Розуміння Згинання Прутка В Будівництві

Якщо ви інженер або студент інженерного факультету, ви, ймовірно, колись зіткнетеся з процесом згинання прутка.

Згинання стержнів є основною технікою, яка використовується в залізобетонних конструкціях, і це ключова частина забезпечення безпеки та довговічності будівель, мостів та інших конструкцій.

Але чи замислювалися ви коли-небудь над тим, як працює згинання прутка або чому інженерам потрібно знати, як це робити? У цій публікації в блозі ми заглянемо у світ згинання прутків і поговоримо про інструменти, методи та питання безпеки, які потрібно знати, щоб добре працювати в цій важливій частині будівельної техніки.

Ця стаття навчить вас усьому, що вам потрібно знати про захоплюючий світ згинання прутків, незалежно від того, чи тільки ви починаєте свою кар’єру, чи хочете дізнатися більше.

Тож почнемо!

Вступ до згинання стрижнів у залізобетонних конструкціях

Формальне визначення:

У залізобетонному будівництві — процес згинання арматурних стрижнів до різних форм.

Згинання прутків є важливою частиною виготовлення та згинання сталевих арматурних стрижнів і балок, які використовуються для зміцнення бетону в будівництві.

Графік згинання прутка — це набір наукових вимірювань, які описують процес згинання прутка.

У цьому графіку наведені технічні вимоги до залізобетону.

Він показує, куди мають йти зігнуті стрижні та скільки стрижнів має йти в певних місцях.

Графік згинання прутків - це перелік усіх правил і інформації про арматуру, яких необхідно дотримуватися при згинанні прутків.

Про те, наскільки важливо використовувати графік для згинання прутків, не можна сказати.

Якщо ви неправильно розріжете або зігнете сталь, ви можете втратити багато грошей, що може скласти до 10% від загальної вартості проекту.

Використовуючи графік згинання прутків, ви можете переконатися, що різання та згинання виконуються на заводі, а потім відправляються на робоче місце.

Це економить час і гроші на будівництво.

Це також зменшує кількість витраченої арматури під час різання, покращує контроль якості на об’єкті та полегшує виконання робіт на об’єкті.

Роль арматури в бетонному будівництві

Арматура є важливою частиною будівництва з бетону, оскільки вона робить бетон міцнішим і служить довше.

Планки встановлюються в місцях, де є ймовірність натягу та тріщин.

Це майже завжди деформовані круглі бруски з ребристими візерунками, накатаними на їхні поверхні.

Візерунки змінюються залежно від того, хто їх виготовляє, але всі вони гарантують, що бетон і арматура добре склеюються.

Міцність і довговічність залізобетонних конструкцій залежать від ряду речей, таких як пропорції суміші, спосіб укладання та обробки бетону та співвідношення води та цементних матеріалів.

Але процес згинання також змінює міцність і довговічність залізобетонних конструкцій в цілому.

Армуючі волокна будуть відчувати напруги розтягування, коли гнучкі елементи згинаються зовнішніми навантаженнями.

Вплив вигину стрижня на залізобетонні конструкції

Від того, як вони виглядають зовні, залежить те, наскільки добре арматурні стрижні прилипають до бетону навколо них.

Сталеві арматурні стрижні набагато жорсткіші, ніж інші матеріали, такі як стержні BFRP.

Це робить балку в цілому більш жорсткою.

Стержні BFRP зламаються через пластичність, чого не спостерігається у традиційних армованих BFRP гнучких елементах.

Це не стосується балок з недостатнім армуванням сталевими армованими балками.

Значення згинання прутків у залізобетонних конструкціях

Усе ще важко зрозуміти? Дозвольте трохи змінити точку зору:

Ви втомилися робити речі, які тривають довго? Хочете зробити свої інженерні проекти більш цікавими та хаотичними?

Що ж, забудьте все, що ви знаєте про будівництво із залізобетону, і почніть гнути ці бруски в усіх різних напрямках.

Зрештою, кому потрібна стабільність і довговічність, коли ви можете розважатися зі своїми інструментами та технікою? Я жартую, не роби цього, будь ласка.

Тепер повернемося до пояснення.

Форми та застосування арматурних стрижнів

Для підвищення міцності бетонних конструкцій використовується арматура, або арматурний пруток.

Вони бувають різної довжини та товщини і часто мають нерівності або виступи, які допомагають їм прилипати до бетону.

Існують різні види арматурних стрижнів, наприклад, стержні з м’якої сталі, деформовані стрижні та арматурні стрижні з листового металу.

Види арматурного прокату

Прутки з м’якої сталі легко ріжуться та згинаються, не ламаючи.

Деформована арматура має малюнок, який полегшує прилипання бетону до поверхні арматурної сталі.

Листову арматуру виготовляють із шматків відпаленої листової сталі, зігнутих у гофр і пробитих через рівні проміжки.

Вигин фігур

Залежно від того, для чого вони будуть використовуватися, арматуру можна згинати в різні форми.

Арматурні стержні потрібно зігнути так, щоб вони могли вписуватися в форми, показані на кресленнях.

Деякі приклади форм згину включають:

• Стержень ферми: Стержень ферми – це арматурний стрижень, який зігнутий у певну форму, щоб протистояти осьовим силам розтягування та стиснення.
• Прямий стрижень із кінцевим гаком: прямий стрижень із кінцевим гаком використовується для з’єднання двох або більше арматурних стрижнів.
• Стремена: Стремена - це петля з арматурного стрижня, яка використовується для посилення колон, балок і бетонних плит.
• Стяжка колони: стяжка колони – це смуга, яка утримує вертикальні смуги навколо колони в колі.

Використання арматурного стержня

Арматурні стрижні використовуються в багатьох різних будівельних проектах, наприклад:

• Фундаменти: арматурні стрижні забезпечують глибокі фундаменти для підтримки важких конструкцій, таких як мости та хмарочоси.
• Підлоги та сходи: арматурні стрижні використовуються для додання міцності та опори плитам перекриття та сходам.
• Дахи: арматурні стрижні використовуються в конструкції даху, щоб витримати вагу даху та забезпечити опору.
• Водопропускні труби, дренажні конструкції та невеликі бетонні канали: арматурні стержні забезпечують додаткову міцність і підтримку цих конструкцій.

Прийоми та інструменти для згинання арматурних стержнів

Існує кілька інструментів і методів, які використовуються для згинання арматурних стрижнів, включаючи ручні, гідравлічні та електричні автоматичні згинальні машини.

Техніка згинання

• Ручні згинальні машини: найпростіший спосіб згинання арматури – це ручне згинання її вручну за допомогою труби або стрижня.

Але цей метод має свої межі.

Він не може зігнути прути дуже великого діаметру, і це завдає шкоди арматурі там, де вони згинаються.

Гідравлічні згинальні машини – це більш досконалі машини, які використовуються професійними підприємствами.

Ці машини можуть згинати арматуру будь-якого розміру, форми або типу з високою точністю.

• Електричні автоматичні верстати для згинання арматури: ці машини ідеально підходять для підрядників, виробників і будівельників, яким потрібно легко та точно згинати арматуру.

Розмір і форма бруска визначають, який інструмент або техніка найкраще підходить для його згинання.

Наприклад, ручних згинальних машин може бути достатньо для невеликих проектів, тоді як гідравлічні або електричні автоматичні арматурні згинальні машини краще підходять для великих проектів, які вимагають точних вигинів арматурних стрижнів для належного зміцнення бетонних конструкцій.

Згинання арматурного стержня проти гарячекатаного та холоднообробленого сталевого круглого стержня

• Гарячекатаний сталевий круглий пруток: гарячекатаний сталевий пруток більш пластичний, ніж холоднооброблена сталь, тому з ним легше працювати.

Цей тип сталевого прутка часто використовується для створення каркаса, оздоблення, арматури, осей і структурного підсилення.

• Круглий пруток із холодної обробки: холоднооброблена сталь, як правило, має вищі межі текучості та міцність на розтяг, ніж гарячекатана сталь.

Він кращий для механічної обробки, оскільки має чудову обробку поверхні, а точні розміри важливі.

При виготовленні гарячекатаної сталі використовуються температури вище 1700°F (926°C).

Метал пропускають через ролики, які стискають його до потрібної форми.

Сталь, яка пройшла холодну обробку, — це переважно гарячекатана сталь, над якою працювали більше.

Після того, як гарячекатана сталь охолоне, її знову прокатують при кімнатній температурі, щоб отримати більш точні розміри та кращу обробку.

Заходи безпеки під час згинання штанги

Працюючи з обладнанням для згинання прутків, інженери повинні думати про безпеку, щоб гарантувати, що працівники не постраждають.

Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ)

Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ), такі як протипилові маски, окуляри, які не б'ються, захисне взуття, яке не ковзає, каски та засоби захисту слуху, є найважливішим засобом безпеки.

Належне навчання та заходи безпеки

Перед використанням арматурно-згинального пристрою інженери повинні пройти відповідну підготовку та ознайомитися з заходами безпеки, наприклад розвантажувати арматуру якомога ближче до робочої зони та використовувати правильні методи підйому.

Їм слід уважно стежити за тим, куди вони кладуть руки під час роботи згинальника, і не розміщувати їх поблизу металевої арматури.

Захист виступаючої арматури

Працюючи з арматурою на будівельному майданчику, інженери повинні захистити виступаючу арматуру захисними кожухами, які можуть витримати щонайменше 250 фунтів при падінні з висоти десяти футів.

Посилені сталлю арматурні ковпаки, ковпаки карні, дерев’яні жолоби та згинання арматури – це звичайні способи її захисту.

Захист від падіння та/або запобігання падінню

Коли співробітники працюють на будь-якій висоті над відкритою арматурою, повинен бути спосіб захистити їх від падіння або зупинити їх падіння.

Захист машини

OSHA каже, що роботодавці повинні переконатися, що всі засоби безпеки на пресувальних машинах працюють належним чином і що машини використовуються належним чином.

Крім того, інженери можуть використовувати ремінь, щоб запобігти згинанню стержнів, коли їм потрібно згинати стрижні вручну, і вони можуть встановити різні відстані рукоятки для згинання стрижнів різного діаметру.

Нарешті, OSHA пропонує способи захисту обладнання, пов’язаного з ампутаціями на робочому місці, за допомогою ефективних засобів захисту обладнання або процедур блокування/маркування, коли захисні засоби порушені або не захищають працівників від небезпечної енергії під час обслуговування та технічного обслуговування.

Розрахунок моменту інерції бруска, що згинається

Щоб розрахувати момент інерції стержня, що згинається, інженери повинні спочатку визначити тип стрижня, з яким вони працюють.

Для різних типів брусків, як-от гнучий стержень або стрижень, існують різні способи визначення моменту інерції.

Сегментація перетину балки

Щоб почати розрахунок, інженери повинні розділити секцію балки на частини та визначити, де знаходиться нейтральна вісь (NA).

Перш ніж ви зможете знайти момент інерції, вам також потрібно знати центроїд, або центр мас, перетину.

Наприклад, вертикальний (y) центроїд використовується для визначення моменту інерції перетину відносно його горизонтальної (XX) осі.

Теорема паралельної осі

Інженерам доводиться використовувати «Теорему паралельної осі», щоб визначити загальний момент інерції перетину.

Оскільки перетин балки складається з трьох прямокутних частин, інженери повинні визначити момент інерції для кожної частини та використати формулу I = I0 + Ad2, щоб зібрати їх усі разом.

Обчислення моменту інерції площі

Iy = x2dA дає вам площу моменту інерції для прямокутної ділянки.

Для згинання навколо осі y момент інерції можна записати як Iy = x2 dA, де Iy — площа моменту інерції, пов’язана з віссю y, а x — відстань від осі y до елемента dA, тобто перпендикулярно до осі у.

Розрахунок моменту інерції стержня

Для стрижня інженери можуть обчислити його момент інерції безпосередньо або отримати його з виразу центру мас за допомогою теореми паралельної осі.

Підсумовуючи, інженери повинні спочатку з’ясувати, з яким стержнем або стрижнем вони працюють, а потім використати правильний метод розрахунку, щоб визначити момент інерції.

Щоб підрахувати, вам потрібно розділити секцію балки на частини, визначити нейтральну вісь, знайти центроїд або центр мас і скористатися теоремою паралельної осі.

Опорні згинальні стрижні

Підтримка гнучих брусків у стільницях

Стільниці, особливо в барах, з часом можуть почати прогинатися, а це означає, що їм потрібна додаткова опора, щоб не погіршити стан.

Ось кілька способів, якими ви можете допомогти:

• Переконайтеся, що конструкція під стільницею міцна.

Конструкція під стільницю повинна бути міцною і не гнутися.

Кронштейни можна використовувати для підтримки висить стільниці.

• Використовуйте дужки.

Кронштейни мають сягати в межах чотирьох дюймів від краю стільниці, щоб утримати велику вагу та тиск від надлишкової ваги та тиску на стільницю без належної опори.

Для надійного кріплення кронштейнів слід використовувати кріплення.

• Використовуйте квадратні стовпи.

Квадратні стійки в кутах виступу стійки — це дешевий спосіб додати стилю вашій кухні, не розбиваючи гроші.

• Вставте сталеві стрижні: Ви також можете додати опору, поклавши 1/4" сталеві стрижні під або в шорстку верхню частину гранітної стільниці.

Важливо знати, що більшість стільниць можуть розгортатися на 12 дюймів без сторонньої допомоги, тому, якщо ваш звис довший за цей, вам потрібно буде додати більше опор.

Зверніться до людини, яка створила вашу стільницю, щоб дізнатися, на якій відстані одна від одної слід розташувати опори кронштейнів.

Підсумовуючи, ви можете надати стільниці з гнучої планки більше опори, переконавшись, що вона має міцну опорну конструкцію.

Ви можете зробити це за допомогою кронштейнів, квадратних стовпів або сталевих прутів, вбудованих у стільницю.

Це запобіжить посиленню пошкоджень і подовжить термін служби стільниці.

Обмеження згинання металевих прутків

Коли металевий стрижень знаходиться під напругою, він може зігнутися.

Кілька речей можна зробити, щоб зупинити або обмежити згинання.

Потовщення планки

Один із способів зробити це — зробити брусок товщим, що зробить його жорсткішим і менш схильним до згинання.

Змініть матеріал

Інший спосіб полягає в тому, щоб змінити матеріал стержня на матеріал із вищою межею міцності на розрив.

Це може змусити штангу витримувати більше зусилля, перш ніж вона зігнеться.

Зменшити важіль моменту

Третій спосіб — скоротити довжину плеча моменту, але залишити товщину незмінною.

Це означає, що вантаж знаходиться ближче до опори, що зменшує силу, яка змушує опору згинатися.

Сталева арматура

Для сталевих арматурних стрижнів рекомендовані великі діаметри вигинів, щоб обмежити навантаження на сталь під час холодної обробки та зменшити ймовірність окрихчення під час деформації.

ASTM A767/A767M Таблиця 2 містить вказівки щодо діаметра згину, який слід використовувати на основі номінального розміру стержня.

Якщо ви дотримуєтеся цих рекомендацій, вигин спричинить меншу залишкову напругу.

Якщо арматурний пруток потрібно зігнути щільніше, ніж рекомендовано, його можна нагріти при температурі від 900 F до 1050 F (480 C до 560 C) протягом однієї години на дюйм діаметра прутка, щоб зменшити величину залишкової напруги.

Розрахунок напруги та нейтральної осі

Щоб визначити напругу згину, нам потрібно знати, де знаходиться нейтральна вісь балки, і як визначити другий момент площі для заданого поперечного перерізу.

Коли на щось прикладається пара або згинальний момент М, він згинається.

У чистому згині, так само як і в крученні, є вісь, де і напруга, і деформація дорівнюють нулю.

Це називається нейтральною віссю.

Щоб запобігти надто сильному вигину балок із зосередженими згинальними моментами, потрібно розуміти нормальне напруження через згинання та центр згинання балки.

Підводячи підсумок, можна сказати, що є кілька способів зупинити вигин металевих прутів, наприклад зробити пруток товщим, змінити матеріал або вкоротити плече моменту.

Для арматури зі сталі найкраще підходять великі діаметри вигинів.

Щоб визначити, яке напруження спричинене згином, нам потрібно знати нейтральну вісь балки та визначити другий момент площі.

Крім того, вам потрібно знати про нормальне напруження внаслідок згинання та центр згину для згинання балки, якщо ви хочете, щоб балки із зосередженими згинальними моментами не згиналися занадто сильно.

Основи графіка згинання прутка

Порада: увімкніть кнопку субтитрів, якщо вона вам потрібна. Виберіть «автоматичний переклад» у кнопці налаштувань, якщо ви не знайомі з розмовною мовою. Можливо, вам доведеться спершу натиснути мову відео, перш ніж ваша улюблена мова стане доступною для перекладу.

Випадки використання

Використовується в:	опис:
Армування колони:	Часто в бетонні колони додають арматуру, щоб зробити їх більш міцними і стійкими. Щоб бруски були потрібного розміру і форми, їх потрібно зігнути спеціальними інструментами і методами.
Армування балок:	Арматура також використовується для зміцнення бетонних балок, які важливі для витримування ваги будівлі. Щоб бруски помістилися в бетонну форму та забезпечили необхідну опору, їх потрібно зігнути до певних форм і розмірів.
Бетонні плити:	Іноді арматуру використовують для зміцнення бетонних плит, подібних до тих, що використовуються для будівництва підлог або фундаменту. Щоб зробити бетон міцнішим і стійкішим, бруски необхідно зігнути у вигляді сітки і встановити в бетон.
Опорні стіни:	Також для зміцнення бетонних підпірних стін використовують арматуру, яка утримує грунт або інші матеріали. Бруски зігнуті в певні форми та розміри, щоб відповідати конструкції та надавати їй більше міцності, щоб протистояти тиску ґрунту.
Будівництво мосту:	Арматурні стрижні використовуються для надання мостам більшої міцності та підтримки під час їх будівництва. Щоб підігнати конструкцію та забезпечити їй необхідну підтримку, бруски потрібно зігнути в певні форми та розміри.
Великі високі будівлі:	Арматурний прокат важливий для будівництва висотних будівель, оскільки він використовується для зміцнення бетонних колон, балок і перекриттів. Бруски потрібно зігнути в певні форми та розміри, щоб відповідати будівлі та надавати йому опору, необхідну для витримування ваги.

Висновок

Коли ми підходимо до кінця цього погляду на світ згинання прутків, варто подумати про те, наскільки важлива ця техніка в інженерії та будівництві загалом.

За своєю суттю, згинання прутка полягає у формуванні сировини у форму, яка є міцною, довговічною та може протистояти силам природи та випробуванню часом.

Це вимагає поєднання технічних навичок, креативності та вміння розв’язувати проблеми, і це показує, як людська творчість може змінити світ навколо нас.

Згинання прутка є корисним у багатьох відношеннях, але це також показує, наскільки важливі в інженерії майстерність і увага до деталей.

Кожен вигин, скручування та вигин арматури – це шанс зробити її міцнішою та довговічнішою, а кожна помилка чи недогляд можуть поставити під загрозу всю конструкцію.

Як інженерів, наша робота полягає в тому, щоб виконувати свою роботу з обережністю та точністю, а також знати багато про матеріали та сили, що діють.

Отже, наступного разу, коли ви побачите будівлю чи міст із залізобетону, зупиніться й подумайте про майстерність і мистецтво, які були використані для їх створення.

І якщо ви інженер або студент інженерного факультету, пам’ятайте, що згинання прутка – це не лише навичка, яку потрібно навчитися, але й ознака того, наскільки потужними можуть бути творчість та інновації.

Ви можете допомогти сформувати світ навколо нас і побудувати безпечніше, стабільніше майбутнє, якщо у вас є відповідні інструменти, знання та ставлення.

Посилання та посилання

Підручник з армування:

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

Згинання та випрямлення арматурного стержня марки 60.