Mikä on säteen taipuma?

Monet rakennukset käyttävät teräsrakennetta rakennuksen painon, sen kalusteiden ja kaikkien siellä työskentelevien tai vierailevien ihmisten tukemiseksi. Muita materiaaleja voidaan käyttää rakennusten tukemiseen, mukaan lukien teräsbetoni, joka on betoni, jossa on sisäinen teräsrunko, jota kutsutaan raudoitukseksi. Arkkitehdit suunnittelevat palkkirakenteen käyttämällä laskelmia erilaisille rasituksille, jotka aiheutuvat rakennuksen painosta, ihmisistä tai ajoneuvoista ja mahdollisista tuulen tai lumen vaikutuksista. Jännitykset aiheuttavat palkin taipumista, joka on rakenneosien taipuminen tai vääntyminen rakennuksen kuormituksen, ihmisten liikkeen tai vaihtelevan sään vuoksi.

Rakennepalkit voivat altistua erilaisille jännityksille. Jännitys on voima, joka vetää palkin erilleen, mutta teräs kestää hyvin, mutta betoni ei. Teräkset on sijoitettu teräsbetonirakenteiden sisään kestämään jännitysvoimia.

Puristus on voima, joka työntyy palkin molemmista päistä kohti keskikohtaa. Mikä tahansa pystysuora seinä tai palkki on puristusjännityksen alla sen yläpuolella olevan rakennuksen painosta. Betoni kestää erittäin hyvin puristusvoimia ja teräs hieman vähemmän, koska se voi taipua. Siksi rakenteellista terästä valmistetaan muodoltaan, joka näyttää isolta kirjaimelta “I”, jota kutsutaan I-palkkiksi. Näissä on kaksi teräslevyä, jotka on sijoitettu 90 asteen etäisyydelle kaukovalosta ja jotka kulkevat koko pituudeltaan kiertymisen tai taipumisen estämiseksi.

Palkin taipuman määrä riippuu palkin koosta, käytetyistä materiaaleista ja sille asetettujen esineiden painosta ja sijainnista. Teräspalkkirakenteeseen kaadetulla betonilattialla voi olla vähän taipumia, koska lattian paino on jakautunut tai levittynyt tasaisesti koko palkin pinnalle. Pystysuorat seinäpalkit on suunniteltava kestämään teräksen ja betonilattian paino, jota kutsutaan kuormaksi, jotta seinät eivät pääse taipumaan.

Palkki voi taipua enemmän, jos suuri paino sijoitetaan pisteeseen, joka on kauimpana palkin tuesta tai kiinnityksestä rakennukseen. Tämä kuormitustyyppi on erittäin tärkeä palkin taipumalaskelmissa, ja se voi vaatia lisäpalkkia tai tukiseiniä suurimman taipumapisteen alapuolelle. Vain toisesta päästä tuetut palkit analysoidaan myös huolellisesti palkin taipumisen varalta.

Kaikkia rakenteita, joita tuetaan toisesta päästä, kutsutaan konsoliksi, ja niitä käytetään yleisesti parvekkeilla, kävelytieillä ja kattorakenteilla. Konsoli on suunniteltava huolellisesti kestämään suurimmat odotetut kuormat esineiltä tai ihmisiltä sekä antelias turvatekijä. Kaapeleita, jotka ulottuvat lattiaan yläpuolella tai tukipylväitä konsoliosan alle, voidaan lisätä tukemaan lisäkuormia, mutta ne voivat vaikuttaa ulkoneman ulkonäköön tai ulkonäköön.

Toinen suunnittelua koskeva huolenaihe on tärinä, joka on säteen taipuma. Maanjäristykset, tuulet ja ihmisten tai ajoneuvojen liikkeet voivat aiheuttaa teräsrakenteen tai betonin värähtelyn. Tärinä on säteen toistuva liike edestakaisin. Se voi olla hyväksyttävää pieninä määrinä, mutta suuret tärinät voivat vahingoittaa seiniä tai kalusteita tai jopa johtaa rakennuksen tuhoutumiseen. Tämä voi tapahtua eri tavalla riippuen siitä, missä palkit on tuettu, ja se on sisällytettävä teräs- tai betonirakenteiden suunnitteluun.