Hvad er en betonstråle?

I konstruktionsteknologi er en betonbjælke en bærende enhed, der kan bruges til at bære både horisontale og lodrette belastninger. Kendt som armeret betonbjælker eller armeret cementbetonbjælke (RCC) bjælker er disse bjælker fremstillet af indkapsling af stålstænger, plader eller fibre i betonen. Sådan stålforstærkning øger bjælkestyrken og tillader strålen at klare trækspændinger og modstå bøjning. Uden stålarmering ville betonbjælken være sprød og bryde under de belastninger, der blev pålagt den.

Den termiske ekspansionskoefficient for beton og stål er den samme. Denne lighed sikrer, at der er ringe eller ingen interne spændinger forårsaget af den termiske ekspansion og forskelle i termisk sammentrækning mellem de to materialer. Sådanne forskelle kan ellers have svækket betonbjælken. En anden faktor, der muliggør yderligere effektiv spændingstransmission mellem stålet og betonen, er, at når den våde cement, der påføres stålet, tørrer, svarer dens overflade nøjagtigt til ståloverfladen. For at gøre stålet og betonbindingen bedre sammen, er stålet generelt bølgede eller ru.

Indkapsling af stålet inden i beton beskytter det mod vejret og forhindrer, at stålet korroderer. Hvis stålet skulle rustes, ville det ekspandere og revne og adskilles fra betonindkapslingen. Dette ville igen svække bjælkekonstruktionen.

Betonbjælker bruges i vid udstrækning i moderne bygningskonstruktion og i konstruktionen af ​​motorvejsbroer. Det er almindeligt at bruge forspændte betonbjælker til broer. Disse bjælker fremstilles ved at strække senestål med høj styrke, støbe betonen omkring dem og derefter frigøre senerne, når betonen begynder at hærde. Rektangulære tværsnit og universelle bjælketværsnit bruges ofte til stålkonstruktion. Den universelle stråle er også kendt som I-bjælken, bredflangebjælken eller den universelle søjle.

Forskellige matematiske metoder, beregnet med et stråleberegner-computerprogram, bruges til at bestemme de interne og eksterne betonstrålekræfter og stråledeflektionerne. Bjælkekræfter bestemmes af den direkte stivhed eller forskydningsmetode, momentfordelingsmetoden og fleksibilitetsmetoden. Stråleudbøjninger bestemmes ved hældningsafbøjningsmetode og virtuel arbejdsmetode. Euler-Bernoulli-bjælkeligningen bruges ofte til at udføre stråleanalyse af strålestrukturer.

For at en konstruktion skal være strukturelt, er det vigtigt for ingeniører at beregne, hvor meget belastning en betonbjælke sikkert kan bære, og hvilke kræfter der vil blive pålagt den. Bomafbøjninger søges også af grunde af strukturel sikkerhed som ved at reducere bjælkekontakt med byggematerialer, der kan være sprøde. Stråleafbøjningerne kan også udføres for at give arkitekturen et mere æstetisk tiltalende udseende; for eksempel for at sikre, at der ikke er sække i bjælkerne.