Co to jest wyboczenie wiązki?

Wiele dzisiejszych budynków jest budowanych za pomocą stalowych belków i innych nowoczesnych materiałów. Ta procedura kontrastuje z konstrukcją w całej drewna obserwowanej w starszych budynkach, takich jak kościoły i stodoły. Należy zauważyć, że termin „konstrukcja wiązki” może odnosić się do drewna lub stali. Tutaj jednak termin odnosi się do stalowej wiązki, a wyboczenie wiązki jest zniekształceniem w kształcie, które występuje, gdy obciążenie wiązki jest większe niż wiązka jest zaprojektowana do przenoszenia.

Stal belki mogą obsługiwać znacznie cięższe obciążenia niż drewniana wiązka tego samego rozmiaru, co sprawia, że ​​stal jest coraz popularniejszy wybór w projektach budynków. Ilość wagi, którą można wytrzymać, jest znana jako obciążenie wiązki. Gdy dowolna wiązka, drewno lub stal jest ładowana z większą wagą niż może sobie poradzić, występuje awaria. Ta awaria jest znana jako wyboczenie wiązki. Na szczęście można zastosować inżynierię strukturalną określić granice wiązek łożyska obciążenia i zaprojektować projekt, aby zapobiec awarii.

Inżynierowie używają matematykiWzór ICAL lub równanie wiązki, aby określić, ile ciężaru dana wiązka może wytrzymać. Zasadniczo to równanie pomaga określić, ile ciężaru może wytrzymać wiązka i jak daleko może się zgiąć lub zgiąć przed wyboczeniem wiązki. Gdy wiązki są poddawane obciążeniu, dozwolone jest ograniczone zniekształcenie. Przekroczenie dopuszczalnej kwoty spowoduje zapięcie lub upadek wiązki.

Podczas gdy drewniane wiązki po prostu pękają, stalowe wiązki zniekształcają się poza punkt, w którym mogą się zgiąć w kształt, znany również jako wyboczenie wiązki. Kiedy wiązki zapadają się, tracą całą integralność strukturalną, prawdopodobnie prowadząc do zawalenia się strukturalnego. Na przykład dachy stalowe są zaprojektowane tak, aby pomieścić określoną wagę. Gdy ciężkie burze śnieżne stosują większą wagę, niż może poradzić sobie, występuje wyboczenie wiązki. Belki, które zgnieci się pod obciążeniem, mogą powrócić do normalnego kształtu po usunięciu obciążenia, ale wiązki, które się zapięte nie będą.

Stalowe struktury wiązki stalowej są często projektowane z niewielkim marginesem bezpieczeństwa w celu zmniejszenia ryzyka awarii. Na przykład stalowy dach ma wiele wiązek, a jeśli jedna wiązka się nie powiedzie, wymagania dotyczące otaczających wiązek odpowiednio rosną. Gdyby ta zasada nie została zastosowana, cała konstrukcja mogłaby zawieść z powodu wyboczenia jednej wiązki - podobnej do domu kart. Belki

​​są dostępne w wielu rozmiarach, aby pomieścić różne projekty, i są wybierane na podstawie ich obciążenia znamionowego. Gdy obciążenie strukturalne zostanie przyłożone do wiązki, będzie ono zgięte lub lekko zginać, aż obciążenie zostanie usunięte. Jeśli zastosowano nadmierne obciążenie, wiązka wykracza poza punkt zgięcia, wyboczeniem, a cała integralność jest utracona. To podkreśla, dlaczego inżynieria strukturalna jest tak ważna.