Mga Metal Beam para sa Building at Modular Steel Bridge Construction Guide

Mga Uri ng Metal Beam na Ginagamit sa Mga Proyekto ng Gusali

Pinagsasama ng mga frame ng gusali ang ilang pinagsama at gawa-gawang mga hugis, bawat isa ay angkop sa isang partikular na span, landas ng pag-load, o detalye ng koneksyon. Ang pagpili ng maling profile ay isa sa mga pinakakaraniwang dahilan ng pagbabago ng mga order sa panahon ng pagtayo ng bakal.

Ang mga built-up na plate girder, na hinangin mula sa flange at mga web plate sa halip na igulong sa isang gilingan, ay nangingibabaw sa mahabang-span na trabaho kung saan nauubusan ang karaniwang lalim ng catalog. Ito ang profile na pinakamadalas na tinukoy para sa modular steel bridge main girder, dahil ang mga fabricator ay maaaring mag-tune ng flange thickness section-by-section upang tumugma sa diagram ng bending moment sa halip na gumamit ng pare-parehong cross-section para sa buong span.

Mga Pagkalkula ng Kapasidad sa Pagdala ng Pagkarga at Span

Ang pinapayagang span para sa isang partikular na sinag ay nakasalalay sa tatlong input: lakas ng ani ng bakal, ang modulus ng seksyon ng profile, at ang inilapat na kumbinasyon ng pagkarga (patay na karga kasama ang live na pagkarga, na may idinagdag na hangin o seismic kung saan nauugnay). Bilang isang gumaganang tuntunin, laki ng mga inhinyero ang mga floor beam sa lalim na humigit-kumulang span na hinati sa 20 para sa karaniwang mga live load sa opisina na 50 pounds bawat square foot, pagkatapos ay i-verify na ang deflection ay nananatili sa ilalim ng span na hinati ng 360 para sa mga finish na sensitibo sa paggalaw.

Ang chart sa ibaba ay naglalarawan ng kaugnayan para sa isang karaniwang W-shape na serye sa ilalim ng pare-parehong floor loading, na nagpapakita kung paano lumalaki ang pinapayagang span na may lalim ng beam sa isang nakapirming load na 50 psf.

Ipinapalagay ng mga figure na ito ang A992 Grade 50 na bakal na may mga karaniwang bracing interval at naglalarawan sa halip na isang kapalit para sa isang naselyohang structural na pagkalkula. Ang mas malalim na mga seksyon ay hindi nagsusukat ng span nang linear na may timbang : ang paglipat mula sa W10 hanggang W30 ay humigit-kumulang na triple ang pinapayagang span habang nagdodoble lamang ng timbang sa bawat talampakan, kaya naman ang mga long-span na bubong at bridge deck ay pinapaboran ang mas malalim, mas magaan-relative-to-span na mga seksyon kaysa sa pagsasalansan ng maraming mababaw na beam.

Mga Marka ng Bakal at Pagpili ng Materyal para sa Mga Beam

Ang pagpili ng grado ay nakakaapekto sa parehong gastos at laki ng seksyon. Apat na grado ang sumasakop sa malaking mayorya ng paggawa at modular steel bridge fabrication work.

• A36 carbon steel: 36,000 psi yield, ang pinakakaraniwang grado para sa mga anggulo, plate, at pangalawang miyembro kung saan mas mahalaga ang pagtitipid sa timbang kaysa sa gastos.
• A992 Grade 50: 50,000 psi yield, ang default na grade para sa mga rolled W-shapes sa United States mula noong unang bahagi ng 2000s, na nagbibigay ng humigit-kumulang 39 porsiyentong mas lakas kaysa sa A36 sa parehong presyo ng unit.
• A572 Grade 50/60/65: high-strength low-alloy steel na ginagamit para sa mga plate girder at mabigat na load na mga miyembro ng tulay, available hanggang 65,000 psi yield.
• Weathering steel (uri ng A588): bumubuo ng isang matatag na layer ng oxide na nag-aalis ng mga paulit-ulit na pagpinta, malawak na tinukoy para sa mga nakalantad na modular steel bridge girder sa mga setting ng rural at highway.

Pagtitipid mula sa grade selection compound sa isang proyekto. Sa isang 30,000 square feet na warehouse frame, ang paglipat ng mga pangunahing beam mula A36 hanggang Grade 50 ay karaniwang nagpapababa ng kabuuang steel tonnage ng 12 hanggang 18 porsiyento, na nagpapababa sa parehong mga gastos sa materyal at oras ng crane kahit na ang bawat toneladang presyo ng Grade 50 ay bahagyang mas mataas.

Mga Sistema ng Proteksyon sa Kaagnasan at Patong

Ang uncoated structural steel ay nawawalan ng humigit-kumulang 0.001 hanggang 0.005 na pulgada ng kapal ng seksyon bawat taon sa isang tipikal na panlabas na kapaligirang pang-industriya, kaya naman ang pagpili ng coating ay itinuturing bilang isang desisyon sa disenyo sa halip na isang naisip, lalo na sa mga nakalantad na beam at modular steel bridge girder na malapit sa mga tawiran ng tubig.

Ang hot-dip galvanizing ay ang default na pagpipilian para sa mga beam na wala pang 40 talampakan na kasya sa isang dip tank, habang ang mga field-applied na epoxy/polyurethane system ay sumasaklaw sa mas mahabang plate girder at naka-assemble na modular steel bridge na mga seksyon na lumalampas sa mga sukat ng tangke.

Fabrication, Welding, at Mga Paraan ng Koneksyon

Ang paggawa ng isang metal beam sa tindahan ay sumusunod sa isang nakapirming pagkakasunud-sunod, at ang pagkakasunud-sunod ay mahalaga dahil ang out-of-sequence na pagbabarena o welding ay nagpapakilala ng distortion na mahal na itama pagkatapos ng katotohanan.

1. Ang pagputol ng flange at mga web plate sa haba gamit ang CNC plasma o oxy-fuel cutting, na may mga cut tolerance na karaniwang hawak sa plus o minus 1/16 inch.
2. I-fit-up at tack welding ng web sa mga flanges, sinuri para sa square bago magsimula ang buong welding.
3. Full welding, kadalasang nakalubog na arc welding para sa mahabang tuwid na pagtakbo sa mga plate girder, na nagdedeposito ng weld ng metal nang mas mabilis at may mas kaunting mga depekto kaysa sa manu-manong shielded metal arc welding.
4. Pagbabarena o pagsuntok ng mga butas ng bolt para sa mga field splice plate at anggulo ng koneksyon, na nakaposisyon mula sa template ng shop upang magarantiya ang field fit-up.
5. Pag-verify at pag-straightening ng camber, dahil ang mga mahahabang girder ay naka-pre-cambered paitaas upang kontrahin ang dead-load deflection kapag na-load.
6. Paghahanda sa ibabaw at aplikasyon ng patong bago ipadala.

Ang mga koneksyon sa field sa mga frame ng gusali ay karaniwang gumagamit ng mga high-strength bolts (A325 o A490 grade) kaysa sa field welding, dahil ang mga bolted na koneksyon ay mas mabilis na i-install, mas madaling suriin para sa wastong torque, at predictably gumaganap sa parehong mga frame ng gusali at modular steel bridge splice joints.

Paghahambing ng Gastos: Steel Beams vs Concrete and Timber

Ang halaga ng materyal sa bawat tonelada ay nagsasabi lamang ng bahagi ng kuwento; Ang naka-install na gastos sa bawat square foot ng naka-frame na lugar ay ang bilang na aktwal na nagtutulak sa pagpili ng beam sa karamihan ng mga proyekto.

Pinakamahusay na panalo ang Steel sa mga proyektong may mahabang malinaw na span, masikip na iskedyul, o pangangailangan para sa flexibility sa pagkukumpuni sa ibang pagkakataon, dahil ang pag-alis ng load-bearing wall o pagdaragdag ng opening ay diretso na may bolted steel framing at mas nakakagambala sa cast concrete.

Mga Alituntunin sa Pagpapanatili at Inspeksyon

Ang isang dokumentadong agwat ng inspeksyon ay nagpapalawak ng buhay ng serbisyo ng beam na lampas sa orihinal nitong mga pagpapalagay sa disenyo, lalo na para sa mga nakalantad na beam at modular steel bridge na istruktura na napapailalim sa pagkarga ng trapiko at pagbibisikleta ng panahon.

Ang mga priyoridad na item sa panahon ng anumang inspeksyon ay kinabibilangan ng bolt torque sa mga koneksyon ng splice, kapal ng coating film sa dulo ng beam kung saan may posibilidad na mag-pool ang tubig, at anumang nakikitang pagkawala ng seksyon sa mga bearing point kung saan ang beam ay nakikipag-ugnayan sa isang pundasyon o abutment.

Mga Madalas Itanong