あなたがエンジニアまたは工学の学生であれば、ある時点で棒を曲げるプロセスに出くわす可能性があります。
鉄筋曲げ加工は、鉄筋コンクリート造の基本工法であり、建物や橋梁などの構造物を安全に長持ちさせるための重要な工程です。
しかし、バーの曲げがどのように機能するか、またはエンジニアがその方法を知る必要がある理由について考えたことはありますか? このブログ投稿では、バーの曲げ加工の世界を調べ、建設工学のこの重要な部分をうまく行うために知っておく必要があるツール、テクニック、および安全上の懸念について説明します。
この記事では、あなたがキャリアを始めたばかりでも、もっと学びたいと思っている人でも、バー曲げの魅力的な世界について知っておくべきことをすべて教えてくれます.
それでは始めましょう！
鉄筋コンクリート構造の棒曲げの概要
正式な定義:
鉄筋コンクリート構造において、鉄筋をさまざまな形状に曲げる工程。
バー曲げは、建物のコンクリートを強化するために使用される鉄筋や梁の製造と曲げの重要な部分です。
バーの曲げスケジュールは、バーを曲げるプロセスがどのように行われるかを説明する一連の科学的測定値です。
このスケジュールは、鉄筋コンクリートの技術要件を示しています。
曲がった鉄筋がどこに行くべきか、特定の場所に何本の鉄筋が必要かを示します。
鉄筋曲げスケジュールは、鉄筋曲げを行う際に従う必要がある鉄筋に関するすべての規則と情報のリストです。
棒材を曲げるためにスケジュールを使用することがどれほど重要かについては、十分に語ることはできません。
鋼材を間違って切断したり曲げたりすると、多額の損失が発生する可能性があり、プロジェクトの総コストの 10% に達する可能性があります。
バーの曲げスケジュールを使用することで、切断と曲げが工場で行われ、その後現場に送られることを確認できます。
これにより、建設にかかる時間と費用を節約できます。
また、切断時の無駄な鉄筋の量を減らし、現場での品質管理を向上させ、現場での作業をより迅速に行うことが容易になります。
コンクリート構造物における鉄筋の役割
鉄筋は、コンクリートをより強くし、長持ちさせるため、コンクリートを使用した建物の重要な部分です。
張りや割れが発生しやすい場所にバーを入れます。
ほとんどの場合、変形した丸棒で、表面にリブ模様が巻かれています。
作る人によって柄は異なりますが、どれもコンクリートと鉄筋がしっかりとくっつくようにしています。
鉄筋コンクリート構造の強度と耐久性は、混合物の比率、コンクリートの配置と仕上げ方法、セメント系材料に対する水の比率など、さまざまな要素に依存します。
しかし、曲げ工程は、鉄筋コンクリート構造物全体の強度と耐久性も変化させます。
補強繊維は、曲げ部材が外部荷重によって曲げられると、引張り応力を受けます。
鉄筋コンクリート構造物に対する棒の曲げの影響
鉄筋が周囲のコンクリートにどれだけ密着するかは、外観によって異なります。
スチール製の鉄筋は、BFRP バーなどの他の素材よりもはるかに硬いです。
これにより、ビーム全体がより硬くなります。
BFRP バーは、従来の BFRP 強化曲げ部材には見られない延性により破損します。
これは、補強不足の鋼鉄補強梁には当てはまりません。
鉄筋コンクリート構造における棒曲げの重要性
まだわかりにくい？少し視点を変えてみましょう：
長持ちするものを作るのにうんざりしていませんか？エンジニアリング プロジェクトをより興味深く混沌としたものにしたいですか?
さて、鉄筋コンクリートの建物について知っていることをすべて忘れて、それらのバーをさまざまな方向に曲げ始めてください.
結局のところ、ツールやテクニックを楽しむことができるときに、安定性と耐久性を必要とするのは誰ですか? 冗談です、そうしないでください。
では、説明に戻りましょう。
鉄筋の形状と用途
鉄筋、または鉄筋は、コンクリート構造をより強くするために使用されます。
それらはさまざまな長さと厚さで提供され、多くの場合、コンクリートにくっつくのに役立つ隆起や隆起があります.
鉄筋には、軟鋼棒、異形鉄筋、板金鉄筋などさまざまな種類があります。
鉄筋の種類
軟鋼は切りやすく、曲げても折れません。
異形鉄筋は鉄筋の表面にコンクリートがくっつきやすい模様を持っています。
板金鉄筋は、焼きなました鋼板を波形に曲げ、一定間隔で穴を開けたものです。
曲げ形状
用途に応じて、鉄筋はさまざまな形に曲げることができます。
鉄筋は、設計図の形状に合わせて曲げる必要があります。
曲げ形状の例としては、次のようなものがあります。
- トラスバー: トラスバーは、軸方向の引張力と圧縮力に抵抗するために特定の形状に曲げられた鉄筋です。
- エンド フック付きのストレート バー: エンド フック付きのストレート バーは、2 つ以上の鉄筋を接続するために使用されます。
- スターラップ:スターラップは、コンクリートの柱、梁、およびスラブを強化するために使用される鉄筋のループです。
- 列のタイ: 列のタイは、円形の列の周りに垂直バーを保持するバーです。
鉄筋の用途
鉄筋は、次のようなさまざまな種類の建築プロジェクトで使用されています。
- 基礎: 鉄筋は、橋や超高層ビルなどの重い構造物を支えるための深い基礎を提供します。
- 床と階段: 鉄筋は、床スラブと階段に強度とサポートを追加するために使用されます。
- 屋根: 屋根の構造では、屋根の重量に耐えて支えるために鉄筋が使用されます。
- 暗渠、排水構造物、および小さなコンクリート運河: 鉄筋は、これらの構造物に追加の強度とサポートを提供します。
鉄筋を曲げる技術と道具
鉄筋の曲げには、手動ベンダー、油圧ベンダー、電動自動鉄筋ベンダーなど、いくつかのツールと技術が使用されます。
曲げ技術
- 手動曲げ機: 鉄筋を曲げる最も基本的な方法は、パイプまたはヒッキー バーを使用して手で曲げることです。
しかし、この方法には限界があります。
直径が非常に大きい鉄筋を曲げることができず、鉄筋が曲がる部分を痛めます。
油圧ベンダーは、専門的なビジネスで使用されるより高度な機械です。
これらの機械は、あらゆるサイズ、形状、またはタイプの鉄筋を非常に正確かつ正確に曲げることができます。
- 電動自動鉄筋ベンダー: これらの機械は、鉄筋を簡単かつ正確に曲げる必要がある請負業者、製造業者、建設業者に最適です。
バーのサイズと形状によって、バーを曲げるのに最適なツールまたはテクニックが決まります。
たとえば、小規模なプロジェクトには手動ベンダーで十分ですが、コンクリート構造物を適切に補強するために鉄筋を正確に曲げる必要がある大規模なプロジェクトには、油圧ベンダーまたは電動自動鉄筋ベンダーが適しています。
曲げ鉄筋 vs. 熱間圧延および冷間仕上げ鋼丸棒
- 熱間圧延鋼丸棒: 熱間圧延鋼棒は、冷間仕上げ鋼よりも可鍛性が高く、加工が容易です。
このタイプの棒鋼は、フレームワーク、トリム、付属品、車軸、および構造補強材を作成するためによく使用されます。
- 冷間仕上げ鋼の丸棒: 冷間仕上げ鋼は、熱間圧延鋼よりも降伏強度と引張強度が高くなる傾向があります。
優れた表面仕上げと正確な寸法が不可欠であるため、機械加工に適しています。
熱間圧延鋼を製造する場合、1700°F (926°C) を超える温度が使用されます。
金属はローラーに通され、適切な形状に圧縮されます。
冷間仕上げされた鋼は、ほとんどがさらに加工された熱間圧延鋼です。
熱間圧延された鋼が冷却された後、室温で再圧延され、より正確なサイズとより良い仕上げが得られます。
棒曲げにおける安全上の考慮事項
棒を曲げるための装置を扱うとき、技術者は作業者が怪我をしないように安全を考えなければなりません。
個人用保護具 (PPE)
防塵マスク、壊れないメガネやゴーグル、滑らない安全靴、ヘルメット、聴覚保護具などの個人用保護具 (PPE) は、最も重要な安全対策です。
適切なトレーニングと安全上の注意事項
鉄筋ベンダーを使用する前に、エンジニアは適切なトレーニングを受け、作業エリアのできるだけ近くで鉄筋を降ろしたり、適切な持ち上げ技術を使用したりするなど、安全上の注意事項を確認する必要があります。
ベンダーを操作している間、手をどこに置くかに注意し、金属鉄筋の近くに手を置かないようにする必要があります。
突き出た鉄筋をガード
建設現場で鉄筋を扱う場合、エンジニアは、10 フィートの高さから少なくとも 250 ポンドの落下に耐えることができるガードで突き出た鉄筋を保護する必要があります。
鋼鉄で補強された鉄筋キャップ、カーニー キャップ、木製トラフ、および鉄筋を曲げることはすべて、鉄筋を保護するための一般的な方法です。
落下保護および/または落下防止
従業員が鉄筋の露出した高さで作業している場合、従業員が落下するのを防ぐ、または落下を防止する方法が必要です。
機械の保護
OSHA は、雇用主は梱包機のすべての安全機能が適切に機能していること、および梱包機が正しい方法で使用されていることを確認する必要があると述べています。
また、エンジニアはベルトを使用して、バー ベンダーが手でバーを曲げなければならないときに胴体が曲がるのを防ぎ、さまざまな直径のバーを曲げるためにさまざまなグリップ アームの距離を設定できます。
最後に、OSHA は、安全装置が破られた場合、またはサービスやメンテナンス中に危険なエネルギーから労働者を安全に保てない場合に、効果的な機械安全装置またはロックアウト/タグアウト手順を使用して、職場の切断に関連する機械を保護する方法を提案しています。
曲げ棒の慣性モーメントの計算
曲げ棒の慣性モーメントを計算するには、エンジニアはまず使用する棒の種類を決定する必要があります。
曲げ棒や棒など、さまざまな種類の棒について、慣性モーメントを計算するさまざまな方法があります。
ビーム セクションの分割
計算を開始するには、エンジニアはビーム セクションをパーツに分割し、ニュートラル軸 (NA) がどこにあるかを把握する必要があります。
慣性モーメントを求める前に、断面の重心または重心を知る必要があります。
たとえば、垂直 (y) 重心は、水平 (XX) 軸に関する断面の慣性モーメントを求めるために使用されます。
平行軸定理
エンジニアは、「平行軸の定理」を使用して、断面の総慣性モーメントを計算する必要があります。
ビーム セクションは 3 つの長方形の部品で構成されているため、エンジニアは各部品の慣性モーメントを計算し、式 I = I0 + Ad2 を使用してそれらをすべて組み合わせる必要があります。
断面二次モーメントの計算
Iy = x2dA は、長方形断面の断面二次モーメントを示します。
y 軸周りの曲げの場合、慣性モーメントは Iy = x2 dA と書くことができます。ここで、Iy は y 軸に関連する領域慣性モーメントであり、x は y 軸から要素 dA までの距離です。 Y 軸に垂直です。
ロッドの慣性モーメントの計算
ロッドの場合、エンジニアはその慣性モーメントを直接計算するか、平行軸定理を使用して重心式から取得できます。
結論として、エンジニアはまずどの種類のバーまたはロッドを使用しているかを把握し、次に適切な計算方法を使用して慣性モーメントを把握する必要があります。
計算を行うには、ビーム セクションを分割し、中立軸を計算し、重心または重心を見つけ、平行軸定理を使用する必要があります。
ベンディングバーのサポート
カウンタートップの曲げバーのサポート
カウンタートップ、特にバーのカウンタートップは、時間の経過とともに曲がり始める可能性があります。つまり、悪化しないようにするには、より多くのサポートが必要です.
あなたが助けることができるいくつかの方法はここにあります：
- カウンタートップの下の構造が強いことを確認してください。
カウンタートップの下の構造は強く、曲がらないようにする必要があります。
ブラケットを使用して、突き出たカウンタートップをサポートできます。
- ブラケットを使用します。
ブラケットは、適切なサポートなしでカウンタートップに過度の重量と圧力がかかるのを防ぐために、カウンタートップの端から 4 インチ以内に届く必要があります。
留め具を使用して、ブラケットを所定の位置にしっかりと固定する必要があります。
- 角柱を使用。
カウンター オーバーハングの角にある正方形の柱は、銀行を壊すことなくキッチンにスタイルを追加するための安価な方法です。
- 鋼棒を挿入する: 1/4 インチの鋼棒を花崗岩のカウンタートップの下または粗い上部に配置して、サポートを追加することもできます。
ほとんどのカウンタートップは何の助けも借りずに 12 インチの片持ち梁にできることを知っておくことが重要です。したがって、張り出しがこれよりも長い場合は、サポートを追加する必要があります。
カウンタートップを作った人に確認して、ブラケットサポートをどのくらい離して配置する必要があるかを確認してください.
結論として、しっかりとした支持構造を持っていることを確認することで、ベンディングバーのカウンタートップにより多くのサポートを与えることができます.
これを行うには、カウンタートップに埋め込まれたブラケット、角柱、またはスチール バーを使用します。
これにより、損傷が悪化するのを防ぎ、カウンタートップを長持ちさせます。
金属棒の曲げを制限
金属棒に応力がかかると、曲げることができます。
曲げを停止または制限するには、いくつかの方法があります。
バーを厚くする
これを行う 1 つの方法は、バーを厚くすることです。これにより、バーが硬くなり、曲がりにくくなります。
素材を変える
もう 1 つの方法は、バーの材料をより高い極限引張強度を持つものに切り替えることです。
これにより、バーが曲がる前により多くの力を加えることができます。
モーメントアームを減らす
3 番目の方法は、モーメント アームの長さをカットすることですが、厚さは同じに保ちます。
これは、荷重がサポートに近づくことを意味し、サポートを曲げる力が低下します。
鉄筋
冷間加工中に鋼鉄にかかる応力を制限し、ひずみ時効脆化の可能性を減らすために、鉄筋には大きな曲げ直径をお勧めします。
ASTM A767/A767M 表 2 は、バーの公称サイズに基づいて使用する必要がある曲げの直径のガイドラインを示しています。
これらの提案に従うと、曲げによる残留応力が少なくなります。
鉄筋を推奨よりもきつく曲げる必要がある場合は、残留応力の量を減らすために、棒の直径 1 インチあたり 1 時間、900 F から 1050 F (480 C から 560 C) で鉄筋を加熱することができます。
応力と中立軸の計算
曲げ応力を計算するには、ビームの中立軸がどこにあるか、および特定の断面の断面二次モーメントを計算する方法を知る必要があります。
何かに偶力や曲げモーメントMをかけると曲がります。
純粋な曲げでは、ねじりと同じように、応力と歪みが両方ともゼロになる軸があります。
これをニュートラル軸と呼びます。
曲げモーメントが集中した梁が曲がりすぎないようにするには、曲げによる法線応力と梁曲げの曲げ中心を理解する必要があります。
まとめると、金属棒の曲がりを止めるには、棒を太くする、材質を変える、モーメントアームを短くするなど、いくつかの方法があります。
鋼製の鉄筋には、大きな曲げ直径が最適です。
曲げによってどの程度の応力が発生するかを把握するには、ビームの中立軸を把握し、断面二次モーメントを把握する必要があります。
また、曲げモーメントが集中している梁が曲がりすぎないようにするためには、曲げによる法線応力と梁曲げの曲げ中心を知る必要があります。
バー曲げスケジュールの基本
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ユースケース
| で使われる： | 説明： |
|---|---|
| 柱の補強: | 鉄筋は、多くの場合、コンクリート柱をより強く安定させるために追加されます。バーを適切なサイズと形状にするためには、特別なツールと方法で曲げる必要があります。 |
| 梁の補強: | 鉄筋は、建物の重量を支えるために重要なコンクリートの梁を強化するためにも使用されます。鉄筋がコンクリート型枠に収まり、必要なサポートを提供するには、特定の形状とサイズに曲げる必要があります。 |
| コンクリート スラブ: | 床や基礎の構築に使用されるようなコンクリートスラブを強化するために鉄筋が使用されることがあります。コンクリートをより強く安定させるには、棒を格子状に曲げてコンクリートにセットする必要があります。 |
| 擁壁: | 鉄筋は、土やその他の材料を保持するために作られたコンクリートの擁壁を強化するためにも使用されます。バーは、構造に合わせて特定の形状とサイズに曲げられ、土の圧力に耐える強度を高めます。 |
| 橋を架ける: | 鉄筋は、橋を建設する際に、橋の強度と支持力を高めるために使用されます。構造に合わせて必要なサポートを提供するには、バーを特定の形状とサイズに曲げる必要があります。 |
| 大型の高層ビル: | 鉄筋は、コンクリートの柱、梁、床を強化するために使用されるため、高層ビルを建設する上で重要です。バーは、建物にフィットし、重量を保持するために必要なサポートを提供するために、特定の形状とサイズに曲げる必要があります。 |
結論
棒材の曲げ加工の世界を見てきたところで、この技術がエンジニアリングや建築全般においてどれほど重要であるかを考える価値があります。
棒の曲げとは、本質的に、原材料を強く、耐久性があり、自然の力と時の試練に耐えることができる形に成形することです。
技術的スキル、創造性、問題解決の組み合わせが必要であり、人間の創造性が私たちの周りの世界をどのように変えることができるかを示しています.
バー曲げは多くの点で役立ちますが、エンジニアリングにおいて職人技と細部への注意がいかに重要であるかも示しています。
鉄筋のすべての曲がり、ねじれ、カーブは、鉄筋をより強く耐久性のあるものにするチャンスであり、すべての間違いや見落としは構造全体を危険にさらす可能性があります.
エンジニアとして、慎重かつ正確に作業を行い、材料と作用する力について多くのことを知ることが私たちの仕事です。
ですから、次に鉄筋コンクリートでできた建物や橋を見たら、立ち止まって、それを作るための技術と芸術について考えてみてください。
そして、あなたがエンジニアまたは工学の学生である場合は、棒を曲げることは単に学ぶべきスキルであるだけでなく、創造性と革新がいかに強力であるかを示す兆候でもあることを覚えておいてください.
適切なツール、知識、態度があれば、私たちの周りの世界を形成し、より安全で安定した未来を築くことができます。
リンクと参照
強化ハンドブック:
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
グレード 60 の鉄筋の曲げと矯正。
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