Burðarþol burðar er í nær öllum tilvikum takmarkað af útsveigju þrýsta beltsins. Þetta kemur fyrst fram þegar markaflæði hefur náðst eftir að spenna hefur jafnast út um allt þrýsta börðinn. Aðeins með öflugum hliðartengdum stoðum er hægt að hækka þolaða jaðarspennu upp á svæði styrkingar byggingarstálsins. Við mat á burðarþoli verður að taka tillit til raunverulegrar spennudreifingar. Með þeirri forsendu að spennan dreifist línulega væri burðarþolið vanmetið. Einkenni óstöðugleika þarf einkum að kanna.
Frádráttur gata í bitum sem eru hlaðnir í beygju
Á tognum hlið burðarins verkar veiklun þversniðsins eins og hjá togstöngum (rofnun togsvæðis eftir veikluðu þversniði). Um frávik göt í þessu samhengi gilda sömu reglur og fyrir togstöng.
Þar sem götin, sem eru fyllt með hnoðnöglum, á þrýstnu hlið burðarins hafa mjög lítil áhrif á spennu- og aflögunardreyfingu, og burðargetan er að mestu takmörkuð af hliðarhlykkun þrýsts vængs, hefur stærð veiklunar þversniðsins hjá burðum með samhverf þversnið ekki teljandi áhrif á burðarþungann. Því hefur F. Hartmann þegar vakið spurninguna um hvort yfirleitt sé nauðsynlegt að taka tillit til veiklunar vegna gata hjá samhverfum burðum. Hjá ósamhverfum þversniðum (þrýstna hliðin sterkari) getur frádregning gata á togspenntu hlið burðarins orðið ráðandi fyrir burðargetuna. Við oft endurtekið álag hafa götin veruleg áhrif, jafnvel þegar þau liggja í talsverðri fjarlægð frá jaðartrefjum.
Í dag eru brúttó- og nettóþversnið notuð við útreikning á burðarþoli þversniðs í beygju (auk annarra ráðandi brotgerða). Brot eftir brúttóþversniði á sér stað í þeim hluta þversniðsins sem er ekki veiktur af götum. Brot eftir nettóþversniði á sér stað eftir þversniði sem er veikt af götum, og það svæði sem tekið er tillit til er brúttóflatarmál að frádregnu flatarmáli allra opa.
Hnoð í hálsi og í höfði
Við beygju koma, auk normalspenna, einnig fram klippiálög sem hjá burðarvirkjum með samsíða flönsum eru í réttu hlutfalli við þverkraftinn Q. Í samsettum sniðum taka hnoð sem tengja saman einstaka valsaða prófíla við klippiálögin á snertifletinum milli þeirra. Dreifing klippikraftanna T í sniðinu er fleygbogalaga, en í flönsunum nánast línuleg. Hjá burðarvirkjum með þungum flönsum er T í sniðinu lítillega frábrugðið meðalgildinu Tm, sem er oft nægilegt fyrir fyrstu mat.
Mynd 1
Nitar í höfðinu (mynd 1b) eiga saman að taka við krafti tengisins TK < TH. Krafturinn í tenginu milli einstakra beltisspjalda er enn minni og dreifist í tilvikinu á mynd 1c á fleiri nita.
Framlenging burðarins
Langlenging lóðrétts plötuhluta er nauðsynleg þegar hæð plötunnar er meiri en sú plötubreidd sem er tiltæk. Hún getur einnig verið nauðsynleg með tilliti til framleiðslu og flutnings. Skástrengir og hnoð í langlengingu burðarþáttar verða að taka á móti sama krafti TL og ósamskeytt plata hefði í langskeytinu. Þar sem veiking vegna gata í skástrengnum er sú sama og í lóðréttu plötunni, verður þykkt skástrengsins að vera meiri en eða jöfn þykkt strengsins.
Sl. 2 - Lengdarframlenging lóðrétts plötujárns
Þverenda sambandi undir beygjuálagi má á ýmsa vegu hylja með festingum. Sl. 3 sýnir fleiri möguleika verkstæðissambands, þar sem aðeins lóðrétti platan er framlengd. Ef festingarnar eru aðeins milli flanshornanna (sl. 3a), verða eftir óhuldar rendur af lóðréttu plötunni undir flanshornunum. Þá eru hornin og hnoðarnir á svæði lóðréttu plötunnar í samskeytunum verulega meira álagðir, og því ber að takmarka þessa gerð samskeyta við minna mikilvægar tengingar með litlum kröftum. Alltaf skal leggja áherslu á að samskeytið sé algerlega hulið. Sérstakar festingar á lóðréttum örmum hornanna taka við lengdarspennum þessarar ræmu, en taka aðeins lítið þátt í því að taka við þverkrafti. Viss úrbót í því felst í sl. 3c. Við mikla krafta skal stefna að festingum yfir alla hæð lóðréttu plötunnar (sl. 3d), sem gerir ráð fyrir að flanshornin séu rofin. Festingarnar fá þykkt hornsarmsins, og við mikla þykkt hornanna eru notaðir jöfnunarpúðar til að spara óþarfa þykkt festingarinnar.
Mynd 3 - Þverskeyti (verkstæðis-) lóðrétts plötuefnis
Skil veggplötu undir álagi þverkrafts: Burðareiningin er á stað skilsins aðeins hlaðin með Q (M = 0). Fyrir skeyti með jöfnum naglabilum (mynd 4) þarf að gera ráð fyrir að kraftarnir í nöglunum NiQ samsvari að mestu leyti viðeigandi flatarmáli e*t samskeytisins, þ.e. að kraftarnir í nöglunum dreifist eins og skerspennur eftir hæð burðareiningarinnar, NiQ = e*t*τi = e*Ti. Við stærðarákvörðun er þó reiknað með jöfnri dreifingu á allar n naglana NiQ = Q/n.
Mynd 4 - Framhald lóðrétts plötublaðs með dreifingu þverafls
Sl. 5 sýnir verkstæðissamskeyti lóðrétta plötunnar (styrktar hornjárnir og lamellur eru framlengdar á öðrum stað).
Mynd 5
Beygja með áskrafti: Burðarþættir sem eru jafnframt álagðir með beygjumómentum og áskröftum eru hannaðir samkvæmt sömu meginreglum og undir þeirri forsendu að spennudreifing sé línuleg. Við fullt frádregið framlag hnoðnagla í báðum flansum eru virkur þverskurður og staða núllínu óháð álagsgerð, þannig að hægt er einfaldlega að leggja saman spennur frá M og N. Álag á hnoðnagla í framhaldi fæst með yfirlagningu krafta úr hlutaálögum M, resp. N.
Burðarstuðningur og tenging burðarstangar
Hér verður aðeins fjallað um algengustu lausnina af hinum fjölmörgu. Við matið þarf alltaf að hafa í huga viðbótaröfl sem fást vegna frávika frá meira eða minna hugsjónuðum útreikningum á burðarþoli.
Einföld hvíld eins burðarefnis á efri belti annars byggingarhlutar kemur til álita þegar mikil byggingarhæð er til ráðstöfunar. Venjulega er um að ræða stífa tengingu með hnoðum eða boltum. Á mynd 6 er sýnd venjuleg hvíld samfelldra I-sperra í húsbyggingum, sem jafnframt forðast borun í mjóum I-fótum. Burðarvirki þarf í viðkomandi tilviki að tryggja gegn veltu sem og gegn þverkröftum (sjá mynd 7 og 8). Í brúarsmíði eru burðarvirki oft pöruð saman (sjá mynd 9); óhreyfanleg hvíld langburs á þverbur (sjá mynd 10). Burðarvirki þarf við meiri stuðningskrafta að stífga með þéttum hornjárnum eða soðnum sniðum (sjá mynd 8 til 10). Hjá samsettum burðarvirkjum skal leiða álagið inn í vaflinn.
Mynd. 6 - Festing sperranna
Mynd. 7 og 8
Mynd 9 og 10
Tengingin við strenginn: Á myndum 11 og 12 eru sýndar tengingar I-bita, sem notaðar eru í byggingariðnaði sem venjulegar tengingar. Útskurðurinn fær mikið ávölun, til að forðast sprungumyndun í streng bitans. Teigjanleg klemma við strengtengingu leiðir til nokkurrar aukningar á burðargetu. Lýstar aflögun er þó skaðlaus við aðallega kyrrstæða álagningu, eins og t.d. hjá eldri brúm.
Sl. 11. - Venjulegar tengingar I-bita með hornréttu endaskurði
Mynd 12 - Venjulegar tengingar með skornum endum I-bita
Stífar beygjutengingar eru framkvæmdar þegar þörf er á tengingu án hornbreytingar (samfelldir burðarbitar, stífir hornramma) eða þegar hætta er á broti vegna þreytu við breytilegt álag, einkum hjá járnbrautarbrúm. Nota má lamellur til samfellu, tengingar stífar í beygju. stífar beygjuhorn, horn ramma.
- Samfelluþynnur – Ef tengja þarf burðarþætti sem liggja í sama plani, eru báðir efri strengirnir tengdir með þynnu eða samfelluíhlut. Þannig eru hnoð naglar tengisins leystir undan togkröftum og miklar aflögunarr eru forðaðar.
Sl. 13 - Tenging með lamellu til samfellu
Mynd 14 - Tenging langbita a) brúar á hraðbraut; b) járnbrautarbrúar
- Stífar beygjutengingar – Slíka tengingargerð finnum við við heil burðarútstig fyrir gangstéttir í vegabrúm. Við minni sveigjum er lóðrétti plötuhlutinn aðeins tengdur tvíhliða milli hornjárna sem stífga aðalbitann. Yfirfærðu sveigjan dreifist um stífginguna yfir alla hæð aðalbitans, þ.e. hann er leiddur inn í belti hans sem kraftapar.
Mynd 15 og 16
- Horn sem eru stíf gegn beygju – Horn sem eru stíf gegn beygju milli súlna og undirbita í byggingariðnaði skal hanna þannig að hornið breytist ekki og að engin staðbundin umframspenna komi fram. Áreiðanlegar tengingar í hornum verða t.d. samkvæmt mynd 16 þegar vængplötur eru notaðar eða samkvæmt mynd 100 þegar innspennumómentið í beltum súlunnar er tekið upp sem kraftapar.
- Horn ramma – Á marghyrndum römmum má útbúa samskeyti í brotpunktinum ef hornmunurinn er lítill; samsettar stengur eru huldar með bindum eins og spennu- og þrýstistengur. Snúningskraftarnir safnast á brotstaðinn og verða að vera teknir upp af stífunum. Á mynd 101 skal taka eftir muninum á huldun samskeytisins og stífuninni, eftir stefnu beygjumomentsins og afleiddra krafta. Við mikla krafta og umtalsverðan hornmismun er þess gætt að samskeytið lendi ekki í mjög sveigðum hluta rammans. Samskeyti við horn rammans gera kleift betra byggingarlag og auðvelda framleiðslu. Dæmi um hnoðuð alhliða samskeyti sitt hvoru megin við brotpunktinn eru sýnd á mynd 102a og mynd 102b, þar sem hornið samanstendur af soðnum hluta. Á mynd 103 er sýnd beygjustíf tenging stoðar rammans við samfelldan þverslá.
Mynd. 17a
Mynd 17b
Hallandi tengingar: Í tengingunum sem hingað til hafa verið skoðaðar stóðu rifin hvert öðru hornrétt. Ef hornið er hins vegar ekki rétt, þá eru hornjárnin (mynd 18) snúin, og við mjög hvöss horn eru notaðar fleyglaga undirlagningar. Nota skal samhangandi bönd og stuðningshluta í viðkomandi tilfelli eins og við réttar tengingar. Beygðar tengiplötur (mynd 19) eru tengdar með mikilli hliðrun og verulegum viðbótaröflum. Gerð hallandi tenginga auðveldist þegar soðnar tengiplötur eru notaðar (mynd 20).
Mynd. 18
Mynd. 19
Mynd 20