Co je vychylování paprsku?
Mnoho budov používá ocelovou konstrukci pro podporu hmotnosti budovy, jejího vybavení a všech lidí, kteří tam pracují nebo navštěvují. Jiné materiály mohou být použity k podpoře budov, včetně železobetonu, který je beton s vnitřním ocelovým rámem zvaným výztuž. Architekti navrhují strukturu paprsku pomocí výpočtů pro různá napětí, která se vyskytují v důsledku hmotnosti budovy, lidí nebo vozidel a případných účinků větru nebo sněhu. Namáhání způsobuje vychýlení paprsku, což je ohýbání nebo kroucení konstrukčních prvků v důsledku zatížení budovy, pohybu osob nebo měnícího se počasí.
Strukturální nosníky mohou být vystaveny různým typům napětí. Napětí je síla, která táhne paprsek od sebe, což ocel může dobře odolávat, ale beton nemůže. Výztuž je umístěna uvnitř železobetonových konstrukcí, aby odolávala tahovým silám.
Komprese je síla, která tlačí z obou konců paprsku směrem do středu. Jakákoli svislá zeď nebo trám je pod tlakovým tlakem z hmotnosti budovy nad ní. Beton velmi dobře odolává kompresním silám a ocel o něco méně, protože se může ohýbat. Proto je konstrukční ocel vyráběna ve tvaru, který vypadá jako velké písmeno „I“, které se nazývá I-paprsek. Jsou navrženy se dvěma ocelovými deskami umístěnými 90 stupňů k hlavnímu paprsku a po celé délce, aby se zabránilo kroucení nebo ohýbání.
Velikost vychýlení paprsku závisí na velikosti paprsku, použitých materiálech a hmotnosti a poloze jakéhokoli předmětu na něj umístěného. Betonová podlaha nalitá na konstrukci ocelového nosníku může mít malé vychýlení, protože hmotnost podlahy je rozložena nebo rovnoměrně rozprostřena po celé ploše nosníku. Svislé nosníky musí být navrženy tak, aby nesly váhu, nazývanou zatížení, oceli a betonové podlahy, aby se zabránilo deformaci stěn.
Paprsek se může odklonit více, pokud je velká hmotnost umístěna v nejvzdálenějším bodě od místa, kde je paprsek nesen nebo připevněn k budově. Tento typ zatížení je velmi důležitý pro výpočty průhybu paprsku a může vyžadovat další paprsky nebo opěrné zdi pod bodem maximální výchylky. Nosníky podporované pouze na jednom konci jsou také pečlivě analyzovány na vychýlení paprsku.
Jakákoli konstrukce podporovaná na jednom konci se nazývá konzolový nosník a běžně se používá pro balkony, chodníky a převislé střechy. Konzolový nosník musí být pečlivě navržen tak, aby podporoval maximální očekávané zatížení objektů nebo osob a také velkorysý bezpečnostní faktor. Kabely vedoucí k podlaze nad nebo podpůrné sloupky pod konzolovou částí mohou být přidány pro podporu dalších zatížení, ale mohou ovlivnit estetiku nebo vizuální přitažlivost převislého designu.
Dalším problémem designu je vibrace, která je formou vychýlení paprsku. Zemětřesení, vítr a pohyb osob nebo vozidel mohou způsobit vibraci konstrukční oceli nebo betonu. Vibrace je opakovaný pohyb paprsku v pohybu tam a zpět. To může být přijatelné v malém množství, ale větší vibrace mohou poškodit stěny nebo zařízení nebo dokonce vést ke zničení budovy. To může nastat odlišně v závislosti na tom, kde jsou nosníky podepřeny, a musí být zahrnuto do návrhu ocelových nebo betonových konstrukcí.