Hvad er stråleafbøjning?

Mange bygninger bruger en strukturel ramme for stål til at understøtte bygningens vægt, dens møbler og alle de mennesker, der arbejder eller besøger der.Andre materialer kan bruges til at understøtte bygninger, herunder armeret beton, som er beton med en intern stålramme kaldet Rebar.Arkitekter designer strålestrukturen ved hjælp af beregninger for de forskellige belastninger, der forekommer fra bygningsvægten, mennesker eller køretøjer og eventuelle mulige effekter af vind eller sne.Spændinger forårsager stråleafbøjning, som er bøjning eller vridning af de strukturelle medlemmer på grund af bygningsbelastninger, bevægelse af mennesker eller skiftende vejr.

Strukturelle bjælker kan udsættes for forskellige typer stress.Spænding er en kraft, der trækker bjælken fra hinanden, som stål kan modstå godt, men beton kan ikke.Rebjernet er placeret inden i armeret betonstrukturer for at modstå spændingskræfter.

Komprimering er en kraft, der skubber fra begge ender af en bjælke mod midten.Enhver lodret væg eller bjælke er under kompressionsspænding fra bygningens vægt over den.Beton er meget god til at modstå kompressionskræfter og stål noget mindre, fordi det kan bøje sig.Dette er grunden til, at strukturelt stål produceres i en form, der ligner et stort bogstav I, kaldet en I-bjælke.Disse er designet med to stålplader placeret 90 grader til en hovedstråle, og at køre den fulde længde af den for at forhindre vridning eller bøjning.

Mængden af stråleafbøjning afhænger af størrelsen på bjælken, de anvendte materialer og detvægt og placering af ethvert objekt, der er placeret på det.Et betongulv, der hældes på en stålstrålestruktur, kan have lidt afbøjning, fordi gulvet af gulvet er fordelt eller spredt jævnt over hele bjælkeoverfladen.Lodrette vægbjælker skal være designet til at understøtte vægten, kaldet belastningen, af stålet og betongulvet for at forhindre afbøjning i væggene.

En stråle kan aflede mere, hvis en stor vægt placeres på et punkt, der er længst væk fra hvorStrålen understøttes eller fastgøres til bygningen.Denne type belastning er meget vigtig for beregninger af stråleafbøjning og kan kræve yderligere bjælker eller understøttende vægge under det maksimale afbøjningspunkt.Bjælker, der kun understøttes i den ene ende, analyseres også omhyggeligt for stråleafbøjning.

Enhver struktur, der understøttes i den ene ende, kaldes en cantilever og bruges ofte til balkoner, gangbroer og overhængende tagdesign.Cantilever skal være omhyggeligt designet til at understøtte de maksimale forventede belastninger fra objekter eller mennesker samt en generøs sikkerhedsfaktor.Kabler, der strækker sig til gulvet over eller understøtter stillinger under det udkragede afsnit, kan tilføjes for at understøtte yderligere belastninger, men kan påvirke æstetikken eller den visuelle appel af det overhængende design.

Et andet designproblem er vibrationer, hvilket er en form for bjælkeafbøjning.Jordskælv, vind og bevægelse af mennesker eller køretøjer kan få det strukturelle stål eller beton til at vibrere.Vibration er en gentagen bevægelse af bjælken i en frem og tilbage bevægelse.Det kan være acceptabelt i små mængder, men større vibrationer kan skade vægge eller møbler eller endda føre til ødelæggelse af bygningen.Dette kan forekomme forskelligt afhængigt af hvor bjælkerne understøttes og skal inkluderes i design af stål- eller betonkonstruktioner.