Τι είναι η χαλύβδινη δοκός;

Οι δοκοί χάλυβα χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές αρχιτεκτονικών και δομικών μηχανικών.Χρησιμοποιούνται συνήθως για την υποστήριξη των δαπέδων και των οροφών σε μεγάλες δομές, όπως εμπορικά κτίρια και γέφυρες.Μια δοκός χάλυβα πρέπει να σχεδιάζεται για να αντέχει τις δυνάμεις και το άγχος ενώ ελαχιστοποιεί το βάρος, τις απαιτήσεις του χώρου και το κόστος υλικού.Οι λανθασμένα σχεδιασμένοι δοκοί μπορούν να αποτύχουν πρόωρα και να έχουν καταστροφικές επιδράσεις.

Ο σχεδιασμός ενός χαλύβδινου δοκού απαιτεί την κατανόηση των δυνάμεων που θα εφαρμοστούν, το μήκος του μήκους μεταξύ των υποστηρίξεων, της απόστασης μεταξύ των δοκών, του υλικού των δοκών και του τρόπου με τον οποίο η δοκός συνδέεται με άλλα δομικά μέλη.Οι δοκοί χάλυβα έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε διαφορετικούς τύπους φορτίων και δυνάμεων, ανάλογα με την εφαρμογή.Μερικά παραδείγματα των τύπων δυνάμεων που μπορεί να εκτίθεται δοκός χάλυβα για να περιλαμβάνει το φορτίο βάρους, την ανύψωση του ανέμου και τη δόνηση.

Διαφορετικοί τύποι σχεδίων χάλυβα δοκών είναι διαθέσιμα με βάση τις διαμορφώσεις φόρτωσης και τοποθέτησης.Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος είναι η τυπική, ανοιχτή δοκός χάλυβα (OWSJ).Αυτός ο σχεδιασμός αποτελείται από δύο παράλληλα μέλη, γνωστά ως χορδές, με μια επαναλαμβανόμενη, τριγωνική δομή ιστού που βρίσκεται μεταξύ των χορδών.Υπάρχουν πολλά άλλα σχέδια χάλυβα δοκών, όπως η κορυφαία χορδή, η καμπύλη ή το βαρέλι, το γκάμα και το ψαλίδι.Τα πιο πολύπλοκα σχέδια δοκών χρησιμοποιούνται για ειδικές εφαρμογές και είναι πιο ακριβά από μια τυπική δοκός ανοικτού βάρους.Η εκτροπή ενός χαλύβδινου δοκού εξαρτάται από τις διαστάσεις της, τον τρόπο με τον οποίο υποστηρίζεται, το υλικό και όπου εφαρμόζονται οι δυνάμεις.Το βάθος μιας δοκού, το οποίο υπαγορεύεται από την απόσταση μεταξύ των παράλληλων χορδών, είναι ένας πρωταρχικός παράγοντας για το πόσο θα εκτρέψει κάτω από το φορτίο.Ο χάλυβας χρησιμοποιείται συνήθως για δοκούς που χρησιμοποιούνται σε δομικές και αρχιτεκτονικές εφαρμογές, αλλά οι δοκοί μπορούν επίσης να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας άλλα υλικά, όπως το αλουμίνιο. Οι δοκοί χάλυβα είναι συνήθως σχεδιασμένες με παράγοντα ασφαλείας.Αυτό μπορεί να κάνει για υπερμεγέθη δοκούς που δημιουργήθηκαν για να υποστηρίξουν το προβλεπόμενο φορτίο ή για να αντιμετωπίσουν άλλους παράγοντες που δεν μπορούν να προβλεφθούν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού της δέσμης.Ένας συντελεστής ασφάλειας που είναι πολύ μεγάλος θα οδηγήσει ένα σχέδιο δοκού που είναι μεγαλύτερος από το απαραίτητο, απαιτώντας περισσότερο χώρο για εγκατάσταση, προκαλώντας πιθανά προβλήματα βάρους και με αποτέλεσμα το υψηλότερο κόστος κατασκευής.Μέχρι πρόσφατα, οι χάλυβα δοκοί σχεδιάστηκαν χρησιμοποιώντας διαγράμματα δύναμης και μια σειρά πολύπλοκων μαθηματικών εξισώσεων.Σήμερα, το λογισμικό μηχανικής χρησιμοποιείται συνήθως για την ανάλυση και τη σχεδίαση δοκών χάλυβα για να πληροί τα κριτήρια απόδοσης.