Hvad er stråledeflektion?
Mange bygninger bruger en stålkonstruktionsramme til at understøtte vægten af bygningen, dens møbler og alle de mennesker, der arbejder eller besøger der. Andre materialer kan bruges til at understøtte bygninger, herunder armeret beton, som er beton med en indvendig stålramme kaldet armeringsjern. Arkitekter designer bjælkestrukturen ved hjælp af beregninger for de forskellige spændinger, der opstår fra bygningens vægt, personer eller køretøjer og eventuelle effekter af vind eller sne. Spændinger forårsager bjælkeledning, hvilket er bøjning eller vridning af konstruktionselementerne på grund af bygningsbelastning, bevægelse af mennesker eller skiftende vejr.
Strukturelle bjælker kan udsættes for forskellige typer stress. Spænding er en kraft, der trækker bjælken fra hinanden, hvilket stål kan modstå godt, men beton kan ikke. Armeringsjern anbringes i armeret betonkonstruktion for at modstå spændingskræfter.
Komprimering er en kraft, der skubber fra begge ender af en bjælke mod midten. Enhver lodret væg eller bjælke er under kompressionsspænding fra vægten af bygningen derover. Beton er meget god til at modstå kompressionskræfter, og stål lidt mindre, fordi det kan bøjes. Dette er grunden til, at konstruktionsstål fremstilles i en form, der ligner en stor bogstav "jeg", kaldet en jeg-bjælke. Disse er designet med to stålplader placeret 90 grader på en hovedbjælke og kører i den fulde længde for at forhindre vridning eller bøjning.
Mængden af strålededbøjning afhænger af strålens størrelse, de anvendte materialer og vægten og placeringen af ethvert objekt placeret på den. Et betongulv, der hældes på en stålbjælkestruktur, kan have lidt afbøjning, fordi vægten af gulvet er fordelt eller spredt jævnt ud over hele bjælkeoverfladen. Lodrette vægbjælker skal være konstrueret til at understøtte vægten, kaldet belastningen, af stålet og betongulvet for at forhindre eventuel afbøjning i væggene.
En bjælke kan bøje mere, hvis der placeres en stor vægt på et punkt længst væk fra hvor bjælken er understøttet eller fastgjort til bygningen. Denne belastningstype er meget vigtig ved beregning af bjælkedeflektion og kan kræve yderligere bjælker eller støttevægge under det maksimale afbøjningspunkt. Bjælker, der kun understøttes i den ene ende, analyseres også omhyggeligt for strålededbøjning.
Enhver struktur, der understøttes i den ene ende, kaldes en udkragning og bruges ofte til balkoner, gangbroer og overhængende tagkonstruktioner. Udkragningsenheden skal være omhyggeligt designet til at understøtte de maksimalt forventede belastninger fra genstande eller mennesker samt en generøs sikkerhedsfaktor. Kabler, der strækker sig til gulvet over eller støttestolper under det udkragede afsnit, kan tilføjes for at understøtte yderligere belastninger, men kan påvirke æstetikken eller den visuelle appel af det overhængende design.
Et andet designproblem er vibrationer, som er en form for strålededbøjning. Jordskælv, vinde og bevægelse af mennesker eller køretøjer kan få det strukturelle stål eller beton til at vibrere. Vibration er en gentagen bevægelse af bjælken i en bevægelse frem og tilbage. Det kan være acceptabelt i små mængder, men større vibrationer kan skade vægge eller møbler eller endda føre til ødelæggelse af bygningen. Dette kan forekomme forskelligt afhængigt af hvor bjælkerne understøttes og skal være inkluderet i konstruktionen af stål- eller betonkonstruktioner.