Ce este o grindă de beton?

În inginerie structurală, o grindă de beton este o unitate portantă care poate fi utilizată pentru a transporta sarcini orizontale și verticale. Cunoscute sub numele de grinzi din beton armat sau grinzi din beton armat de ciment (RCC), aceste grinzi sunt realizate prin înglobarea de bare, plăci sau fibre de oțel în beton. O astfel de armare din oțel crește rezistența grinzii și permite grinzii să facă față solicitărilor de tracțiune și să reziste la îndoire. Fără armătura din oțel, grinda de beton ar fi casantă și s-ar rupe sub sarcinile impuse acesteia.

Coeficientul de dilatare termică al betonului și al oțelului este similar. Această asemănare asigură că există puține sau deloc tensiuni interne cauzate de diferențele de dilatare și contracție termică dintre cele două materiale. Astfel de diferențe ar fi putut slăbi altfel grinda de beton. Un alt factor care permite o transmisie suplimentară eficientă a tensiunilor între oțel și beton este că atunci când cimentul umed care este aplicat pe oțel se usucă, suprafața acestuia corespunde exact cu cea a suprafeței oțelului. Pentru ca oțelul și betonul să se lege mai bine împreună, oțelul este în general ondulat sau rugos.

Învelirea oțelului în beton îl protejează de intemperii și previne corodarea oțelului. Dacă oțelul ar rugini, s-ar extinde și crăpa și s-ar despărți de învelișul de beton. Acest lucru ar slăbi din nou construcția grinzii.
Grinzile de beton sunt utilizate pe scară largă în construcția de clădiri contemporane și în construcția de poduri de autostrăzi. Este comună utilizarea grinzilor din beton precomprimat pentru poduri. Aceste grinzi sunt realizate prin întinderea tendoanelor din oțel de înaltă rezistență, turnarea betonului în jurul lor și apoi eliberarea tendoanelor când betonul începe să se întărească. Secțiunile transversale dreptunghiulare și secțiunile transversale ale grinzilor universale sunt utilizate în mod obișnuit în construcția clădirilor cu cadru de oțel. Grinda universală este cunoscută și sub denumirea de grinda în I, grinda cu flanșă largă sau coloana universală.

Pentru a determina forțele interne și externe ale grinzii de beton și deflexiunile grinzii sunt utilizate diferite metode matematice, calculate cu un program de calculator de calcul al grinzii. Forțele grinzii sunt determinate de metoda rigidității directe sau deplasării, metoda distribuției momentului și metoda flexibilității. Deviațiile fasciculului sunt determinate de metoda de deviere a pantei și metoda de lucru virtuală. Ecuația fasciculului Euler-Bernoulli este utilizată în mod obișnuit pentru a efectua analiza grinzilor a structurilor grinzilor.

Pentru ca o construcție să fie solidă din punct de vedere structural, este important ca inginerii să calculeze cât de multă sarcină poate suporta în siguranță o grindă de beton și tipurile de forțe care îi vor fi impuse. Deviațiile fasciculului sunt căutate și din motive de siguranță structurală, cum ar fi reducerea contactului fasciculului cu materialele de construcție care pot fi casante. Deviațiile fasciculului pot fi, de asemenea, efectuate pentru a da arhitecturii un aspect mai plăcut din punct de vedere estetic; de exemplu, pentru a se asigura că nu există căderi în grinzi.