Isang steel beam ay isang hindi mapapalitang bahagi sa mga estruktura ng konstruksyon, na nagsisilbing isang mahalagang papel sa pagdadala ng mga karga, pinahusay ang katatagan ng mga gusali. Sa artikulong ito, BMB Steel ay ipakikilala ka sa kung ano ang mga steel beam, kanilang estruktura, mga karaniwang uri at mga benepisyong dala nila sa mga proyekto ng estruktura ng bakal.

1. Ano ang steel beam?

Ang isang beam ay isang pangunahing bahagi ng konstruksyon, na nagsisilbing isang sumusuportang estruktura upang dalhin ang mga karga at ilipat ang mga ito sa mga haligi at pundasyon.

Sa mga estruktura ng bakal, isang steel beam ay isang elemento na nagdadala ng karga na dinisenyo upang suportahan ang mabibigat na patayong karga sa mahabang span. Ang mga steel beam ay kayang makatiis ng mas mataas na bending moments kumpara sa mga karaniwang rolled beams.

2. Estruktura ng mga steel beam

2.1. Web ng beam

Ang web ng beam ay ang patayong platong nasa pagitan ng dalawang flanges, na nagpapanatili ng kinakailangang espasyo sa pagitan nila. Ito ay responsable sa pagtutol sa shear forces na nagmumula kapag ang steel beam ay naka-load.

2.2. Flange

Ang mga flanges ay ang mga pahalang na bahagi ng isang steel beam, na binubuo ng isang itaas na flange at isang ibabang flange, na pinaghihiwalay ng web. Nang partikular:

• Ang itaas na flange ay nagtutol sa mga bending moments na dulot ng compressive forces (positibong sandali)
• Ang ibabang flange ay nagtutol sa mga puwersang tensyon na dulot ng mga bending moments (positibong sandali)

2.3. Stiffeners

Ang mga stiffeners ay nagpapahusay sa kapasidad ng pagdadala ng karga at pumipigil sa lokal na hindi katatagan sa estruktura ng steel beam. Tinutulungan nila ang pamamahagi ng mga naipataw na karga nang pantay-pantay sa beam bago ilipat ang mga ito sa ibang bahagi. Ang mga stiffeners ay nahahati sa 2 pangunahing uri: vertical stiffeners at horizontal stiffeners.

2.4. Koneksyon sa pagitan ng flange at web

Kapag ang haba ng beam ay mas maikli kaysa sa kinakailangang span, ang mga koneksyon ay nag-uugnay sa mga seksyon ng beam. Ang mga koneksyong ito ay dapat makatiis ng parehong mga bending moments at shear forces upang matiyak ang isang malakas at secure na koneksyon sa pagitan ng mga bahagi.

2.5. End connections

Sa mga tuluy-tuloy na estruktura ng beam, ang mga detalye ng koneksyon ay dapat na maayos na mai-install upang matiyak ang kapasidad ng pagdadala ng karga. Gayunpaman, sa karamihan ng mga kaso, ang mga steel beam ay sinusuportahan lamang sa mga dulo. Sa mga ganitong sitwasyon, ang mga stiffeners ay may mahalagang papel sa ligtas na pagkonekta ng mga dulo ng beam, na tinitiyak ang kaligtasan at tibay.

3. Pagkategorya ng mga steel beam

3.1. Shaped steel beams

Ang shaped steel beams ay isang uri ng beam na ginawa mula sa structural steel, na may mga cross-section na karaniwang symmetric o asymmetric. Ang dalawa sa mga pinaka-karaniwang hugis ng cross-section ay ang I-shape at [-shape.

• I-shaped steel beam: ay isang bahagi ng estruktura na dinisenyo na may I-shaped cross-section, na binubuo ng 2 makitid na flanges na nakaposisyon ng simetriko sa kahabaan ng pahalang na X-X axis, na may malaking web sa pagitan. Ang mga I-shaped beam ay malawakang ginagamit sa konstruksyon ng tahanan, mga tulay, at mga estruktura na nangangailangan ng mataas na kapasidad ng pagdadala ng karga. Dagdag pa, ang mga I-shaped beam ay tiyak na ginagamit sa mga kasong nangangailangan ng elastisidad at tiyak na antas ng lakas.
• [-shaped steel beam: katulad ng I-shape ngunit hindi symmetric sa patayong Y-Y axis. Ang mga [-shaped beams ay karaniwang ginagamit para sa patag na pagbaluktot sa mga estruktura na nangangailangan ng katatagan.

3.2. Composite steel beams

Ang composite steel beams ang pinaka-karaniwang uri ng steel beams sa ngayon, nabuo sa pamamagitan ng pagsasama ng mga seksyon at plate ng bakal. Mayroong 2 pangunahing uri:

• Composite beams na may riveted connections (riveted beams): gumagamit ng mga mekanikal na pamamaraan upang ikonekta ang mga bahagi. Ang mga plates ng bakal at rivets ay pinagsama upang lumikha ng isang kumpletong estruktura, kung saan karaniwang ang web ay nagdadala ng halos 90% ng shear force na kumikilos sa beam. Ang mga sulok ng web ay mahigpit na nakakabit sa mga flanges upang matiyak ang katatagan sa koneksyon sa pagitan ng web at mga flanges. Ang mga rivets ay may mahalagang papel sa pagtutol sa mga puwersang transverse shear at vertical na karga, na mahusay na lumilipat ng mga puwersa mula sa mga flanges patungo sa web.
• Composite beams na may welded connections (welded beams): ay malawakang ginagamit sa konstruksyon dahil sa kanilang madaling paggawa. Ang mga welded beams ay pangunahing ginagamit sa konstruksyon ng tulay, lalo na sa mga tulay ng riles, dahil sa kanilang kakayahang magdala ng mabibigat na karga, at resistensya sa lateral na mga paggalaw. Ang mga welded steel plates ay ginagamit din upang lumikha ng box-shaped beams. Ang makabagong engineering ay nagpapahintulot na matukoy ang mga parameter tulad ng kabuuang taas, laki ng flange at kapal ng web sa pamamagitan ng mga eksperimento o pagkalkula batay sa mga teknikal na pamantayan.

4. Ano ang isang sistema ng steel beam?

4.1. Kahulugan ng isang sistema ng steel beam

Ang sistema ng steel beam ay isang load-bearing structural network na binubuo ng mga pangunahing beam at mga pangalawang beam na nakaayos ng patayo sa isa't isa, na bumubuo ng isang spatial structural grid. Ang pangunahing tungkulin ng sistema ng steel beam ay ang suportahan ang mga sahig at ilipat ang mga karga sa mga haligi, pader, pundasyon,...

4.2. Mga uri ng sistema ng steel beam

4.2.1. Simple na sistema ng steel beam

Ang isang simpleng sistema ng steel beam ay binubuo ng mga parallel beams na inilagay sa kahabaan ng mas maiikling span ng sahig, nagtutulungan kasama ang slab upang kumilos bilang isang dalawang gilid na suportadong estruktura. Ang ganitong uri ng sistema ay may limitadong kapasidad sa pagdadala ng karga at angkop para sa mga estruktura na may maliliit na span, magagaan na karga.

4.2.2. Conventional na sistema ng steel beam

Ang conventional na sistema ng steel beam ay dinisenyo para sa mga estruktura na may mga sahig na umaabot sa malalayong distansya at nagdadala ng mabibigat na karga. Ito ay isang three-tier beam system na binubuo ng mga haligi at 2 set ng beams na nakaayos ng patayo sa isa't isa upang magbahagi ng karga. Ang mga pangalawang beam ay nakasalalay sa mga pangunahing beam, na nakasalalay sa mga haligi.

Ang conventional na sistema ng steel beam ay maaaring ayusin sa 2 paraan:

• Mga pangalawang beam na inilagay sa mga pangunahing beam: Sa ayos na ito, ang sahig slab ay nakasalalay lamang sa mga pangalawang beam, na gumagana bilang isang dalawang gilid na suportadong estruktura. Ang kabuuang taas ng arkitektura ng sistema ay magiging mas mataas.
• Mga pangalawang at pangunahing beam sa parehong eroplano: Kapag ang parehong mga pangalawang at pangunahing beam ay inayos sa parehong eroplano, ang sahig slab ay gumagana bilang isang apat na gilid na suportadong estruktura.

4.2.3. Complex na sistema ng steel beam

Ang complex na sistema ng steel beam ay isang uri ng beam system na kinabibilangan ng pangunahing beams, pangalawang pahalang na beams, at mga sahig na beams. Sa sistemang ito, ang mga sahig na beams ay inilagay sa mga pangalawang beams, na konektado sa isang mas mababang antas sa mga pangunahing beams, na bumubuo ng dalawang patayong sistema ng pangalawang beams. Ang sahig slab sa sistemang ito ay karaniwang nakasalalay sa mga sahig na beams, na kumikilos bilang isang dalawang gilid na suportadong estruktura. Ang complex na sistema ng steel beam ay karaniwang ginagamit sa mga proyektong may napaka mataas na karga.

5. Disenyo ng mga beams sa mga estruktura ng bakal

Sa pagdidisenyo ng mga beams sa mga estruktura ng bakal, ang mga sumusunod na pangunahing palagay ay kailangang ilapat:

• Ang mga shear forces ay ganap na dinadala ng web, ang lakas ng shear ay pantay-pantay na ipinamamahagi sa buong lalim ng beam.
• Ang stress sa mga flange plate at mga sulok ng beam ay pantay-pantay. Samantalang, ang stress sa web ay nag-iiba, umaabot sa isang pinakamataas na antas sa pagkakahalo sa mga flanges at bumababa sa 0 sa neutral na axis.

5.1. Minimum na kapal

Ang mga dimensions ng beam web plate ay dapat matugunan ang mga sumusunod: maximum 270t, minimum: 180t.
Kung saan ang t ay ang kapal ng web (sukatin sa mm).

5.2. Timbang

Ang bigat ng beam ay tinutukoy sa pamamagitan ng sumusunod na formula:

• Para sa mga plate beams na may rivets: W/300 para sa bawat segment ng pipe
• Para sa mga welded plate beams: W/400 para sa bawat segment ng pipe

Kung saan W ay ang kabuuang karga na pinarami ng factor.

5.3. Minimum na lalim

Ang minimum na lalim ng plate beam ay tinutukoy sa pamamagitan ng:

• Para sa mga plate beams: 1.1?/?t

• Para sa mga plate beams na may rivets, lalim ng anggulo: 5.53?/?

• Para sa mga welded plate beams, kabuuang lalim: 53?/?

Kung saan:

• M ay ang bending moment (N-mm).
• f ay ang pinapayagang stress (MPa).
• t ay ang kapal ng plate (mm).

6. Mga benepisyo ng mga steel beam

• Ang mga steel beam ay dinisenyo upang suportahan ang mga karga mula sa mga proyekto ng konstruksyon tulad ng mga gusali, tulay, pabrika, bodega, atbp. Sa kanilang pambihirang kapasidad sa pagdadala ng karga, ang mga steel beam ay maaaring ilipat ang malalaking karga sa mga haligi at pundasyon, pinapanatiling matatag ang estruktura.
• Ang mga steel beam ay nagpapataas ng katigasan ng estruktura sa pamamagitan ng pagsuporta sa mga karga at pantay na ipinamamahagi ang mga ito sa pamamagitan ng sistema ng haligi at pundasyon. Binabawasan nito ang bending at depekto ng estruktura sa panahon ng operasyon, habang pinahuhusay ang pagtutol nito sa mga panlabas na epekto ng kapaligiran tulad ng hangin, lindol, atbp.
• Ang paggamit ng mga steel beam ay makakatulong sa pagbabawas ng mga gastos sa konstruksyon kumpara sa maraming iba pang materyales. Ang mga steel beam ay hindi lamang may kakayahang magdala ng mabibigat na karga kundi mas magaan pa kaysa sa mga konkretong beam, kaya't binabawasan ang kabuuang karga sa estruktura.
• Ang mga steel beam ay maaaring gawin sa iba't ibang hugis upang matugunan ang mga kinakailangan sa disenyo ng bawat proyekto. Ang kakayahang ito ay nagpapahintulot para sa pagpapatupad ng natatanging, modernong, kumplikadong disenyo ng arkitektura.
• Ang mga steel beam ay karaniwang ginawa sa anyo ng mga plates o mahahabang bar, na madaling ikonekta at i-install sa site ng konstruksyon. Ang kanilang mabilis na proseso ng pag-install ay hindi lamang nakakatipid ng oras kundi binabawasan din ang mga gastos sa paggawa. Dagdag pa, ang pagsasaayos ng steel beam ay mas madali dahil sa kadalian ng inspeksyon at pagpapalit.

Isang steel beam ay may mahalagang papel sa pagtitiyak ng kaligtasan, katatagan ng mga proyekto sa konstruksyon. Sa kanilang malaking kapasidad na magdala ng karga, kakayahang disenyo, ang mga steel beam ay isang ideal na pagpipilian para sa maraming uri ng estruktura. Ang pag-unawa sa estruktura at mga uri ng mga steel beam ay makakatulong upang ma-optimize ang disenyo, konstruksyon at pagpapanatili ng mga gusali. Makipag-ugnayan sa BMB Steel - isang kumpanya ng pre-engineered steel building na may higit sa 20 taong karanasan - para sa karagdagang konsultasyon sa mga steel beam at upang piliin ang pinakamahusay na solusyon para sa iyong proyekto.