Als u een ingenieur of een student techniek bent, zult u waarschijnlijk op een gegeven moment het proces van het buigen van staven tegenkomen.
Het buigen van staven is een basistechniek die wordt gebruikt bij constructies van gewapend beton en is een belangrijk onderdeel om ervoor te zorgen dat gebouwen, bruggen en andere constructies veilig zijn en lang meegaan.
Maar heb je er ooit over nagedacht hoe staafbuigen werkt of waarom ingenieurs moeten weten hoe ze het moeten doen? In deze blogpost kijken we in de wereld van het buigen van staven en praten we over de gereedschappen, technieken en veiligheidskwesties die u moet kennen om goed te presteren in dit belangrijke onderdeel van bouwtechniek.
Dit artikel leert je alles wat je moet weten over de fascinerende wereld van het buigen van staven, of je nu aan het begin van je carrière staat of meer wilt leren.
Dus laten we beginnen!
Inleiding tot het buigen van staven in constructies van gewapend beton
Formele definitie:
In constructies van gewapend beton, het proces waarbij wapeningsstaven in verschillende vormen worden gebogen.
Staafbuigen is een belangrijk onderdeel van het maken en buigen van stalen wapeningsstaven en balken die worden gebruikt om beton in gebouwen te versterken.
Het staafbuigschema is een reeks wetenschappelijke metingen die beschrijven hoe het proces van het buigen van een staaf wordt uitgevoerd.
Dit schema geeft de technische vereisten voor gewapend beton weer.
Het laat zien waar gebogen staven moeten komen en hoeveel staven er op bepaalde plaatsen moeten komen.
Het schema voor het buigen van staven is een lijst met alle regels en informatie over wapening die moeten worden gevolgd bij het buigen van staven.
Je kunt niet genoeg zeggen over hoe belangrijk het is om een ​​schema te gebruiken voor het buigen van staven.
Als u staal verkeerd snijdt of buigt, kunt u veel geld verliezen, wat kan oplopen tot 10% van de totale kosten van het project.
Door een staafbuigschema te gebruiken, kunt u ervoor zorgen dat het snijden en buigen in de fabriek wordt gedaan en vervolgens naar de werklocatie wordt gestuurd.
Dit bespaart tijd en geld op de bouw.
Het vermindert ook de hoeveelheid verspilde wapening bij het zagen, verbetert de kwaliteitscontrole op de bouwplaats en maakt het gemakkelijker om sneller te werken op de bouwplaats.
De rol van wapeningsstaven in betonconstructies
Wapeningsstaven zijn een belangrijk onderdeel van bouwen met beton, omdat ze het beton sterker maken en langer meegaan.
De staven worden geplaatst op plaatsen waar spanning en scheuren kunnen optreden.
Het zijn bijna altijd vervormde ronde staven met geribbelde patronen die op hun oppervlak zijn gerold.
De patronen veranderen afhankelijk van wie ze maakt, maar ze zorgen er allemaal voor dat het beton en de wapening goed aan elkaar blijven plakken.
De sterkte en duurzaamheid van constructies van gewapend beton zijn afhankelijk van een aantal zaken, zoals de verhoudingen van het mengsel, hoe het beton wordt geplaatst en afgewerkt, en de verhouding tussen water en cementgebonden materialen.
Maar het buigproces verandert ook hoe sterk en duurzaam gewapende betonconstructies als geheel zijn.
Versterkende vezels komen onder trekspanning te staan ​​wanneer buigelementen worden gebogen door externe belastingen.
Het effect van het buigen van staven op constructies van gewapend beton
Hoe goed wapeningsstaven aan het beton eromheen hechten, hangt af van hoe ze er aan de buitenkant uitzien.
Stalen wapeningsstaven zijn veel stijver dan andere materialen zoals BFRP-staven.
Dit maakt de balk als geheel stijver.
BFRP-staven zullen breken als gevolg van ductiliteit, wat niet wordt gezien in traditionele met BFRP versterkte buigelementen.
Dit is niet het geval bij onderversterkte staalversterkte liggers.
Het belang van het buigen van staven in constructies van gewapend beton
Nog steeds moeilijk te begrijpen? Laat me het standpunt een beetje veranderen:
Ben je het beu om dingen te maken die lang meegaan? Wilt u uw technische projecten interessanter en chaotischer maken?
Nou, vergeet alles wat je weet over bouwen met gewapend beton en begin die staven in alle verschillende richtingen te buigen.
Want wie heeft er behoefte aan stabiliteit en duurzaamheid als je plezier kunt hebben met je gereedschap en technieken? Ik maak een grapje, doe dat alsjeblieft niet.
Laten we nu teruggaan naar de uitleg.
Vormen en gebruik van wapeningsstaven
Wapening of wapeningsstaven worden gebruikt om betonconstructies sterker te maken.
Ze zijn er in verschillende lengtes en diktes en hebben vaak bobbels of richels om ze aan het beton te laten kleven.
Er zijn verschillende soorten wapeningsstaven, zoals zachtstalen staven, vervormde wapeningsstaven en wapeningsstaven van plaatstaal.
Soorten wapeningsstaven
Zachtstalen staven zijn gemakkelijk te snijden en kunnen worden gebogen zonder te breken.
Vervormde wapeningsstaven hebben een patroon waardoor beton gemakkelijker aan het oppervlak van het wapeningsstaal kan blijven kleven.
Wapeningsstaven van plaatstaal zijn gemaakt van stukken gegloeid plaatstaal die tot golvingen zijn gebogen en op regelmatige afstanden zijn geperforeerd.
Buigende vormen
Afhankelijk van waarvoor ze worden gebruikt, kunnen wapeningsstaven in verschillende vormen worden gebogen.
Wapeningsstaven moeten worden gebogen zodat ze passen in de vormen die op de ontwerptekeningen worden weergegeven.
Enkele voorbeelden van buigvormen zijn:
- Truss-bar: Een truss-bar is een wapeningsstaaf die in een bepaalde vorm is gebogen om weerstand te bieden aan axiale trek- en drukkrachten.
- Rechte staaf met eindhaak: Een rechte staaf met eindhaak wordt gebruikt om twee of meer wapeningsstaven met elkaar te verbinden.
- Stijgbeugel: Een beugel is een lus van wapeningsstaven die wordt gebruikt om kolommen, balken en betonplaten te versterken.
- Kolomband: Een kolomband is een staaf die verticale staven rond een kolom in een cirkel houdt.
Gebruik van wapeningsstaven
Wapeningsstaven worden gebruikt in veel verschillende soorten bouwprojecten, zoals:
- Funderingen: Wapeningsstaven bieden een diepe fundering om zware constructies zoals bruggen en wolkenkrabbers te ondersteunen.
- Vloeren en trappen: Wapeningsstaven worden gebruikt om vloerplaten en trappen kracht en ondersteuning te geven.
- Daken: Wapeningsstaven worden gebruikt in dakconstructies om het gewicht van het dak te weerstaan ​​en ondersteuning te bieden.
- Duikers, afwateringsconstructies en kleine betonnen kanalen: wapeningsstaven zorgen voor extra sterkte en ondersteuning van deze constructies.
Technieken en hulpmiddelen voor het buigen van wapeningsstaven
Er zijn verschillende gereedschappen en technieken die worden gebruikt voor het buigen van wapeningsstaven, waaronder handmatige buigmachines, hydraulische buigmachines en elektrische automatische wapeningsbuigmachines.
Buig technieken
- Handmatige buigmachines: De meest elementaire methode om wapeningsstaven te buigen, is door deze handmatig met een pijp of zuigbalk te buigen.
Maar deze methode heeft zijn grenzen.
Het kan geen staven buigen met zeer grote diameters, en het doet pijn aan de staven waar ze buigen.
Hydraulische buigmachines zijn geavanceerdere machines die worden gebruikt door professionele bedrijven.
Deze machines kunnen wapeningsstaven van elke grootte, vorm of type buigen met grote nauwkeurigheid en precisie.
- Elektrische automatische wapeningsbuigmachines: deze machines zijn perfect voor aannemers, fabrikanten en bouwers die staven gemakkelijk en nauwkeurig moeten buigen.
De grootte en vorm van de staaf bepalen welk gereedschap of welke techniek het meest geschikt is om deze te buigen.
Handmatige buigmachines kunnen bijvoorbeeld voldoende zijn voor kleine projecten, terwijl hydraulische buigmachines of elektrische automatische wapeningsbuigmachines beter geschikt zijn voor grotere projecten waarbij precieze buigingen in de wapeningsstaven nodig zijn om betonconstructies goed te versterken.
Buigen van wapeningsstaven versus warmgewalste en koud afgewerkte stalen ronde staven
- Warmgewalste stalen ronde staven: Warmgewalste stalen staven zijn meer vervormbaar dan koud afgewerkt staal, waardoor het gemakkelijker is om mee te werken.
Dit type stalen staaf wordt vaak gebruikt om raamwerk, trim, fittingen, assen en structurele versterkingen te maken.
- Koudvervaardigde stalen ronde staven: Koudvervaardigd staal heeft meestal een hogere rekgrens en treksterkte dan warmgewalst staal.
Het is beter voor machinale bewerking omdat het een superieure oppervlakteafwerking heeft en exacte afmetingen essentieel zijn.
Bij het maken van warmgewalst staal worden temperaturen boven 1700°F (926°C) gebruikt.
Het metaal wordt door rollen gehaald die het in de juiste vorm persen.
Staal dat koud is afgewerkt, is meestal warmgewalst staal dat meer is bewerkt.
Nadat warmgewalst staal is afgekoeld, wordt het opnieuw gewalst bij kamertemperatuur om preciezere afmetingen en een betere afwerking te krijgen.
Veiligheidsoverwegingen bij het buigen van staven
Bij het werken met apparatuur voor het buigen van staven moeten ingenieurs nadenken over veiligheid om ervoor te zorgen dat werknemers niet gewond raken.
Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM)
Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) zoals stofmaskers, brillen of brillen die niet kapot gaan, veiligheidsschoenen die niet wegglijden, veiligheidshelmen en gehoorbescherming zijn de belangrijkste veiligheidsmaatregel.
Juiste training en veiligheidsmaatregelen
Voordat een wapeningsbuiger wordt gebruikt, moeten ingenieurs de juiste training krijgen en veiligheidsmaatregelen doornemen, zoals het lossen van de wapeningsstaaf zo dicht mogelijk bij het werkgebied en het gebruik van de juiste hijstechnieken.
Ze moeten voorzichtig zijn waar ze hun handen plaatsen tijdens het bedienen van de buigmachine en ze moeten voorkomen dat ze in de buurt van de metalen wapening komen.
Bewaken van uitstekende wapening
Bij het werken met wapening op een bouwplaats, moeten ingenieurs uitstekende wapening beschermen met afschermingen die bestand zijn tegen ten minste 250 pond die van een hoogte van drie meter valt.
Met staal versterkte wapeningsstaven, carnie-kappen, houten troggen en het buigen van de wapeningsstaven zijn allemaal gebruikelijke manieren om het te beschermen.
Valbeveiliging en/of Valpreventie
Wanneer werknemers op enige hoogte boven blootliggende wapening werken, moet er een manier zijn om ze te beschermen tegen vallen of te voorkomen dat ze vallen.
Machinebeveiliging
OSHA zegt dat werkgevers ervoor moeten zorgen dat alle veiligheidsvoorzieningen op balenpersen goed werken en dat de machines op de juiste manier worden gebruikt.
Ook kunnen ingenieurs een riem gebruiken om te voorkomen dat staafbuigers hun romp buigen wanneer ze staven met de hand moeten buigen, en ze kunnen verschillende grijparmafstanden instellen voor het buigen van staven met verschillende diameters.
Ten slotte stelt OSHA manieren voor om machines die verband houden met amputaties op de werkplek te beschermen door gebruik te maken van effectieve machinebeveiliging of lockout/tagout-procedures wanneer beveiligingen worden verbroken of werknemers niet worden beschermd tegen gevaarlijke energie tijdens service en onderhoud.
Berekening van het traagheidsmoment voor een buigende staaf
Om het traagheidsmoment van een buigende staaf te berekenen, moeten ingenieurs eerst bepalen met welk type staaf ze werken.
Voor verschillende soorten staven, zoals een buigstaaf of een staaf, zijn er verschillende manieren om het traagheidsmoment te bepalen.
Het segmenteren van de bundelsectie
Om de berekening te starten, moeten ingenieurs de balksectie in delen verdelen en uitzoeken waar de neutrale as is (NA).
Voordat u het traagheidsmoment kunt vinden, moet u ook het zwaartepunt of massamiddelpunt van de sectie kennen.
Het verticale (y) zwaartepunt wordt bijvoorbeeld gebruikt om het traagheidsmoment van een sectie rond zijn horizontale (XX) as te vinden.
Stelling van parallelle as
Ingenieurs moeten de "parallelle-as-stelling" gebruiken om het totale traagheidsmoment van de sectie te berekenen.
Aangezien de balksectie uit drie rechthoekige stukken bestaat, moeten ingenieurs het traagheidsmoment voor elk stuk berekenen en de formule I = I0 + Ad2 gebruiken om ze allemaal samen te voegen.
Oppervlaktetraagheidsmoment berekenen
Iy = x2dA geeft je het oppervlaktetraagheidsmoment voor een rechthoekige doorsnede.
Voor buiging rond de y-as kan het traagheidsmoment worden geschreven als Iy = x2 dA, waarbij Iy het oppervlaktetraagheidsmoment is gerelateerd aan de y-as en x de afstand is van de y-as tot element dA dat is loodrecht op de y-as.
Berekening van het traagheidsmoment voor een staaf
Voor een staaf kunnen ingenieurs het traagheidsmoment rechtstreeks berekenen of het verkrijgen uit de massamiddelpuntuitdrukking door de stelling van de parallelle as te gebruiken.
Kortom, ingenieurs moeten eerst uitzoeken met wat voor soort staaf of stang ze werken en vervolgens de juiste rekenmethode gebruiken om het traagheidsmoment te achterhalen.
Om de wiskunde uit te voeren, moet je de balksectie in stukken verdelen, de neutrale as bepalen, het zwaartepunt of het zwaartepunt vinden en de stelling van de parallelle as gebruiken.
Ondersteunende buigstaven
Ondersteunende buigstaven in werkbladen
Werkbladen, vooral die in bars, kunnen na verloop van tijd gaan buigen, wat betekent dat ze meer ondersteuning nodig hebben om erger te voorkomen.
Hier zijn enkele manieren waarop u kunt helpen:
- Zorg ervoor dat de structuur onder het aanrechtblad sterk is.
De structuur onder het aanrechtblad moet sterk zijn en niet buigen.
Beugels kunnen worden gebruikt om een ​​overhangend aanrechtblad te ondersteunen.
- Gebruik haakjes.
De beugels moeten binnen tien centimeter van de rand van het aanrecht reiken om te voorkomen dat er te veel gewicht en druk op het aanrecht wordt uitgeoefend zonder de juiste ondersteuning.
Bevestigingsmiddelen moeten worden gebruikt om de beugels stevig op hun plaats te houden.
- Gebruik vierkante palen.
Vierkante palen op de hoeken van de overhang aan het aanrecht zijn een goedkope manier om stijl aan uw keuken toe te voegen zonder de bank te verslaan.
- Plaats stalen staven: u kunt ook ondersteuning toevoegen door 1/4 "stalen staven onder of in de ruwe bovenkant van het granieten aanrechtblad te plaatsen.
Het is belangrijk om te weten dat de meeste werkbladen zonder enige hulp 30 cm kunnen uitkragen, dus als uw overhang langer is dan dit, moet u meer ondersteuning toevoegen.
Neem contact op met de persoon die uw aanrechtblad heeft gemaakt om erachter te komen hoe ver de beugelsteunen uit elkaar moeten worden geplaatst.
Tot slot kun je een buigbar aanrechtblad meer steun geven door te zorgen voor een stevige draagstructuur.
U kunt dit doen door beugels, vierkante palen of stalen staven te gebruiken die in het aanrechtblad zijn ingebed.
Dit voorkomt dat de schade erger wordt en zorgt ervoor dat het aanrechtblad langer meegaat.
Beperking van buigen in metalen staven
Wanneer een metalen staaf onder spanning staat, kan deze buigen.
Er kunnen verschillende dingen worden gedaan om het buigen te stoppen of te beperken.
Maak de balk dikker
Een manier om dit te doen is door de staaf dikker te maken, waardoor deze stijver wordt en minder snel buigt.
Verander het materiaal
Een andere manier is om het materiaal van de staaf te veranderen in een materiaal met een hogere treksterkte.
Dit kan ervoor zorgen dat de stang meer kracht kan opnemen voordat deze buigt.
Verminder de momentarm
Een derde manier is om de lengte van de momentarm af te snijden maar de dikte gelijk te houden.
Dit betekent dat de last dichter bij de steun ligt, waardoor de kracht die de steun doet buigen afneemt.
Stalen wapeningsstaven
Grote buigdiameters worden aanbevolen voor stalen wapeningsstaven om de spanning die op het staal wordt uitgeoefend tijdens koudvervormen te beperken en de kans op brosheid door spanning te verminderen.
ASTM A767/A767M Tabel 2 geeft richtlijnen voor de diameter van de bocht die moet worden gebruikt op basis van de nominale maat van de staaf.
Als u deze suggesties opvolgt, veroorzaakt buigen minder restspanning.
Als wapening strakker moet worden gebogen dan wordt aanbevolen, kan het worden verwarmd op 900 F tot 1050 F (480 C tot 560 C) gedurende Ă©Ă©n uur per inch staafdiameter om de hoeveelheid restspanning te verminderen.
Spanning en neutrale as berekenen
Om de buigspanning te bepalen, moeten we weten waar de neutrale as van een balk is en hoe we het tweede oppervlaktemoment voor een bepaalde doorsnede kunnen berekenen.
Wanneer ergens een koppel of buigmoment M op wordt gezet, buigt het.
Bij pure buiging is er, net als bij torsie, een as waar spanning en rek beide nul zijn.
Dit wordt de neutrale as genoemd.
Om te voorkomen dat balken met geconcentreerde buigmomenten te veel buigen, moet u de normale spanning als gevolg van buiging en het buigmiddelpunt voor balkbuiging begrijpen.
Kortom, er zijn verschillende manieren om te voorkomen dat metalen staven buigen, zoals de staaf dikker maken, het materiaal veranderen of de momentarm inkorten.
Grote buigdiameters zijn het beste voor wapeningsstaven van staal.
Om erachter te komen hoeveel spanning wordt veroorzaakt door buiging, moeten we de neutrale as van de balk kennen en het tweede oppervlaktemoment bepalen.
U moet ook op de hoogte zijn van normale spanning als gevolg van buiging en het buigmiddelpunt voor balkbuiging als u wilt voorkomen dat balken met geconcentreerde buigmomenten te veel buigen.
Staafbuigschema Basisprincipes
Tip: Schakel de ondertitelingsknop in als je die nodig hebt. Kies "automatische vertaling" in de instellingenknop, als u de gesproken taal niet kent. Mogelijk moet u eerst op de taal van de video klikken voordat uw favoriete taal beschikbaar komt voor vertaling.
Gebruik gevallen
| Gebruikt in: | Beschrijving: |
|---|---|
| Kolomversterking: | Wapeningsstaven worden vaak toegevoegd aan betonnen kolommen om ze sterker en stabieler te maken. Om ervoor te zorgen dat de staven de juiste maat en vorm hebben, moeten ze worden gebogen met speciaal gereedschap en methoden. |
| Versterking van balken: | Wapeningsstaven worden ook gebruikt om betonnen balken te versterken, die belangrijk zijn voor het dragen van het gewicht van een gebouw. Om de staven in de betonnen mal te laten passen en de nodige ondersteuning te bieden, moeten ze in bepaalde vormen en maten worden gebogen. |
| Betonplaten: | Soms worden wapeningsstaven gebruikt om betonplaten te versterken, zoals die worden gebruikt om vloeren of funderingen te bouwen. Om het beton sterker en stabieler te maken, moeten de staven in een rasterpatroon worden gebogen en in het beton worden gezet. |
| Muren vasthouden: | Wapeningsstaven worden ook gebruikt om betonnen steunmuren te versterken, die zijn gemaakt om grond of andere materialen tegen te houden. De staven zijn gebogen in specifieke vormen en maten om in de structuur te passen en deze meer kracht te geven om de druk van de grond te weerstaan. |
| Een brug bouwen: | Wapeningsstaven worden gebruikt om bruggen meer stevigheid en ondersteuning te geven tijdens de bouw. Om in de structuur te passen en de steun te geven die het nodig heeft, moeten de staven in bepaalde vormen en maten worden gebogen. |
| Grote, hoge gebouwen: | Wapeningsstaven zijn belangrijk voor het bouwen van hoge gebouwen omdat ze worden gebruikt om de betonnen kolommen, balken en vloeren te versterken. De staven moeten in bepaalde vormen en maten worden gebogen om in het gebouw te passen en het de steun te geven die het nodig heeft om zijn gewicht te dragen. |
Conclusie
Nu we aan het einde komen van deze blik op de wereld van het buigen van staven, is het de moeite waard om na te denken over hoe belangrijk deze techniek is in engineering en bouwen in het algemeen.
In de kern gaat het buigen van staven over het vormen van ruwe materialen in vormen die sterk en duurzaam zijn en bestand zijn tegen de krachten van de natuur en de tand des tijds.
Er is een combinatie van technische vaardigheid, creativiteit en probleemoplossing voor nodig, en het laat zien hoe menselijke creativiteit de wereld om ons heen kan veranderen.
Staafbuigen is op veel manieren nuttig, maar het laat ook zien hoe belangrijk vakmanschap en aandacht voor detail zijn in engineering.
Elke bocht, draaiing en kromming in een wapeningsstaaf is een kans om het sterker en duurzamer te maken, en elke fout of onoplettendheid kan de hele structuur in gevaar brengen.
Als ingenieurs is het onze taak om ons werk met zorg en precisie te doen en veel te weten over de materialen en krachten die in het spel zijn.
Dus, de volgende keer dat je een gebouw of brug van gewapend beton ziet, stop dan even en denk na over de vaardigheid en kunst waarmee het is gemaakt.
En als u een ingenieur of een student techniek bent, onthoud dan dat staafbuigen niet alleen een vaardigheid is om te leren, maar ook een teken van hoe krachtig creativiteit en innovatie kunnen zijn.
U kunt helpen de wereld om ons heen vorm te geven en een veiligere, stabielere toekomst op te bouwen als u over de juiste tools, kennis en houding beschikt.
Links en referenties
Versterkingshandboek:
https://www.sefindia.org/forum/files/arc_reo_handbook_08ed_136.pdf
Buigen en rechttrekken Grade 60 wapeningsstaven.
Delen op…
