieni
- Manuālie liecēji: visvienkāršākā armatūras locīšanas metode ir tās manuāla locīšana ar rokām, izmantojot cauruli vai stieni.
Bet šai metodei ir savas robežas.
Tas nevar saliekt stieņus ar ļoti lielu diametru, un tas sāp armatūras stieņus, kur tie liecas.
Hidrauliskie lokotāji ir modernākas mašīnas, kuras izmanto profesionāli uzņēmumi.
Šīs mašīnas ar lielu precizitāti un precizitāti var saliekt jebkura izmēra, formas vai veida armatūras stieņus.
- Elektriskie automātiskie armatūras locītāji: šīs mašīnas ir lieliski piemērotas darbuzņēmējiem, ražotājiem un celtniekiem, kuriem nepieciešams viegli un precīzi saliekt stieņus.
Stieņa izmērs un forma nosaka, kurš instruments vai tehnika ir vispiemērotākā tā locīšanai.
Piemēram, nelieliem projektiem var pietikt ar manuāliem liecējiem, savukārt hidrauliskie locītāji vai elektriskie automātiskie armatūras locītāji ir labāk piemēroti lielākiem projektiem, kuros nepieciešami precīzi stieņu izliekumi, lai pareizi nostiprinātu betona konstrukcijas.
Liekšanas armatūras stieņi salīdzinājumā ar karsti velmētiem un auksti apstrādātiem tērauda apaļstieņiem
- Karsti velmēti tērauda apaļie stieņi: Karsti velmēta tērauda stienis ir kaļams nekā auksti apstrādāts tērauds, tāpēc ar to ir vieglāk strādāt.
Šāda veida tērauda stieņus bieži izmanto, lai izveidotu karkasu, apdari, veidgabalus, asis un konstrukcijas pastiprinājumus.
- Auksti apstrādāti tērauda apaļie stieņi: Auksti apstrādātam tēraudam ir lielāka ražība un stiepes izturība nekā karsti velmētam tēraudam.
Tas ir labāks apstrādei, jo tam ir izcila virsmas apdare un precīzi izmēri ir svarīgi.
Izgatavojot karsti velmētu tēraudu, tiek izmantota temperatūra virs 1700 °F (926 °C).
Metālu izlaiž cauri rullīšiem, kas to izspiež pareizajā formā.
Auksti apstrādāts tērauds pārsvarā ir karsti velmēts tērauds, pie kura ir vairāk apstrādāts.
Kad karsti velmētais tērauds ir atdzisis, tas tiek atkārtoti velmēts istabas temperatūrā, lai iegūtu precīzākus izmērus un labāku apdari.
Drošības apsvērumi stieņu liekšanā
Strādājot ar stieņu liekšanas iekārtām, inženieriem ir jādomā par drošību, lai pārliecinātos, ka darbinieki neciestu.
Individuālie aizsardzības līdzekļi (IAL)
Individuālie aizsardzības līdzekļi (IAL), piemēram, putekļu maskas, brilles vai aizsargbrilles, kas nesaplīst, drošības apavi, kas neslīd, aizsargcepures un dzirdes aizsardzības līdzekļi ir vissvarīgākie drošības pasākumi.
Pareiza apmācība un drošības pasākumi
Pirms armatūras lieces izmantošanas inženieriem ir jāsaņem atbilstošā apmācība un jāveic drošības pasākumi, piemēram, jāizkrauj armatūra pēc iespējas tuvāk darba vietai un jāizmanto pareizās celšanas metodes.
Viņiem jābūt uzmanīgiem, kur viņi novieto rokas, strādājot ar liekšanas ierīci, un jāizvairās no to novietošanas metāla armatūras stieņa tuvumā.
Aizsargā Izcēlusies Armatūra
Strādājot ar armatūras stieni būvlaukumā, inženieriem ir jāaizsargā izvirzītā armatūra ar aizsargiem, kas var izturēt vismaz 250 mārciņu nomešanu no desmit pēdu augstuma.
Ar tēraudu pastiprināti armatūras vāciņi, stieņu vāciņi, koka siles un armatūras locīšana ir visizplatītākie veidi, kā to aizsargāt.
Aizsardzība pret kritienu un/vai krišanas novēršana
Kad darbinieki strādā jebkurā augstumā virs atklātās armatūras stieņa, ir nepieciešams veids, kā pasargāt viņus no krišanas vai apturēt tos no krišanas.
Mašīnas aizsardzība
OSHA saka, ka darba devējiem ir jāpārliecinās, vai visi presēšanas iekārtu drošības līdzekļi darbojas pareizi un mašīnas tiek izmantotas pareizi.
Inženieri var arī izmantot siksnu, lai apturētu stieņu liekšanas rumpju saliekšanu, kad viņiem ir jāsaliek stieņi ar roku, un viņi var iestatīt dažādus roktura sviras attālumus dažāda diametra stieņu liekšanai.
Visbeidzot, OSHA iesaka veidus, kā aizsargāt mašīnas, kas saistītas ar amputācijām darba vietā, izmantojot efektīvas mašīnas aizsardzības vai bloķēšanas/iezīmēšanas procedūras, ja aizsargmehānismi ir bojāti vai nepasargā darbiniekus no bīstamas enerģijas apkopes un apkopes laikā.
Liekšanas stieņa inerces momenta aprēķināšana
Lai aprēķinātu lieces stieņa inerces momentu, inženieriem vispirms ir jānosaka stieņa veids, ar kuru viņi strādā.
Dažādu veidu stieņiem, piemēram, liekšanas stieņiem vai stieņiem, ir dažādi veidi, kā noteikt inerces momentu.
Sijas sekcijas segmentēšana
Lai sāktu aprēķinu, inženieriem ir jāsadala sijas daļa daļās un jānoskaidro, kur atrodas neitrālā ass (NA).
Lai varētu atrast inerces momentu, jums jāzina arī sekcijas centroīds jeb masas centrs.
Piemēram, vertikālo (y) centroīdu izmanto, lai atrastu sekcijas inerces momentu ap tā horizontālo (XX) asi.
Paralēlās ass teorēma
Inženieriem ir jāizmanto "paralēlās ass teorēma", lai noskaidrotu sekcijas kopējo inerces momentu.
Tā kā sijas daļa sastāv no trim taisnstūrveida daļām, inženieriem ir jāizdomā katras daļas inerces moments un jāizmanto formula I = I0 + Ad2, lai tos visus apvienotu.
Apgabala inerces momenta aprēķināšana
Iy = x2dA dod jums laukuma inerces momentu taisnstūra griezumam.
Liekšanai ap y asi inerces momentu var uzrakstīt kā Iy = x2 dA, kur Iy ir laukuma inerces moments, kas saistīts ar y asi, un x ir attālums no y ass līdz elementam dA, kas ir perpendikulāri y asij.
Stieņa inerces momenta aprēķināšana
Stienim inženieri var aprēķināt tā inerces momentu tieši vai iegūt to no masas centra izteiksmes, izmantojot paralēlās ass teorēmu.
Visbeidzot, inženieriem vispirms ir jānoskaidro, ar kādu stieni vai stieni viņi strādā, un pēc tam jāizmanto pareizā aprēķina metode, lai noskaidrotu inerces momentu.
Lai veiktu matemātiku, jums ir jāsadala sijas daļa gabalos, jānoskaidro neitrāla ass, jāatrod centroīds vai masas centrs un jāizmanto paralēlās ass teorēma.
Atbalsta lieces stieņi
Atbalsta lieces stieņus darba virsmās
Darba virsmas, īpaši stieņos, laika gaitā var sākt locīties, kas nozīmē, ka tām ir nepieciešams lielāks atbalsts, lai tie nepasliktinātos.
Šeit ir daži veidi, kā jūs varat palīdzēt:
- Pārliecinieties, vai konstrukcija zem galda virsmas ir izturīga.
Konstrukcijai zem darba virsmas jābūt izturīgai un nelocītai.
Kronšteinus var izmantot, lai atbalstītu pārkareno darba virsmu.
- Izmantojiet iekavas.
Kronšteiniem ir jāsniedzas četru collu attālumā no darba virsmas malas, lai bez pareiza atbalsta uz galda netiktu likts pārāk liels svars un spiediens.
Lai kronšteini droši noturētu vietā, jāizmanto stiprinājumi.
- Izmantojiet kvadrātveida stabus.
Kvadrātveida stabi letes pārkares stūros ir lēts veids, kā piešķirt savai virtuvei stilu, nepārkāpjot banku.
- Tērauda stieņu ievietošana: varat arī pievienot atbalstu, novietojot 1/4 collu tērauda stieņus zem granīta darba virsmas vai rupjā augšpusē.
Ir svarīgi zināt, ka vairums darba virsmu bez jebkādas palīdzības var izveidot konsoles 12 collu, tādēļ, ja jūsu pārkare ir garāka par šo, jums būs jāpievieno papildu atbalsts.
Sazinieties ar personu, kas izgatavoja jūsu darba virsmu, lai uzzinātu, cik tālu viens no otra jānovieto kronšteinu balsti.
Noslēgumā jāsaka, ka liekšanas stieņa darba virsmai var piešķirt lielāku atbalstu, pārliecinoties, ka tai ir cieta atbalsta struktūra.
To var izdarīt, izmantojot kronšteinus, kvadrātveida stabus vai tērauda stieņus, kas iestrādāti darba virsmā.
Tas novērsīs bojājumu pasliktināšanos un pagarinās darba virsmas kalpošanas laiku.
Liekšanas ierobežošana metāla stieņos
Kad metāla stienis ir pakļauts stresam, tas var saliekties.
Lai apturētu vai ierobežotu lieces, var veikt vairākas darbības.
Sabiezināt stieni
Viens no veidiem, kā to izdarīt, ir padarīt stieni biezāku, tādējādi padarot to stingrāku un mazāku iespēju izliekties.
Mainiet materiālu
Vēl viens veids ir pārslēgt stieņa materiālu uz tādu, kam ir augstāka galīgā stiepes izturība.
Tādējādi stienis var uzņemt lielāku spēku, pirms tas saliecas.
Samaziniet Moment Arm
Trešais veids ir samazināt momenta rokas garumu, bet saglabāt to pašu biezumu.
Tas nozīmē, ka slodze atrodas tuvāk atbalstam, kas samazina spēku, kas liek balstam saliekties.
Tērauda armatūras stieņi
Tērauda stiegrojuma stieņiem ieteicams izmantot lielus lieces diametrus, lai ierobežotu to, cik liela slodze tiek pakļauta tēraudam aukstās apstrādes laikā, un samazinātu deformācijas vecuma trausluma iespēju.
ASTM A767/A767M 2. Tabulā sniegti norādījumi par lieces diametru, kas jāizmanto, pamatojoties uz stieņa nominālo izmēru.
Ja ievērosit šos ieteikumus, locīšana radīs mazāku atlikušo stresu.
Ja armatūra ir jāsaliek stingrāk, nekā ieteikts, to var karsēt 900 F līdz 1050 F (480 C līdz 560 C) vienu stundu uz katru stieņa diametra collu, lai samazinātu atlikušā sprieguma apjomu.
Sprieguma un neitrālās ass aprēķināšana
Lai noskaidrotu lieces spriegumu, mums jāzina, kur atrodas stara neitrālā ass un kā noteikt laukuma otro momentu konkrētam šķērsgriezumam.
Kad kaut kam tiek uzlikts pāris vai lieces moments M, tas izliecas.
Tīrā liecē, tāpat kā vērpes gadījumā, ir ass, kurā gan spriegums, gan deformācija ir nulle.
To sauc par neitrālu asi.
Lai apturētu sijas ar koncentrētiem lieces momentiem no pārāk lielas lieces, jums ir jāsaprot parastais lieces radītais spriegums un staru lieces lieces centrs.
Rezumējot, ir vairāki veidi, kā apturēt metāla stieņu liekšanos, piemēram, padarot stieni biezāku, mainot materiālu vai saīsinot momenta sviru.
Lieli lieces diametri vislabāk ir piemēroti stiegrojuma stieņiem no tērauda.
Lai noskaidrotu, cik lielu spriedzi rada liece, mums jāzina staru kūļa neitrālā ass un jānoskaidro laukuma otrais moments.
Tāpat jums jāzina par normālu lieces radīto spriegumu un staru lieces lieces centru, ja vēlaties apturēt sijas ar koncentrētiem lieces momentiem no pārāk lielas lieces.
Stieņu liekšanas grafika pamati
Padoms. Ja nepieciešams, ieslēdziet parakstu pogu. Iestatījumu pogā izvēlieties “automātiskā tulkošana”, ja neesat pazīstams ar runāto valodu. Iespējams, vispirms būs jānoklikšķina uz videoklipa valodas, pirms jūsu iecienītākā valoda kļūst pieejama tulkošanai.
Lietošanas gadījumi
| Izmanto: | Apraksts: |
|---|---|
| Kolonnas pastiprināšana: | Armatūras stieņi bieži tiek pievienoti betona kolonnām, lai padarītu tās stiprākas un stabilākas. Lai stieņi būtu pareizā izmēra un formas, tie ir jāsaliek ar īpašiem instrumentiem un metodēm. |
| Siju pastiprināšana: | Armatūras stieņi tiek izmantoti arī betona siju nostiprināšanai, kas ir svarīgi ēkas svara noturēšanai. Lai stieņi ietilptu betona veidnē un nodrošinātu nepieciešamo atbalstu, tie ir jāsaliek noteiktās formās un izmēros. |
| Betona plātnes: | Dažreiz armatūras stieņus izmanto, lai stiprinātu betona plātnes, piemēram, tos, ko izmanto grīdu vai pamatu celtniecībai. Lai betons būtu stiprāks un stabilāks, stieņi ir jāsaliek režģa veidā un jāievieto betonā. |
| Turošās sienas: | Armatūras stieņi tiek izmantoti arī betona balsta sienu nostiprināšanai, kas ir izgatavotas, lai aizturētu augsni vai citus materiālus. Stieņi ir saliekti noteiktās formās un izmēros, lai tie atbilstu struktūrai un piešķirtu tai lielāku izturību, lai izturētu augsnes spiedienu. |
| Tilta celtniecība: | Armatūras stieņi tiek izmantoti, lai piešķirtu tiltiem lielāku izturību un atbalstu, kad tie tiek būvēti. Lai atbilstu konstrukcijai un sniegtu tai nepieciešamo atbalstu, stieņi ir jāsaliek noteiktās formās un izmēros. |
| Lielas, augstas ēkas: | Armatūras stieņi ir svarīgi augstu ēku celtniecībā, jo tos izmanto betona kolonnu, siju un grīdu nostiprināšanai. Stieņi ir jāsaliek noteiktās formās un izmēros, lai tie atbilstu ēkai un nodrošinātu tai nepieciešamo atbalstu, lai tā noturētu savu svaru. |
Secinājums
Kad mēs nonākam pie šī skata uz stieņu liekšanas pasauli, beigām, ir vērts padomāt par to, cik šī tehnika ir svarīga inženierzinātnēs un celtniecībā kopumā.
Stieņu liekšanas pamatā ir izejmateriālu veidošana formās, kas ir izturīgas, izturīgas un spēj izturēt dabas spēkus un laika pārbaudi.
Tas prasa tehnisko prasmju, radošuma un problēmu risināšanas apvienojumu, un tas parāda, kā cilvēka radošums var mainīt pasauli ap mums.
Stieņu liekšana ir noderīga daudzos veidos, taču tā arī parāda, cik svarīga ir meistarība un uzmanība detaļām inženierzinātnēs.
Katrs armatūras stieņa līkums, pagrieziens un izliekums ir iespēja padarīt to stiprāku un izturīgāku, un katra kļūda vai pārraudzība var apdraudēt visu konstrukciju.
Mūsu kā inženieru uzdevums ir rūpīgi un precīzi veikt savu darbu un daudz zināt par izmantotajiem materiāliem un spēkiem.
Tāpēc nākamreiz, kad redzēsit ēku vai tiltu, kas izgatavots no dzelzsbetona, apstājieties un padomājiet par prasmēm un mākslu, kas tika izmantota tā tapšanā.
Un, ja esat inženieris vai inženierzinātņu students, atcerieties, ka stieņu locīšana ir ne tikai prasme, kas jāapgūst, bet arī zīme, cik spēcīgs var būt radošums un inovācijas.
Jūs varat palīdzēt veidot pasauli ap mums un veidot drošāku, stabilāku nākotni, ja jums ir piemēroti rīki, zināšanas un attieksme.
Saites un atsauces
Pastiprināšanas rokasgrāmata:
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
Liekšanas un iztaisnošanas 60. Pakāpes armatūras stieņi.
Kopīgot…
