Tangon Taivutuksen Ymmärtäminen Rakentamisessa

Jos olet insinööri tai insinööriopiskelija, tulet todennäköisesti kohtaamaan tangon taivutusprosessin jossain vaiheessa.

Tangon taivutus on teräsbetonirakentamisessa käytetty perustekniikka, ja se on keskeinen osa rakennusten, siltojen ja muiden rakenteiden turvallisuuden ja pitkäikäisyyden varmistamista.

Mutta oletko koskaan ajatellut, kuinka tangon taivutus toimii tai miksi insinöörien täytyy tietää, kuinka se tehdään? Tässä blogikirjoituksessa tarkastellaan tangon taivutuksen maailmaa ja puhutaan työkaluista, tekniikoista ja turvallisuuskysymyksistä, jotka sinun on tiedettävä menestyäksesi hyvin tässä tärkeässä rakennustekniikan osassa.

Tämä artikkeli opettaa sinulle kaiken, mitä sinun tulee tietää tangon taivutuksen kiehtovasta maailmasta, olitpa sitten vasta aloittamassa uraasi tai haluatko oppia lisää.

Joten aloitetaan!

Johdatus teräsbetonirakentamisen tangon taivutukseen

Muodollinen määritelmä:

Teräsbetonirakenteessa raudoitustankojen taivutusprosessi eri muotoihin.

Tangon taivutus on tärkeä osa teräsraudoitustankojen ja -palkkien valmistusta ja taivuttamista, joita käytetään betonin lujittamiseen rakentamisessa.

Tangon taivutusaikataulu on joukko tieteellisiä mittauksia, jotka kuvaavat, kuinka tangon taivutusprosessi suoritetaan.

Tämä aikataulu näyttää teräsbetonin tekniset vaatimukset.

Se näyttää mihin taivutettujen tankojen tulee mennä ja kuinka monta tankoa tietyissä paikoissa.

Tangon taivutusaikataulu on luettelo kaikista raudoitussäännöistä ja tiedoista, joita tulee noudattaa tangon taivutuksessa.

Et voi sanoa tarpeeksi siitä, kuinka tärkeää on käyttää taivutustankojen aikataulua.

Jos leikkaat tai taivutat terästä väärin, saatat menettää paljon rahaa, mikä voi olla jopa 10 % projektin kokonaiskustannuksista.

Käyttämällä tangon taivutusaikataulua voit varmistaa, että leikkaus ja taivutus tehdään tehtaalla ja lähetetään sitten työmaalle.

Tämä säästää aikaa ja rahaa rakentamisessa.

Se vähentää myös katkaisussa hukkaan menevän raudoituksen määrää, parantaa työmaan laadunvalvontaa ja helpottaa töiden nopeuttamista työmaalla.

Betoniraudoitustankojen rooli betonirakentamisessa

Raudoitustangot ovat tärkeä osa betonirakentamista, koska ne tekevät betonista vahvemman ja kestävän pidempään.

Tangot asetetaan paikkoihin, joissa jännitystä ja halkeilua todennäköisesti tapahtuu.

Ne ovat lähes aina epämuodostuneita pyöreitä tankoja, joiden pinnoille on rullattu uurrettuja kuvioita.

Kuviot vaihtelevat sen mukaan, kuka ne tekee, mutta ne kaikki varmistavat, että betoni ja raudoitus tarttuvat hyvin yhteen.

Teräsbetonirakenteiden lujuus ja kestävyys riippuvat monista asioista, kuten seoksen mittasuhteista, betonin sijoittelusta ja viimeistelystä sekä veden ja sementtimäisten materiaalien suhteesta.

Mutta taivutusprosessi muuttaa myös sitä, kuinka lujia ja pitkäikäisiä teräsbetonirakenteet ovat kokonaisuutena.

Lujitekuituihin kohdistuu vetojännitys, kun taivutusosat taivutetaan ulkoisten kuormien vaikutuksesta.

Tangon taivutuksen vaikutus teräsbetonirakenteisiin

Se, kuinka hyvin raudoitustangot tarttuvat ympäröivään betoniin, riippuu siitä, miltä ne näyttävät ulkopuolelta.

Teräsraudat ovat paljon jäykempiä kuin muut materiaalit, kuten BFRP-tangot.

Tämä tekee palkin kokonaisuudesta jäykemmäksi.

BFRP-tangot rikkoutuvat taipuisuuden vuoksi, mitä ei tavallisissa BFRP-vahvisteisissa taivutuselementeissä nähdä.

Näin ei ole alivahvistettujen teräsvahvisteisten palkkien kohdalla.

Tangon taivutuksen merkitys teräsbetonirakentamisessa

Vieläkö vaikea ymmärtää? Muutan vähän näkökulmaa:

Oletko kyllästynyt tekemään asioita, jotka kestävät pitkään? Haluatko tehdä suunnitteluprojekteistasi mielenkiintoisempia ja kaoottisempia?

No, unohda kaikki mitä tiedät teräsbetonista rakentamisesta ja ala taivuttaa tankoja kaikkiin eri suuntiin.

Loppujen lopuksi, kuka tarvitsee vakautta ja kestävyyttä, kun voit pitää hauskaa työkalujesi ja tekniikoiden kanssa? Vitsailen, älä tee sitä, kiitos.

Palataan nyt selitykseen.

Raudoitustankojen muodot ja käyttötarkoitukset

Betonirakenteiden vahvistamiseen käytetään raudoitustankoja tai raudoitustankoja.

Niitä on eri pituisia ja paksuisia, ja niissä on usein kohoumia tai harjanteita, jotka auttavat niitä tarttumaan betoniin.

On olemassa erilaisia ​​raudoitustankoja, kuten ohuita terästankoja, deformoituneita raudoitustankoja ja teräslevystä valmistettuja raudoitustankoja.

Vahvistustangot

Kevyitä terästankoja on helppo leikata ja ne voidaan taivuttaa rikkoutumatta.

Epämuodostuneissa raudoituspalkissa on kuvio, joka helpottaa betonin tarttumista raudoitusteräksen pintaan.

Peltiraudoitustangot valmistetaan hehkutetun teräslevyn palasista, jotka on taivutettu aalloksi ja stanssattu säännöllisin väliajoin.

Taivutusmuodot

Riippuen siitä, mihin niitä käytetään, raudoitustankoja voidaan taivuttaa eri muotoihin.

Raudoitustangot tulee taivuttaa niin, että ne mahtuvat suunnittelupiirustuksissa esitettyihin muotoihin.

Joitakin esimerkkejä taivutusmuodoista ovat:

• Ristikkotanko: Ristikotango on vahvistustanko, joka on taivutettu tiettyyn muotoon kestämään aksiaalisia veto- ja puristusvoimia.
• Suora tanko päätykoukulla: Suoraa tankoa, jossa on päätykoukku, käytetään kahden tai useamman raudoitustangon yhdistämiseen.
• Jalustin: Jalustin on raudoitustangon silmukka, jota käytetään betonipylväiden, -palkkien ja -laattojen vahvistamiseen.
• Pylvässide: Pylvässide on tanko, joka pitää pystysuorat palkit ympyrän sarakkeen ympärillä.

Raudoitustankojen käyttötarkoitukset

Raudoitustankoja käytetään monissa erilaisissa rakennusprojekteissa, kuten:

• Perustukset: Vahvistustangot tarjoavat syvän perustuksen tukemaan raskaita rakenteita, kuten siltoja ja pilvenpiirtäjiä.
• Lattiat ja portaat: Vahvistustankoja käytetään lisäämään lattialaattojen ja portaiden lujuutta ja tukea.
• Katot: Kattorakenteissa käytetään raudoitustankoja kestämään katon painon ja tukemaan.
• Rummut, viemärirakenteet ja pienet betonikanavat: Raudoitustangot antavat näille rakenteille lisälujuutta ja tukea.

Tekniikat ja työkalut raudoitustankojen taivutukseen

Raudoitustankojen taivutukseen käytetään useita työkaluja ja tekniikoita, mukaan lukien manuaaliset taivuttimet, hydrauliset taivuttimet ja sähköiset automaattiset raudoitustankojen taivuttajat.

Taivutustekniikat

• Manuaaliset taivuttajat: Yleisin tapa taivuttaa raudoitustankoa on taivuttaa sitä käsin käyttämällä putkea tai hikitankoa.

Mutta tällä menetelmällä on rajansa.

Se ei voi taivuttaa halkaisijaltaan erittäin suuria tankoja, ja se vahingoittaa raudoitustankoja niiden taipuessa.

Hydrauliset taivurit ovat edistyneempiä koneita, joita käyttävät ammattiyritykset.

Nämä koneet voivat taivuttaa minkä tahansa kokoisia, muotoisia tai tyyppisiä raudoitustankoja erittäin tarkasti ja tarkasti.

• Sähköiset automaattiset raudoitustankojen taivuttajat: Nämä koneet sopivat täydellisesti urakoitsijoille, valmistajille ja rakentajille, joiden on taivutettava tangot helposti ja tarkasti.

Tangon koko ja muoto määräävät, mikä työkalu tai tekniikka sopii parhaiten sen taivutukseen.

Esimerkiksi manuaaliset taivuttajat voivat riittää pieniin projekteihin, kun taas hydrauliset taivuttimet tai sähköiset automaattiset raudoitustaivuttajat sopivat paremmin suurempiin projekteihin, joissa betonirakenteiden vahvistaminen edellyttää tarkkoja raudoitusten taivutuksia.

Taivutusraudoitustangot vs. Kuumavalssatut ja kylmäkäsitellyt terästangot

• Kuumavalssatut terästankojen pyöreät tangot: Kuumavalssattu terästanko on muokattavampi kuin kylmäkäsitelty teräs, mikä helpottaa käsittelyä.

Tämän tyyppistä terästankoa käytetään usein rungon, verhoilun, liitosten, akselien ja rakenteellisten vahvistusten luomiseen.

• Kylmäkäsitellyn teräksen pyöreät tangot: Kylmäkäsitellyllä teräksellä on yleensä korkeampi myötö- ja vetolujuus kuin kuumavalssatulla teräksellä.

Se on parempi koneistukseen, koska sillä on erinomainen pintakäsittely ja tarkat mitat ovat välttämättömiä.

Kuumavalssattua terästä valmistettaessa käytetään yli 1700 °F (926 °C) lämpötiloja.

Metalli laitetaan telojen läpi, jotka puristavat sen oikeaan muotoon.

Kylmäkäsitelty teräs on enimmäkseen kuumavalssattua terästä, jota on työstetty enemmän.

Kun kuumavalssattu teräs on jäähtynyt, se valssataan uudelleen huoneenlämmössä tarkemman koon ja paremman viimeistelyn saamiseksi.

Turvallisuusnäkökohdat tangon taivutuksessa

Taivutustankojen parissa työskentelevien insinöörien on pohdittava turvallisuutta varmistaakseen, etteivät työntekijät loukkaannu.

Henkilökohtaiset suojavarusteet (PPE)

Henkilökohtaiset suojavarusteet (PPE), kuten pölynaamarit, lasit tai suojalasit, jotka eivät riko, turvakengät, jotka eivät luista, suojakypärät ja kuulosuojaimet ovat tärkein turvatoimi.

Oikea koulutus ja turvatoimet

Ennen raudoituksen taivuttimen käyttöä insinöörien tulee saada oikea koulutus ja käydä läpi turvatoimenpiteet, kuten purkaa raudoitus mahdollisimman läheltä työaluetta ja käyttää oikeita nostotekniikoita.

Heidän tulee olla varovaisia, mihin he asettavat kätensä taivutinta käyttäessään, ja välttää niiden asettamista metalliraudan lähelle.

Suojaa ulkoneva raudoitustanko

Kun työskentelet raudoitustangon kanssa rakennustyömaalla, insinöörien tulee suojata ulkonevat raudoitustangot suojilla, jotka kestävät vähintään 250 punnan pudotuksen kymmenen jalan korkeudelta.

Teräsvahvisteiset raudoitussuojukset, hylsykorkit, puiset kourut ja raudoituksen taivutus ovat kaikki yleisiä tapoja suojata sitä.

Putoamissuoja ja/tai putoamisen esto

Kun työntekijät työskentelevät millä tahansa korkeudella paljaiden raudoitustankojen yläpuolella, on oltava keino suojata heitä putoamalta tai estää heitä putoamasta.

Koneen suojaus

OSHA sanoo, että työnantajien tulee varmistaa, että kaikki paalauskoneiden turvaominaisuudet toimivat kunnolla ja että koneita käytetään oikein.

Lisäksi insinöörit voivat käyttää hihnaa estämään tangon taivuttajia taivuttamasta vartaloaan, kun he joutuvat taivuttamaan tankoja käsin, ja he voivat asettaa eri pitovarsien etäisyyksiä erihalkaisijaisille taivutustankoille.

Lopuksi OSHA ehdottaa tapoja suojella koneita, jotka liittyvät työpaikan amputaatioihin, käyttämällä tehokkaita koneen suojaus- tai lukitus-/merkintämenettelyjä, kun suojalaitteet ovat rikki tai ne eivät suojaa työntekijöitä vaarallisilta energialähteiltä huollon ja kunnossapidon aikana.

Taivutustangon hitausmomentin laskeminen

Taivutustangon hitausmomentin laskemiseksi insinöörien on ensin määritettävä tangon tyyppi, jolla he työskentelevät.

Erityyppisille tankoille, kuten taivutustankoille tai tangoille, on erilaisia ​​tapoja selvittää hitausmomentti.

Palkkiosan segmentointi

Laskennan aloittamiseksi insinöörien on jaettava palkin osa osiin ja selvitettävä, missä neutraaliakseli on (NA).

Ennen kuin voit löytää hitausmomentin, sinun on myös tiedettävä leikkauksen sentroidi tai massakeskus.

Esimerkiksi pystysuoraa (y) sentroidia käytetään määrittämään leikkauksen hitausmomentti sen vaaka-akselin (XX) ympärillä.

Rinnakkaisakselin lause

Insinöörien on käytettävä "Rinnakkaisakselin lausetta" leikkauksen kokonaishitausmomentin selvittämiseksi.

Koska palkkiosuus koostuu kolmesta suorakaiteen muotoisesta kappaleesta, insinöörien on selvitettävä kunkin kappaleen hitausmomentti ja käytettävä kaavaa I = I0 + Ad2 niiden yhdistämiseen.

Alueen hitausmomentin laskenta

Iy = x2dA antaa sinulle alueen hitausmomentin suorakaiteen muotoiselle leikkaukselle.

Y-akselin ympäri tapahtuvaa taivutusta varten hitausmomentti voidaan kirjoittaa muodossa Iy = x2 dA, missä Iy on alueen hitausmomentti suhteessa y-akseliin ja x on etäisyys y-akselista elementtiin dA, joka on kohtisuorassa y-akselia vastaan.

Tangon hitausmomentin laskeminen

Tangolle insinöörit voivat laskea sen hitausmomentin suoraan tai saada sen massakeskipisteen lausekkeesta käyttämällä rinnakkaisakselilausetta.

Lopuksi, insinöörien on ensin selvitettävä, millaisen tangon tai tangon kanssa he työskentelevät, ja sitten käytettävä oikeaa laskentamenetelmää hitausmomentin selvittämiseen.

Laskennan suorittamiseksi sinun on jaettava säteen osa osiin, selvitettävä neutraaliakseli, löydettävä painopiste tai massakeskipiste ja käytettävä rinnakkaisakselin lausetta.

Taivutustankojen tuki

Taivutustankojen tukeminen työtasoissa

Työtasot, erityisesti tangoissa olevat, voivat alkaa taipua ajan myötä, mikä tarkoittaa, että ne tarvitsevat enemmän tukea, jotta ne eivät pahene.

Tässä on joitain tapoja, joilla voit auttaa:

• Varmista, että työtason alla oleva rakenne on vahva.

Työtason alla olevan rakenteen tulee olla vahva eikä taipua.

Kannakkeita voidaan käyttää tukemaan ulkonevaa työtasoa.

• Käytä sulkuja.

Kiinnikkeiden tulee ulottua neljän tuuman etäisyydelle työtason reunasta, jotta työtasolle ei kohdistu liikaa painoa ja painetta ilman oikeaa tukea.

Kiinnittimiä tulee käyttää pitämään kiinnikkeet tukevasti paikoillaan.

• Käytä neliömäisiä pylväitä.

Neliömäiset pylväät tiskin ulkoneman kulmissa ovat halpa tapa lisätä tyyliä keittiöösi rikkomatta pankkia.

• Asenna terästankoja: Voit myös lisätä tukea asettamalla 1/4" terästankoja graniittitason alapuolelle tai karkeaan yläosaan.

On tärkeää tietää, että useimmat työtasot voivat ulottaa 12" ilman apua, joten jos ulkonemasi on tätä pidempi, sinun on lisättävä tukea.

Tarkista työtasosi tehneeltä henkilöltä, kuinka kauas toisistaan ​​kiinnikkeiden tuet tulisi sijoittaa.

Lopuksi, voit antaa taivutustangon työtasolle lisää tukea varmistamalla, että siinä on tukeva tukirakenne.

Voit tehdä tämän käyttämällä pöytätasoon upotettuja kiinnikkeitä, neliömäisiä pylväitä tai terästankoja.

Tämä estää vaurioiden pahenemisen ja pidentää työtasoa.

Metallitankojen taipumisen rajoittaminen

Kun metallitanko on jännityksen alaisena, se voi taipua.

Taivutuksen pysäyttämiseksi tai rajoittamiseksi voidaan tehdä useita asioita.

Pakenna tankoa

Yksi tapa tehdä tämä on tehdä tangosta paksumpi, mikä tekee siitä jäykemmän ja vähemmän todennäköisemmän taipumisen.

Vaihda materiaalia

Toinen tapa on vaihtaa tangon materiaali sellaiseen, jolla on suurempi murtovetolujuus.

Tämä voi saada tangon ottamaan enemmän voimaa ennen kuin se taipuu.

Pienennä Moment Arm

Kolmas tapa on leikata momenttivarren pituus, mutta pitää paksuus samana.

Tämä tarkoittaa, että kuorma on lähempänä tukea, mikä vähentää tuen taipumista aiheuttavaa voimaa.

Teräsvahvikkeet

Teräsraudoitustankoihin suositellaan suuria taivutushalkaisijoita, jotta voidaan rajoittaa teräkseen kohdistuvaa rasitusta kylmätyöstön aikana ja vähentää venymisen ikääntymisen aiheuttamaa haurastumista.

ASTM A767/A767M Taulukko 2 antaa ohjeet käytettävän taivutuksen halkaisijalle tangon nimelliskoon perusteella.

Jos noudatat näitä ehdotuksia, taivutus vähentää jäännösjännitystä.

Jos raudoitustankoa on taivutettava tiukemmin kuin suositellaan, sitä voidaan lämmittää 900 F - 1050 F (480 C - 560 C) tunnin ajan tangon halkaisijan tuumaa kohden jäännösjännityksen vähentämiseksi.

Stressin ja neutraalin akselin laskeminen

Taivutusjännityksen selvittämiseksi meidän on tiedettävä, missä on palkin neutraali akseli ja kuinka selvittää pinta-alan toinen momentti tietylle poikkileikkaukselle.

Kun johonkin laitetaan pari- tai taivutusmomentti M, se taipuu.

Puhtaassa taivutuksessa, kuten vääntössä, on akseli, jossa jännitys ja venymä ovat molemmat nolla.

Tätä kutsutaan neutraaliksi akseliksi.

Jotta vältetään keskittyneitä taivutusmomentteja sisältävien palkkien taipuminen liikaa, sinun on ymmärrettävä normaali taivutusjännitys ja palkin taivutuskeskus.

Yhteenvetona voidaan todeta, että on useita tapoja estää metallitankojen taipuminen, kuten paksuntaa tankoa, vaihtaa materiaalia tai lyhentää momenttivartta.

Suuret taivutushalkaisijat sopivat parhaiten teräksestä valmistetuille raudoitustankille.

Selvittääksemme, kuinka paljon jännitystä taivutus aiheuttaa, meidän on tiedettävä säteen neutraaliakseli ja selvitettävä pinta-alan toinen momentti.

Lisäksi sinun on tiedettävä normaali taivutusjännitys ja palkin taivutuskeskiö, jos haluat estää keskittyneitä taivutusmomentteja sisältävien palkkien taipumisen liikaa.

Tangon taivutusaikataulun perusteet

Vinkki: Ota tekstityspainike käyttöön, jos tarvitset sitä. Valitse asetuspainikkeesta "automaattinen käännös", jos puhuttu kieli ei ole sinulle tuttu. Sinun on ehkä napsautettava ensin videon kieltä, ennen kuin suosikkikielesi on saatavilla käännettäväksi.

Käytä koteloita

Käytetty:	Kuvaus:
Pylvään vahvistus:	Betonipilareihin lisätään usein raudoitustankoja vahvemmiksi ja vakaammiksi. Jotta tangot olisivat oikean kokoisia ja muotoisia, ne on taivutettava erikoistyökaluilla ja -menetelmillä.
Palkkien vahvistus:	Raudoitustankoja käytetään myös betonipalkkien lujittamiseen, jotka ovat tärkeitä rakennuksen painon kantamisessa. Jotta tangot mahtuvat betonimuottiin ja tarjoavat tarvittavan tuen, ne on taivutettava tiettyihin muotoihin ja kokoihin.
Betonilaatat:	Joskus raudoitustankoja käytetään betonilaattojen vahvistamiseen, kuten lattioiden tai perustusten rakentamiseen. Jotta betoni olisi vahvempi ja vakaampi, tangot on taivutettava ristikkokuvioksi ja asetettava betoniin.
Pitävät seinät:	Betonisia tukiseiniä käytetään myös raudoitustankoihin, jotka on tehty pitämään maata tai muita materiaaleja. Tangot taivutetaan tiettyihin muotoihin ja kokoihin, jotta ne sopivat rakenteeseen ja antavat sille lisää lujuutta kestämään maaperän painetta.
Sillan rakentaminen:	Raudoitustankoja käytetään lisäämään siltojen lujuutta ja tukea niitä rakennettaessa. Tangot on taivutettava tiettyyn muotoon ja kokoon, jotta se sopii rakenteeseen ja antaa sille sen tarvitseman tuen.
Suuret, korkeat rakennukset:	Raudoitustangot ovat tärkeitä korkeiden rakennusten rakentamisessa, koska niitä käytetään betonipilarien, -palkkien ja -lattioiden vahvistamiseen. Tangot on taivutettava tiettyihin muotoihin ja kokoihin, jotta ne sopivat rakennukseen ja antavat sille tarvittavan tuen painonsa pitämiseksi.

Johtopäätös

Tämän tangon taivutuksen maailmaa koskevan katsauksen lopussa on syytä pohtia, kuinka tärkeä tämä tekniikka on suunnittelussa ja rakentamisessa yleensä.

Tangon taivutuksen ytimessä on raaka-aineiden muotoilemista vahvoiksi, kestäviksi ja luonnonvoimien ja ajan kokeen kestäviksi.

Se vaatii yhdistelmän teknisiä taitoja, luovuutta ja ongelmanratkaisukykyä, ja se osoittaa, kuinka ihmisen luovuus voi muuttaa ympärillämme olevaa maailmaa.

Tangon taivutus on hyödyllistä monella tapaa, mutta se osoittaa myös, kuinka tärkeää käsityötaito ja yksityiskohtien huomiointi ovat suunnittelussa.

Jokainen mutka, vääntö ja kaarre vahvistuspalkissa on mahdollisuus tehdä siitä vahvempi ja kestävämpi, ja jokainen virhe tai huolimattomuus voi vaarantaa koko rakenteen.

Insinööreinä meidän tehtävämme on tehdä työmme huolellisesti ja tarkasti ja tietää paljon materiaaleista ja voimista.

Joten kun seuraavan kerran näet teräsbetonista valmistetun rakennuksen tai sillan, pysähdy ja mieti sen tekemiseen käytettyä taitoa ja taidetta.

Ja jos olet insinööri tai insinööriopiskelija, muista, että tangon taivutus ei ole vain oppimistaito, vaan myös merkki siitä, kuinka voimakasta luovuus ja innovaatio voivat olla.

Voit auttaa muokkaamaan ympärillämme olevaa maailmaa ja rakentamaan turvallisempaa, vakaampaa tulevaisuutta, jos sinulla on oikeat työkalut, tieto ja asenne.

Linkkejä ja referenssejä

Vahvistuksen käsikirja:

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

Taivutus- ja oikaisutangot, luokka 60.