Fasciculul I

Există două forme standard de fascicul I:

• Fascicul I rulat, format dinlaminare la cald,laminare la recesauExtrudare(în funcție de material).

• Girder placă, format dinsudură(sau ocazionalînșurubaresaunituire) plăci.

I-grinzi sunt de obicei realizate dinoțel structuraldar poate fi, de asemenea, format dinaluminiusau alte materiale. Un tip comun de fascicul I estegrinzi din oțel laminat(RSJ)—uneori redat incorect cagrinzi din oțel armat.BritanicșiStandarde europenespecificați, de asemenea, grinzi universale (UBs) și coloane universale (UI). Aceste secțiuni au flanșe paralele, spre deosebire de grosimea variabilă a flanșelor RSJ, care sunt rareori laminate acum în Marea Britanie. Flanșele paralele sunt mai ușor de conectat și de a elimina nevoia de șaibe conice. UI-urile au lățime și adâncime egale sau aproape egale și sunt mai potrivite pentru a fi orientate vertical pentru a transporta sarcini axiale, cum ar fi coloanele în construcții cu mai multe etaje, în timp ce UBs sunt semnificativ mai adânci decât sunt largi sunt mai potrivite pentru a transporta sarcină de îndoire, cum ar fi elementele fasciculului în podele.

I-joists-I-grinzi proiectate din lemn cuMdfși/saucherestea furnir laminat—sunt, de asemenea, din ce în ce mai populare în construcții, în special rezidențiale, deoarece acestea sunt atât mai ușoare, cât și mai puțin predispuse la deformare decât lemnul masivGrinzi. Cu toate acestea, a existat o oarecare îngrijorare cu privire la pierderea lor rapidă de putere într-un incendiu în cazul în care neprotejat.

Design pentru îndoire 

Cele mai mari tensiuni (${\displaytyle \sigma _{xx}}$) într-o grindă sub îndoire se află în locurile cele mai îndepărtate de axa neutră.

Un fascicul sub îndoire vede tensiuni mari de-a lungul fibrelor axiale care sunt cele mai îndepărtate deaxă neutră. Pentru a preveni defecțiunea, cea mai mare parte a materialului din fascicul trebuie să fie amplasată în aceste regiuni. Relativ puțin material este necesar în zona apropiată de axa neutră. Această observație stă la baza secțiunii transversale a fasciculului I; axa neutră rulează de-a lungul centrului web, care poate fi relativ subțire și cea mai mare parte a materialului poate fi concentrată în flanșe.

Fasciculul ideal este cel cu cea mai mică zonă transversală (și, prin urmare, necesită cel mai mic material) necesară pentru a obține un anumit materialmodul secțiunii. Deoarece modulul secțiunii depinde de valoareamoment de inerție, o grindă eficientă trebuie să aibă cea mai mare parte a materialului său situată cât mai departe de axa neutră posibil. Cu cât o anumită cantitate de material este mai îndepărtată de axa neutră, cu atât este mai mare modulul secțiunii și, prin urmare, un moment de îndoire mai mare poate fi rezistat.

Atunci când se proiectează un fascicul I simetric pentru a rezista solicitărilor din cauza îndoirii punctului de plecare obișnuit este modulul de secțiune necesar. Dacă stresul admisibil este${\displaystyle \sigma _{\mathrm {max} }}$iar momentul maxim așteptat de îndoire este${\displaytyle M_{\mathrm {max} }}$, atunci modulul de secțiune necesar este dat de^[3]

• ${\displaytyle S={\cfrac {M_{\mathrm {max} }}{\sigma _{\mathrm {max} }}}={\cfrac {I}{c}}}$

unde${\displaystyle I}$este momentul de inerție al secțiunii transversale a fasciculului și${\displaystyle c}$este distanța dintre partea superioară a fasciculului de axa neutră (a se vedeateoria fascicululuipentru mai multe detalii).

Pentru o grindă de zonă transversală${\displaystyle a}$și înălțime${\displaystyle h}$, secțiunea transversală ideală ar avea jumătate din suprafața de la distanță${\displaytyle h/2}$deasupra secțiunii transversale și cealaltă jumătate la distanță${\displaytyle h/2}$sub secțiunea transversală.^[3]Pentru această secțiune transversală

• ${\displaytyle I={\cfrac {ah^{2}}{4}}~;~~S=0.5ah}$

Cu toate acestea, aceste condiții ideale nu pot fi niciodată atinse, deoarece materialul este necesar în web din motive fizice, inclusiv pentru a rezista la cataramă. Pentru grinzile cu flanșă largă, modulul secțiunii este de aproximativ

• ${\displaytyle S\aprox 0.35ah}$

care este superioară celei realizate prin grinzi dreptunghiulare și grinzi circulare.

Probleme 

Deși grinzile I sunt excelente pentru îndoirea unidirecțională într-un plan paralel cu web-ul, ele nu funcționează la fel de bine în îndoirea bidirecțională. Aceste grinzi prezintă, de asemenea, o rezistență redusă la răsucire și suferă deformarea secțiunii sub încărcare torsională. Pentru torsiune dominat probleme,grinzi de cutieși alte tipuri de secțiuni rigide sunt utilizate în preferință pentru fasciculul I.

Forme și materiale (S.U.A.) 

Rusty nituite din oțel I-fascicul de

În Statele Unite, cel mai frecvent menționat I-fascicul este forma flanșă largă (W). Aceste grinzi au flanșe ale căror suprafețe interioare sunt paralele pe cea mai mare parte a zonei lor. Alte I-grinzi includ American Standard (desemnat S) forme, în care suprafețele flanșă interioară nu sunt paralele, și H-piloți (desemnat HP), care sunt de obicei folosite ca fundații gramada. Formele cu flanșă largă sunt disponibile în grad ASTM A992,^[4]care a înlocuit, în general, clasele ASTM mai vechi A572 și A36. Intervale de rezistență la randament:

• A36:36,000Psi(250Mpa)

• A572:42.000-60.000 psi (290-410 MPa), cu 50.000 psi (340 MPa) cele mai frecvente

• A588:Similar cu A572

• A992:50.000-65.000 psi (340-450 MPa)

La fel ca majoritatea produselor din oțel, grinzile I conțin adesea un anumit conținut reciclat.

Standardele 

Următoarele standarde definesc forma și toleranțele secțiunilor din oțel cu fascicul I:

Standarde europene 

• EN 10024, Secțiunile I cu flanșă laminată la cald – Toleranțe în ceea ce privește forma și dimensiunile.

• EN 10034, Secțiuni structurale din oțel I și H – Toleranțe privind forma și dimensiunile.

• EN 10162, Secțiuni din oțel laminat la rece – Condiții tehnice de livrare – Toleranțe dimensionale și transversale

Manualul AISC[editare]

CelInstitutul American de Constructii din otel(AISC) publică Manualul de construcție a oțelului pentru proiectarea structurilor de diferite forme. Documentează abordările comune,Design de rezistență admisibilă(TSA) șiProiectarea factorului de încărcare și rezistență(LRFD), (începând cu ed. a 13-a) pentru a crea astfel de modele.

Alt 

• DIN 1025-5

• ASTM A6, American Standard Grinzi

• BS 4-1

• IS 808– Dimensiuni grinzi de oțel laminate la cald, coloană, canal și secțiuni unghiulare

• AS/NZS 3679.1- Australia și Noua Zeelandă standard^[5]

Denumire și terminologie 

Fascicul I cu flanșă largă.

• ÎnStatele Unite, grinzile I din oțel sunt specificate în mod obișnuit folosind adâncimea și greutatea fasciculului. De exemplu, un fascicul "W10x22" are o adâncime de aproximativ 10 in (254 mm) (înălțimea nominală a fasciculului I de la fața exterioară a unei flanșe până la fața exterioară a celeilalte flanșe) și cântărește 22 lb/ft (33 kg/m). Grinzile largi ale secțiunii flanșelor variază adesea de la adâncimea lor nominală. În cazul seriei W14, acestea pot avea o adâncime de până la 22,84 in (580 mm).^[6]

• ÎnCanada, grinzile I din oțel sunt acum specificate în mod obișnuit folosind adâncimea și greutatea fasciculului în termeni metrici. De exemplu, un fascicul "W250x33" are o adâncime de aproximativ 250 de milimetri (9,8 in) (înălțimea fasciculului I de la fața exterioară a unei flanșe până la fața exterioară a celeilalte flanșe) și cântărește aproximativ 33 kg/m (22 lb/ft; 67 lb/yd).^[7]I-grinzi sunt încă disponibile în sua dimensiuni de la mulți producători canadieni.

• ÎnMexic, grinzile I din oțel se numesc IR și sunt specificate în mod obișnuit folosind adâncimea și greutatea fasciculului în termeni metrici. De exemplu, un fascicul "IR250x33" are o adâncime de aproximativ 250 mm (9,8 in) (înălțimea fasciculului I de la fața exterioară a unei flanșe până la fața exterioară a celeilalte flanșe) și cântărește aproximativ 33 kg/m (22 lb/ft).^[8]

• ÎnIndiaGrinzile I sunt desemnate ca ISMB, ISJB, ISLB, ISWB. ISMB: Indian Standard Medium Weight Beam, ISJB: Indian Standard Junior Beams, ISLB: Indian Standard Light Weight Beams, and ISWB: Indian Standard Wide Flange Beams. Grinzile sunt desemnate conform referinței prescurtate respective, urmată de adâncimea secțiunii, cum ar fi, de exemplu,MORMÂNTUL 450, unde 450 este adâncimea secțiunii în milimetri (mm). Dimensiunile acestor grinzi sunt clasificate conform IS:808 (conformBIS).^{[este necesară citarea]}

• ÎnMarea Britanie, aceste secțiuni din oțel sunt specificate în mod obișnuit cu un cod format din dimensiunea majoră (de obicei adâncimea)-x-dimensiunea minoră-x-masa pe metru-terminație cu tipul secțiunii, toate măsurătorile fiind metrice. Prin urmare, un 152x152x23UC ar fi o secțiune de coloană (UC = coloană universală) de aproximativ 152 mm (6,0 in) adâncime 152 mm lățime și cântărind 23 kg / m (46 lb / yd) de lungime.^[9]

• ÎnAustralia, aceste secțiuni din oțel sunt denumite în mod obișnuit grinzi universale (UB) sau coloane (UC). Denumirea pentru fiecare este dată ca înălțimea aproximativă a fasciculului, tipul (fascicul sau coloană) și apoi viteza de unitate de metru (de exemplu, un 460UB67.1 este un fascicul universal de aproximativ 460 mm (18,1 in) adâncime care cântărește 67,1 kg/m (135 lb/yd)).^[5]

Fascicule celulare 

Fascicule celularesunt versiunea moderna a traditionalului "grindă castelată" ceea ce duce la o grindă cu aproximativ 40-60% mai adâncă decât secțiunea părinte. Adâncimea exactă finită, diametrul celulei și spațierea celulelor sunt flexibile. Un fascicul celular este de până la 1,5 ori mai puternic decât secțiunea părinte și, prin urmare, este utilizat pentru a crea construcții eficiente de mare deschidere.^[10]