Hva er bjelkeavbøyning?

Mange bygninger bruker strukturelle rammer for å støtte bygningens vekt, møbler og alle menneskene som jobber eller besøker der.Andre materialer kan brukes til å støtte bygninger, inkludert armert betong, som er betong med en intern stålramme kalt armeringsjern.Arkitekter designer strålestrukturen ved å bruke beregninger for de forskjellige påkjenningene som oppstår fra bygningsvekten, personer eller kjøretøyer, og eventuelle effekter av vind eller snø.Spenninger forårsaker bjelkeavbøyning, som er bøyning eller vridning av strukturelle medlemmer på grunn av bygningsbelastninger, bevegelse av mennesker eller skiftende vær.

Strukturelle bjelker kan utsettes for forskjellige typer stress.Spenning er en kraft som trekker bjelken fra hverandre, som stål kan motstå godt, men betong kan ikke.Armeringsjern plasseres inne i armerte betongkonstruksjoner for å motstå spenningskrefter.

Kompresjon er en kraft som skyver fra begge ender av en bjelke mot midten.Enhver vertikal vegg eller bjelke er under kompresjonsspenning fra vekten av bygningen over den.Betong er veldig god til å motstå kompresjonskrefter, og stål noe mindre fordi det kan bøye seg.Dette er grunnen til at strukturelt stål produseres i en form som ser ut som en store bokstav jeg, kalt en i-bjelke.Disse er designet med to stålplater plassert 90 grader til en hovedstråle, og kjører full lengde på den, for å forhindre vridning eller bøyning.

Mengden av stråleavbøyning avhenger av størrelsen på bjelken, materialene som brukes ogvekt og plassering av ethvert objekt plassert på det.Et betonggulv som helles på en stålstrålestruktur kan ha liten avbøyning, fordi vekten på gulvet er fordelt, eller spres jevnt ut over hele stråleoverflaten.Vertikale veggbjelker må utformes for å støtte vekten, kalt belastningen, stålet og betonggulvet for å forhindre avbøyning i veggene.

En bjelke kan avlede mer hvis en stor vekt er plassert på et punkt som er lengst borte fra derStrålen støttes eller festes til bygningen.Denne typen belastning er veldig viktig for beregninger av stråleavbøyning, og kan kreve ekstra bjelker eller støtte vegger under det maksimale avbøyningspunktet.Bjelker støttes bare i den ene enden blir også nøye analysert for bjelkeavbøyning.

Enhver struktur som støttes i den ene enden kalles en utkrag, og brukes ofte til balkonger, gangveier og overhengende takdesign.Krageren må være nøye designet for å støtte maksimal forventede belastninger fra objekter eller mennesker, samt en sjenerøs sikkerhetsfaktor.Kabler som strekker seg til gulvet over eller støtter innlegg under den utkragede delen kan legges til for å støtte ytterligere belastninger, men kan påvirke estetikken eller visuell appell til den overhengende utformingen.

En annen designproblem er vibrasjon, som er en form for bjelkeavbøyning.Jordskjelv, vind og bevegelse av mennesker eller kjøretøy kan føre til at konstruksjonsstålet eller betongen vibrerer.Vibrasjon er en gjentatt bevegelse av bjelken i en frem og tilbake bevegelse.Det kan være akseptabelt i små mengder, men større vibrasjoner kan skade vegger eller møbler, eller til og med føre til ødeleggelse av bygningen.Dette kan oppstå annerledes avhengig av hvor bjelkene støttes, og må inkluderes i utforming av stål- eller betongkonstruksjoner.