Τι είναι μια δοκός σκυροδέματος;

Στη δομική μηχανική, μια δέσμη σκυροδέματος είναι μια μονάδα που φέρει φορτίο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά τόσο οριζόντιων όσο και κατακόρυφα φορτία.Γνωστή ως δοκούς οπλισμένου σκυροδέματος ή δοκών οπλισμένου τσιμέντου (RCC), αυτές οι δοκοί κατασκευάζονται με την εμβέλεια χαλύβδινων ράβδων, πλάκες ή ίνες μέσα στο σκυρόδεμα.Αυτή η ενίσχυση του χάλυβα αυξάνει την αντοχή της δέσμης και επιτρέπει στη δέσμη να αντιμετωπίσει τις τάσεις εφελκυσμού και να αντισταθεί στην κάμψη.Χωρίς την ενίσχυση του χάλυβα, η δέσμη σκυροδέματος θα ήταν εύθραυστη και θα σπάσει κάτω από τα φορτία που επιβάλλονται σε αυτό.

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του σκυροδέματος και του χάλυβα είναι παρόμοιος.Αυτή η ομοιότητα εξασφαλίζει ότι υπάρχουν ελάχιστες ή καθόλου εσωτερικές τάσεις που προκαλούνται από τη θερμική διαστολή και τις διαφορές θερμικής συστολής μεταξύ των δύο υλικών.Τέτοιες διαφορές θα μπορούσαν να έχουν αποδυναμώσει διαφορετικά τη δέσμη σκυροδέματος.Ένας άλλος παράγοντας που επιτρέπει περαιτέρω αποτελεσματική μετάδοση στρες μεταξύ του χάλυβα και του σκυροδέματος είναι ότι όταν το υγρό τσιμέντο που εφαρμόζεται στον χάλυβα στεγνώνει, η επιφάνεια του αντιστοιχεί ακριβώς σε εκείνη της επιφάνειας του χάλυβα.Για να γίνει ο χάλυβας και ο δεσμός σκυροδέματος καλύτερα, ο χάλυβας είναι γενικά κυματοειδής ή τραχύς.

Η ενσωμάτωση του χάλυβα μέσα στο σκυρόδεμα τον προστατεύει από τον καιρό και εμποδίζει τον διάβρωση του χάλυβα.Εάν ο χάλυβας έπρεπε να σκουριάσει, θα επεκταθεί και θα σπάσει και θα διαχωριστεί από το σκυρόδεμα.Αυτό θα αποδυναμώσει και πάλι την κατασκευή δέσμης. Οι δοκοί σκυροδέματος χρησιμοποιούνται ευρέως στη σύγχρονη κατασκευή κτιρίων και στην κατασκευή γέφυρων αυτοκινητοδρόμων.Είναι συνηθισμένο να χρησιμοποιείτε δοκούς από προεντεταμένα σκυρόδεμα για γέφυρες.Αυτές οι δοκοί κατασκευάζονται με τείχη από χάλυβα υψηλής αντοχής, ρίχνοντας το σκυρόδεμα γύρω τους και στη συνέχεια απελευθερώνοντας τους τένοντες όταν το σκυρόδεμα αρχίζει να θεραπεύει.Οι ορθογώνιες διατομές και οι διατομές καθολικής δέσμης χρησιμοποιούνται συνήθως στην κατασκευή κτιρίων χάλυβα.Η καθολική δέσμη είναι επίσης γνωστή ως η δέσμη Ι, η δέσμη ευρείας κλίμακας ή η παγκόσμια στήλη.

Διάφορες μαθηματικές μέθοδοι, που υπολογίζονται με πρόγραμμα υπολογιστών υπολογιστών δέσμης, χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των εσωτερικών και εξωτερικών δυνάμεων δέσμης σκυροδέματος και των εκτροπών δέσμης.Οι δυνάμεις δέσμης καθορίζονται από τη μέθοδο άμεσης ακαμψίας ή μετατόπισης, τη μέθοδο διανομής στιγμής και τη μέθοδο ευελιξίας.Οι εκτροπές δέσμης καθορίζονται με τη μέθοδο εκτροπής κλίσης και τη μέθοδο εικονικής εργασίας.Η εξίσωση Euler-Bernoulli Beam χρησιμοποιείται συνήθως για την εκτέλεση της ανάλυσης δέσμης των δομών δέσμης. Για μια κατασκευή να είναι δομικά υγιής, είναι σημαντικό για τους μηχανικούς να υπολογίζουν πόσο φορτίο μπορεί να μεταφέρει με ασφάλεια μια δέσμη σκυροδέματος και τα είδη των δυνάμεωνΑυτό θα το επιβληθεί.Οι εκτροπές δέσμης αναζητούνται επίσης για λόγους διαρθρωτικής ασφάλειας, όπως στη μείωση της επαφής δέσμης με δομικά υλικά που μπορεί να είναι εύθραυστα.Οι εκτροπές της δέσμης μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν για να δώσουν στην αρχιτεκτονική μια πιο αισθητικά ευχάριστη εμφάνιση.Για παράδειγμα, για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν sags στις δοκούς.