Forstå Stangbøyning I Konstruksjon

Hvis du er ingeniør eller ingeniørstudent, vil du sannsynligvis komme over prosessen med å bøye stangen på et tidspunkt.

Stangbøying er en grunnleggende teknikk som brukes i armert betongkonstruksjon, og det er en sentral del av å sørge for at bygninger, broer og andre konstruksjoner er trygge og varer i lang tid.

Men har du noen gang tenkt på hvordan stangbøying fungerer, eller hvorfor ingeniører trenger å vite hvordan de skal gjøre det? I dette blogginnlegget skal vi se inn i verden av bøying av stang og snakke om verktøyene, teknikkene og sikkerhetsproblemene du trenger å vite for å gjøre det bra i denne viktige delen av konstruksjonsteknikk.

Denne artikkelen vil lære deg alt du trenger å vite om den fascinerende verdenen av stangbøying, enten du nettopp har startet i karrieren eller ønsker å lære mer.

Så la oss komme i gang!

Introduksjon til stangbøyning i armert betongkonstruksjon

Formell definisjon:

I armert betongkonstruksjon, prosessen med å bøye armeringsstenger til forskjellige former.

Stangbøying er en viktig del av å lage og bøye stålarmeringsstenger og bjelker som brukes til å forsterke betong i bygg.

Tidsplanen for stangbøyning er et sett med vitenskapelige målinger som beskriver hvordan prosessen med å bøye en stang gjøres.

Denne planen viser de tekniske kravene til armert betong.

Den viser hvor bøyde stenger skal gå og hvor mange stenger som må gå på bestemte steder.

Stangbøyningsskjemaet er en liste over alle regler og informasjon om armering som må følges når stangbøying utføres.

Du kan ikke si nok om hvor viktig det er å bruke en tidsplan for å bøye stenger.

Hvis du kutter eller bøyer stål feil, kan du tape mye penger, noe som kan utgjøre opptil 10 % av den totale kostnaden for prosjektet.

Ved å bruke en bøyeplan for stangen kan du sørge for at skjæringen og bøyingen blir utført på fabrikken og deretter sendt til arbeidsstedet.

Dette sparer tid og penger på bygging.

Det reduserer også mengden bortkastet armering ved kapping, forbedrer kvalitetskontrollen på stedet, og gjør det enklere å gjøre arbeidet raskere på stedet.

Rollen til armeringsjern i betongkonstruksjon

Armeringsjern er en viktig del av å bygge med betong fordi de gjør betongen sterkere og varer lenger.

Stengene er plassert på steder hvor det er sannsynlig at spenning og sprekker oppstår.

De er nesten alltid deformerte runde stenger med ribbede mønstre rullet på overflaten.

Mønstrene endres avhengig av hvem som lager dem, men de sørger alle for at betong og armeringsjern henger godt sammen.

Styrken og holdbarheten til armerte betongkonstruksjoner avhenger av en rekke ting, som blandingens proporsjoner, hvordan betongen er plassert og ferdig, og forholdet mellom vann og sementholdige materialer.

Men bøyeprosessen endrer også hvor sterke og langvarige armerte betongkonstruksjoner som helhet er.

Forsterkende fibre vil bli utsatt for strekkspenninger når bøyeelementer bøyes av ytre belastninger.

Effekten av stangbøying på armerte betongkonstruksjoner

Hvor godt armeringsjern fester seg til betongen rundt dem avhenger av hvordan de ser ut på utsiden.

Stålarmeringsstenger er mye stivere enn andre materialer som BFRP-stenger.

Dette gjør bjelken som helhet mer stiv.

BFRP-stenger vil knekke på grunn av duktilitet, noe som ikke sees i tradisjonelle BFRP-forsterkede bøyeelementer.

Dette er ikke tilfelle med underarmerte stålarmerte bjelker.

Viktigheten av stangbøyning i armert betongkonstruksjon

Fortsatt vanskelig å forstå? La meg endre synspunktet litt:

Er du lei av å lage ting som varer lenge? Vil du gjøre ingeniørprosjektene dine mer interessante og kaotiske?

Vel, glem alt du vet om å bygge med armert betong og begynn å bøye disse stengene i alle forskjellige retninger.

Tross alt, hvem trenger stabilitet og holdbarhet når du kan ha det gøy med verktøyene og teknikkene dine? Jeg tuller, ikke gjør det, vær så snill.

La oss nå gå tilbake til forklaringen.

Former og bruk av armeringsjern

Armeringsjern, eller armeringsjern, brukes til å gjøre betongkonstruksjoner sterkere.

De kommer i forskjellige lengder og tykkelser og har ofte ujevnheter eller rygger for å hjelpe dem med å holde seg til betongen.

Det finnes forskjellige typer armeringsjern, for eksempel stålstenger, deformerte armeringsjern og armeringsstenger laget av metallplater.

Typer armeringsjern

Bløde stålstenger er enkle å kutte og kan bøyes uten å gå i stykker.

Deformerte armeringsjern har et mønster som gjør det lettere for betong å feste seg til overflaten av armeringsstålet.

Platearmeringsstenger er laget av stykker av glødet stålplate bøyd til korrugeringer og stanset med hull med jevne mellomrom.

Bøye former

Avhengig av hva de skal brukes til, kan armeringsjern bøyes i forskjellige former.

Armeringsjern må bøyes slik at de kan passe inn i formene vist på designtegningene.

Noen eksempler på bøyeformer inkluderer:

• Fagverksstang: En fagverksstang er en armeringsstang som er bøyd til en bestemt form for å motstå aksiale strekk- og trykkkrefter.
• Rett stang med endekrok: En rett stang med endekrok brukes til å koble sammen to eller flere armeringsjern.
• Stigbøyle: En stigbøyle er en løkke av armeringsjern som brukes til å styrke søyler, bjelker og betongplater.
• Kolonneslips: En kolonneslips er en stolpe som holder vertikale stolper rundt en kolonne i en sirkel.

Bruk av armeringsjern

Armeringsjern brukes i mange forskjellige typer byggeprosjekter, som:

• Fundamenter: Forsterkende stenger gir dype fundamenter for å støtte tunge strukturer som broer og skyskrapere.
• Gulv og trapper: Armeringsjern brukes for å gi styrke og støtte til gulvplater og trapper.
• Tak: Armeringsjern brukes i takkonstruksjon for å tåle vekten av taket og gi støtte.
• Kulverter, dreneringsstrukturer og små betongkanaler: Armeringsjern gir ekstra styrke og støtte til disse strukturene.

Teknikker og verktøy for bøying av armeringsjern

Det er flere verktøy og teknikker som brukes for å bøye armeringsjern, inkludert manuelle bøyere, hydrauliske bøyere og elektriske automatiske armeringsjernsbøyere.

Bøyeteknikker

• Manuelle bøyer: Den mest grunnleggende metoden for å bøye armeringsjern er å bøye den manuelt for hånd ved hjelp av et rør eller hickeystang.

Men denne metoden har sine grenser.

Den kan ikke bøye stenger med veldig store diametre, og det gjør vondt i armeringsjernene der de bøyer seg.

Hydrauliske bøyemaskiner er mer avanserte maskiner som brukes av profesjonelle bedrifter.

Disse maskinene kan bøye armeringsjern av enhver størrelse, form eller type med stor nøyaktighet og presisjon.

• Elektriske automatiske armeringsjernsbøyere: Disse maskinene er perfekte for entreprenører, produsenter og byggherrer som trenger å bøye stenger enkelt og nøyaktig.

Størrelsen og formen på stangen avgjør hvilket verktøy eller teknikk som er best egnet for å bøye den.

For eksempel kan manuelle benders være tilstrekkelig for små prosjekter, mens hydrauliske benders eller elektriske automatiske armeringsbenders egner seg bedre for større prosjekter som krever presise bend i armeringsjernene for å forsterke betongkonstruksjoner skikkelig.

Bøying av armeringsstenger vs. Varmvalsede og kaldbehandlede runde stålstenger

• Varmvalsede rundstenger av stål: Varmvalsede stålstang er mer formbare enn kaldbehandlet stål, noe som gjør det lettere å jobbe med.

Denne typen stålstang brukes ofte til å lage rammeverk, trim, beslag, aksler og strukturelle forsterkninger.

• Kaldbehandlede rundstenger av stål: Kaldt ferdigbehandlet stål har en tendens til å ha høyere flyte- og strekkstyrker enn varmvalset stål.

Den er bedre for maskinering fordi den har en overlegen overflatefinish og nøyaktige dimensjoner er avgjørende.

Når du lager varmvalset stål, brukes temperaturer over 1700 °F (926 °C).

Metallet settes gjennom ruller som klemmer det inn i riktig form.

Stål som er kaldbehandlet er stort sett varmvalset stål som er bearbeidet mer.

Etter at varmvalset stål er avkjølt, valses det på nytt ved romtemperatur for å få mer presise størrelser og bedre finish.

Sikkerhetshensyn ved bøying av stang

Når du arbeider med utstyr for å bøye stenger, må ingeniører tenke på sikkerheten for å sikre at arbeiderne ikke blir skadet.

Personlig verneutstyr (PPE)

Personlig verneutstyr (PPE) som støvmasker, briller eller vernebriller som ikke går i stykker, vernesko som ikke glir, hjelmer og hørselsvern er det viktigste sikkerhetstiltaket.

Riktig opplæring og sikkerhetstiltak

Før du bruker en armeringsjernsbøyer, bør ingeniører få riktig opplæring og gå gjennom sikkerhetstiltak, som å losse armeringsjernet så nært arbeidsområdet som mulig og bruke de riktige løfteteknikkene.

De bør være forsiktige hvor de plasserer hendene mens de betjener bøyemaskinen og bør unngå å plassere dem i nærheten av metallarmeringsjernet.

Beskyttende utstikkende armeringsjern

Når du arbeider med armeringsjern på en byggeplass, bør ingeniører beskytte utstående armeringsjern med beskyttelser som tåler at minst 250 pund faller fra en høyde på ti fot.

Stålforsterkede armeringshatter, carnie-hetter, tretrau og bøying av armeringsjernet er alle vanlige måter å beskytte det på.

Fallsikring og/eller fallsikring

Når ansatte jobber i hvilken som helst høyde over utsatt armeringsjern, må det være en måte å beskytte dem mot å falle eller stoppe dem fra å falle.

Maskinsikring

OSHA sier at arbeidsgivere bør sørge for at alle sikkerhetsfunksjonene på ballemaskiner fungerer som de skal, og at maskinene brukes på riktig måte.

Ingeniører kan også bruke et belte for å stoppe stangbenders fra å bøye overkroppen når de må bøye stenger for hånd, og de kan stille inn forskjellige gripearmavstander for å bøye stenger med forskjellige diametre.

Til slutt foreslår OSHA måter å beskytte maskiner knyttet til amputasjoner på arbeidsplassen ved å bruke effektiv maskinsikring eller lockout/tagout-prosedyrer når sikkerhetstiltak brytes eller ikke holder arbeidere trygge mot farlig energi under service og vedlikehold.

Beregning av treghetsmomentet for en bøyende stang

For å beregne treghetsmomentet for en bøyestang, må ingeniører først bestemme hvilken type stang de jobber med.

For forskjellige typer stenger, som en bøyende stang eller en stang, er det forskjellige måter å finne ut treghetsmomentet.

Segmentering av bjelkeseksjonen

For å starte beregningen må ingeniører dele bjelkedelen i deler og finne ut hvor nøytralaksen er (NA).

Før du kan finne treghetsmomentet, må du også kjenne tyngdepunktet, eller massesenteret, til seksjonen.

For eksempel brukes det vertikale (y) tyngdepunktet for å finne treghetsmomentet til en seksjon om dens horisontale (XX) akse.

Parallell akse teorem

Ingeniører må bruke "Parallell Axis Theorem" for å finne ut det totale treghetsmomentet til seksjonen.

Siden bjelkedelen består av tre rektangulære stykker, må ingeniører finne ut treghetsmomentet for hvert stykke og bruke formelen I = I0 + Ad2 for å sette dem alle sammen.

Beregner areal treghetsmoment

Iy = x2dA gir deg arealetregmomentet for et rektangulært snitt.

For bøying rundt y-aksen kan treghetsmomentet skrives som Iy = x2 dA, der Iy er området treghetsmoment relatert til y-aksen og x er avstanden fra y-aksen til elementet dA som er vinkelrett på y-aksen.

Beregning av treghetsmoment for en stang

For en stang kan ingeniører beregne treghetsmomentet direkte eller få det fra massesenteruttrykket ved å bruke Parallell Axis Theorem.

Avslutningsvis må ingeniører først finne ut hva slags stang eller stang de jobber med og deretter bruke riktig beregningsmetode for å finne ut treghetsmomentet.

For å gjøre regnestykket må du dele bjelkedelen i deler, finne ut den nøytrale aksen, finne tyngdepunktet eller massesenteret og bruke parallellaksesetningen.

Støtte bøyestenger

Støtte bøyestenger i benkeplater

Benkeplater, spesielt de i barer, kan begynne å bøye seg over tid, noe som betyr at de trenger mer støtte for å unngå å bli verre.

Her er noen måter du kan hjelpe:

• Sørg for at strukturen under benkeplaten er sterk.

Strukturen under benkeplaten må være sterk og ikke bøye seg.

Braketter kan brukes til å støtte en overhengende benkeplate.

• Bruk parentes.

Brakettene skal nå innenfor fire tommer fra kanten av benkeplaten for å holde for mye vekt og press fra å bli lagt på benkeplaten uten riktig støtte.

Festemidler bør brukes for å holde brakettene sikkert på plass.

• Bruk firkantede stolper.

Firkantede stolper i hjørnene av benkeoverhenget er en billig måte å sette stil på kjøkkenet uten å tære på.

• Sett inn stålstenger: Du kan også legge til støtte ved å sette 1/4" stålstenger under eller i den grove toppen av granittbenken.

Det er viktig å vite at de fleste benkeplater kan utkrage 12" uten hjelp, så hvis overhenget ditt er lengre enn dette, må du legge til mer støtte.

Sjekk med personen som har laget benkeplaten din for å finne ut hvor langt fra hverandre brakettstøttene skal plasseres.

Avslutningsvis kan du gi en benkeplate for bøying mer støtte ved å sørge for at den har en solid støttestruktur.

Du kan gjøre dette ved å bruke braketter, firkantede stolper eller stålstenger innebygd i benkeplaten.

Dette vil stoppe skaden fra å bli verre og få benkeplaten til å vare lenger.

Begrenser bøying i metallstenger

Når en metallstang er under stress, kan den bøye seg.

Flere ting kan gjøres for å stoppe eller begrense bøying.

Tykk baren

En måte å gjøre dette på er å gjøre stangen tykkere, noe som gjør den stivere og mindre sannsynlighet for å bøye seg.

Endre materialet

En annen måte er å bytte stangens materiale til et med høyere maksimal strekkfasthet.

Dette kan gjøre at stangen kan ta mer kraft før den bøyer seg.

Reduser Moment-armen

En tredje måte er å kutte lengden på momentarmen, men holde tykkelsen den samme.

Dette gjør at lasten er nærmere støtten, noe som senker kraften som får støtten til å bøye seg.

Stålarmeringsstenger

Store bøydiametere anbefales for armeringsjern for å begrense hvor mye belastning som påføres stålet under kaldbearbeiding og redusere sjansen for skjørhet i alder.

ASTM A767/A767M Tabell 2 gir retningslinjer for diameteren på bøyningen som skal brukes basert på den nominelle størrelsen på stangen.

Hvis du følger disse forslagene, vil bøying forårsake mindre gjenværende stress.

Hvis armeringsjernet må bøyes strammere enn det som er anbefalt, kan det varmes opp ved 900 F til 1050 F (480 C til 560 C) i én time per tomme stangdiameter for å redusere mengden av gjenværende spenning.

Beregning av stress og nøytral akse

For å finne ut bøyespenning, må vi vite hvor den nøytrale aksen til en bjelke er og hvordan vi kan finne ut det andre arealmomentet for et gitt tverrsnitt.

Når et par eller bøyemoment M settes på noe, bøyer det seg.

I ren bøying, akkurat som i torsjon, er det en akse hvor både spenning og tøyning er null.

Dette kalles den nøytrale aksen.

For å hindre at bjelker med konsentrerte bøyemomenter bøyer seg for mye, må du forstå normal belastning på grunn av bøying og bøyesenteret for bjelkebøyning.

For å oppsummere er det flere måter å stoppe metallstenger fra å bøye seg, for eksempel å gjøre stangen tykkere, endre materialet eller forkorte momentarmen.

Store bøydiametere er best for armeringsjern laget av stål.

For å finne ut hvor mye stress som er forårsaket av bøyning, må vi kjenne strålens nøytrale akse og finne ut det andre arealmomentet.

Du må også vite om normal påkjenning på grunn av bøyning og bøyesenteret for bjelkebøyning hvis du vil hindre at bjelker med konsentrerte bøyemomenter bøyer seg for mye.

Grunnleggende om stangbøyingsplan

Tips: Slå på bildetekstknappen hvis du trenger det. Velg "automatisk oversettelse" i innstillingsknappen hvis du ikke er kjent med talespråket. Du må kanskje klikke på språket til videoen først før favorittspråket ditt blir tilgjengelig for oversettelse.

Brukssaker

Brukt i:	Beskrivelse:
Søyleforsterkning:	Armeringsjern legges ofte til betongsøyler for å gjøre dem sterkere og mer stabile. For at stengene skal ha riktig størrelse og form, må de bøyes med spesialverktøy og metoder.
Forsterkning av bjelker:	Armeringsjern brukes også til å forsterke betongbjelker, som er viktige for å holde opp en bygnings vekt. For at stengene skal passe inn i betongformen og gi den nødvendige støtten, må de bøyes i visse former og størrelser.
Betongplater:	Noen ganger brukes armeringsstenger for å styrke betongplater, som de som brukes til å bygge gulv eller fundamenter. For å gjøre betongen sterkere og mer stabil, må stengene bøyes til et rutemønster og settes i betongen.
Holdevegger:	Armeringsjern brukes også til å styrke betongstøttemurer, som er laget for å holde tilbake jord eller andre materialer. Stengene er bøyd i bestemte former og størrelser for å passe til strukturen og gi den mer styrke til å tåle trykket fra jorda.
Bygge en bro:	Armeringsjern brukes for å gi broer mer styrke og støtte når de bygges. For å passe til strukturen og gi den den støtten den trenger, må stengene bøyes i bestemte former og størrelser.
Store, høye bygninger:	Armeringsjern er viktig for å bygge høye bygninger fordi de brukes til å forsterke betongsøyler, -bjelker og -gulv. Stengene må bøyes i bestemte former og størrelser for å passe til bygningen og gi den støtten den trenger for å holde vekten.

Konklusjon

Når vi kommer til slutten av denne titten på verden av stangbøying, er det verdt å tenke på hvor viktig denne teknikken er i ingeniørfag og bygging generelt.

I kjernen handler stangbøying om å forme råvarer til former som er sterke, holdbare og tåler naturens krefter og tidens tann.

Det krever en kombinasjon av teknisk dyktighet, kreativitet og problemløsning, og det viser hvordan menneskelig kreativitet kan forandre verden rundt oss.

Barbøying er nyttig på mange måter, men det viser også hvor viktig håndverk og oppmerksomhet på detaljer er i ingeniørkunst.

Hver bøyning, vridning og kurve i en armeringsstang er en sjanse til å gjøre den sterkere og mer holdbar, og hver feil eller forglemmelse kan sette hele strukturen i fare.

Som ingeniører er det vår jobb å gjøre arbeidet vårt med omhu og presisjon, og å vite mye om materialene og kreftene som spiller.

Så neste gang du ser en bygning eller bro laget av armert betong, stopp opp og tenk på ferdighetene og kunsten som gikk med til å lage den.

Og hvis du er ingeniør eller ingeniørstudent, husk at stangbøying ikke bare er en ferdighet å lære, men også et tegn på hvor kraftig kreativitet og innovasjon kan være.

Du kan bidra til å forme verden rundt oss og bygge en tryggere, mer stabil fremtid hvis du har de riktige verktøyene, kunnskapen og holdningen.

Lenker og referanser

Håndbok for forsterkning:

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

Bøye og rette klasse 60 armeringsjern.