Die dravermoë van ’n draer word in bykans alle gevalle beperk deur uitknik van die saamgedrukte vleuel. Dit kom eers voor wanneer die vloeigrens bereik is nadat die spanning oral in die saamgedrukte vleuel gelyk geword het. Slegs met sterk systeunings kan die toelaatbare randspanning verhoog word tot in die gebied van die versterking van konstruksie staal. By die beoordeling van die dravermoë moet die werklike spanningsverdeling in ag geneem word. Met die aanname van ’n reglynige spanningsverdeling sou die dravermoë onderskat word. Verskynsels van labiliteit moet veral ondersoek word.
Aftrekking van gate in draers wat op buiging belas word
Aan die trekspanningkant van die draer werk ’n verzwakking van die deursnee soos by trekstawe (skeuring van die trekflens oor die verswakte deursnee). Vir die uitspaar van gate in dié verband geld dieselfde reëls as vir ’n trekstaaf.
Aangesien gate wat met klinknaels gevul is aan die drukkant van die draer baie min invloed het op die spanning- en vervormingsverdeling, en die dravermoë meestal beperk word deur laterale uitknik van die drukkende gordel, beïnvloed die grootte van die verswakking van die deursnee by draers met simmetriese deursnitte nie die dra-las beduidend nie. Daarom het F. Hartmann reeds die vraag gestel of dit by simmetriese draers enigsins nodig is om die verswakking deur gate in berekening te bring. By asimmetriese deursnitte (drukkant sterker) kan die aftrekking van gate aan die trekzijde van die draer bepalend vir die dravermoë word. Onder dikwels herhaalde belasting het gate ’n beduidende invloed, selfs wanneer hulle op ’n groter afstand van die randvesels lê.
Vandag word bruto en netto deursnee gebruik in die berekening van die dravermoë van ’n deursnee in buiging (benewens ander relevante vorme van breuk). Breuk by die bruto deursnee vind plaas op die deel van die deursnee wat nie deur gate verswak is nie. Breuk by die netto deursnee vind plaas langs die deursnee wat deur gate verswak is, en die in aanmerking geneemde oppervlak is die bruto oppervlak verminder met die oppervlak van al die openinge.
Klinknaels in die nek en in die kop
By buiging, benewens normale spannings, ontstaan ook skuifspannings wat by draers met parallelle flense eweredig is aan die dwarskrag Q. By saamgestelde dwarsdoorsnitte neem die klinknaels wat die afsonderlike gewalste profiele verbind, die skuifspannings in die kontakvlakke tussen hulle op. Die verdeling van die skuifkragte T in die web is parabolies, in die flense byna reglynig. By draers met swaar flense verskil T in die web min van die gemiddelde waarde Tm, wat dikwels voldoende is vir ’n eerste beoordeling.
Figuur 1
Die klinknaels in die kop (fig. 1b) moet saam die krag van die pen TK < TH dra. Die penkrag tussen die afsonderlike gordellamelle is nog kleiner en word vir die geval op fig. 1c oor ’n groter aantal klinknaels verdeel.
Voortsetting van die draer
Lengteverlenging van die vertikale plaat is nodig wanneer die hoogte van die plaat groter is as die breedte van die plaatmateriaal wat beskikbaar is. Dit kan ook nodig wees met die oog op vervaardiging en vervoer. Die stywe bande en klinknaels in die lengteverlenging van ’n draer moet dieselfde krag TL opneem as wat ’n ononderbroke plaat in die lengtespanning sou hê. Aangesien die verswakking deur gate in die stywe band dieselfde is as in die vertikale plaat, moet die dikte van die stywe band groter as of gelyk aan die dikte van die rib wees.
Sl. 2 - Lengteverlenging van die vertikale plaat
Dwarsvoeg onder buigbelasting kan op verskeie maniere met bindstroke bedek word. Fig. 3 toon verskeie moontlikhede van ’n werkswinkelvoeg, waarin slegs die vertikale plaat voortgesit is. As die bindstroke net tussen die gordelhoeke is (fig. 3a), bly stroke van die vertikale plaat onbedek onder die gordelhoeke. Dan word die hoeke en klinknaels in die gebied van die vertikale plaatvoeg aansienlik meer belas, daarom moet hierdie soort voeë beperk word tot minder belangrike verbindings met klein kragte. ’n Volledig bedekte voeg moet altyd voorkeur geniet. Die spesiale bindstroke op die vertikale bene van die hoeke neem die lengtespannings van hierdie strook op, maar neem slegs in geringe mate deel aan die opname van die dwarskrag. ’n Sekere verbetering hierin bring fig. 3c. By groot kragte moet daar gestreef word na bindstroke oor die hele hoogte van die vertikale plaat (fig. 3d), wat veronderstel dat die gordelhoeke onderbreek moet word. Die bindstroke kry die dikte van die hoekbeen; by groot hoekdiktes word gelykmaakspacers gebruik om op onnodige bindstrookdiktes te bespaar.
Fig. 3 - Dwarsverbinding (werkswinkel) van die vertikale plaat
Verbinding van die vertikale plaat onder belasting deur dwarskrag: Die draer is by die aansluiting slegs belas met Q (M = 0). Vir ’n verbinding met gelyke klinknaelspasiëring (fig. 4) moet aanvaar word dat die kragte in die klinknaels NiQ ongeveer ooreenstem met die ooreenstemmende element van die oppervlak e*t van die aansluitingsverbinding, d.w.s. dat die kragte in die klinknaels net soos die skuifspannings oor die hoogte van die draer versprei is, NiQ = e*t*τi = e*Ti. Tog word daar by die dimensionering met ’n eweredige verdeling oor al n klinknaels gereken NiQ = Q/n.
Fig. 4 - Verlenging van die vertikale plaat met verdeling van die dwarskrag
Fig. 5 toon die werkwinkel_ verbinding van die vertikale plaat (die versterkingshoeke en latte is op ’n ander plek voortgesit).
Fig. 5
Buiging met normaalkrag: Draers wat terselfdertyd aan buigmomente en normaalkragte blootgestel is, word volgens dieselfde beginsels en onder die aanname van ’n reglynige spanningsverdeling gedimensioneer. By volle aftrekking van die klinknaels in albei flense, hang die nuttige deursnee en die posisie van die neutrale lyn nie van die belastingsgeval af nie, sodat die spannings van M en N eenvoudig bymekaargetel kan word. Die belasting van die klinknaels in die vervolg word verkry deur superposisie van die kragte uit die gedeeltelike belastingsgevalle M, respektiewelik N.
Steun en aansluiting van die draer
Hier sal slegs die mees algemene van die talle oplossings bespreek word. By beoordeling moet daar altyd gedink word aan bykomende kragte wat verkry word uit afwykings van meer of minder geïdealiseerde sterkteberekenings.
Eenvoudige oplegging van een draer op die boonste gordel van ’n ander bou-element kom in aanmerking wanneer daar ’n groot bouhoogte beskikbaar is. Die normale geval is ’n vaste verbinding met klinknaels of boute. Op fig. 6 word die normale ondersteuning van deurlopende I-gordinge in die boubedryf getoon, wat ook boorwerk in smal I-webbe vermy. Die draers moet in die gegewe geval teen omkanteling sowel as teen dwarskragte beveilig word (fig. 7 en 8). In brugbou word draers dikwels gepaard (fig. 9); vaste ondersteuning van ’n lengtedraer op ’n dwarsdraer (fig. 10). By groter oplegkragte moet die draers verstyf word met ingepaste hoekysters of vasgelaste profiele (fig. 8 tot 10). By saamgestelde draers moet die las in die rib ingelei word.
Fig. 6 - Bevestiging van gordinge
Fig. 7 en 8
Fig. 9 en 10
Ribverbinding: Op fig. 11 en 12 word I-balkverbindings getoon wat in die boubedryf as gewone verbindings gebruik word. Die uitsny kry ’n groot afronding om die skeuring van die balkrib te vermy. Die elastiese inklemming van die ribverbinding bring ’n sekere verhoging in draagvermoë mee. Die beskryfde vervormings is weliswaar onskadelik by oorwegend stil belasting, soos byvoorbeeld by ouer brûe.
Fig. 11. - Normale aansluitings van I-balke met ’n loodregte einddoorsnee
Fig. 12 - Normale aansluitings met afgesnyde punte van I-balk
Torsiestewwe verbindings word toegepas wanneer ’n verbinding sonder hoekverandering nodig is (deurlopende draers, stewige raamhoeke) of wanneer daar gevaar van moegheidsbreuk onder wisselende belasting bestaan, veral by spoorwegbrûe. Lamelle vir kontinuïteit, torsiestewwe aansluitings, torsiestewwe hoeke, raamhoeke kan gebruik word.
- Kontinuïteitsplate – As draers wat in dieselfde vlak lê verbind moet word, dan word albei boonste bande met ’n plaat of kontinuïteitsbindband saamgevoeg. Só word die klinknaels van die verbinding van trekkragte bevry en groot vervormings vermy.
Fig. 13 - Verbinding met lamel vir kontinuïteit
Fig. 14 - Verbindingspunt van langsdraers a) van ’n brug op ’n snelweg; b) van ’n spoorbrug
- Stewige skarnierverbindings in buiging – Hierdie soort verbinding kom voor by soliede konsoles van voetgangerspaaie op padbrûe. By kleiner momente is hul vertikale plaat slegs tweesydig tussen die hoekstawe vir verstywing van die hoofdraer verbind. Die toegepaste moment word deur die verstywing oor die hele hoogte van die hoofdraer versprei, d.w.s. dit word as ’n kragkoppel in sy flense ingebring.
Fig. 15 en 16
- Hoeke styf teen buiging – Hoeke wat styf teen buiging is tussen kolomme en dwarsbalke in die boubedryf moet so ontwerp word dat die hoek onveranderlik bly en geen plaaslike spanningsoorskryding ontstaan nie. Betroubare verbindings by hoeke ontstaan byvoorbeeld volgens afb. 16 wanneer vlerkplate gebruik word, of volgens afb. 100 wanneer die inklemmingsmoment in die sone van die kolom as ’n kragpaar opgeneem word.
- Hoeke van die raam – By poligonale rame kan die verlenging by die knikpunt gemaak word indien die hoekverskil klein is; die gekoppelde stawe word met bindstukke bedek as getrekte en gedrukte stawe. Draaimomente is gekonsentreer op die knikpunt en moet deur verstewigings opgeneem word. In fig. 101 moet gelet word op die verskil in die bedekking van die verlenging en die verstewiging, afhangend van die rigting van die buigmoment en afbuigkragte. In die geval van groot kragte en ’n aansienlike hoekverskil word vermy dat die verlenging in ’n sterk geboë deel van die raam kom. Verlengings naby die hoeke van die raam laat ’n beter konstruktiewe vorm toe en vergemaklik die vervaardiging. Voorbeelde met geklinkte universele verlengings aan albei kante van die knikpunt word in fig. 102a en fig. 102b gegee, waarin die hoek uit ’n gelaste deel bestaan. In fig. 103 word die buigstewige verbinding van die raamkolom met ’n deurlopende dwarsbalk getoon.
Fig. 17a
Fig. 17b
Skuins aansluitings: By die aansluitings wat tot dusver beskou is, het die ribbes onderling loodreg gestaan. As die hoek egter nie reg is nie, dan word die hoekysterprofiele (fig. 18) oopgedraai; by baie skerp hoeke word wigvormige vulstukke gebruik. Gebruik bindstawe vir kontinuïteit en steunstukke, in die betrokke geval soos by regte aansluitings. Gebuigde aansluitingsplate (fig. 19) is met groot eksentrisiteit en beduidende bykomende kragte verbind. Die vervaardiging van skuins aansluitings word vergemaklik wanneer opgelaste aansluitplaatjies (fig. 20) gebruik word.
Fig. 18
Fig. 19
Fig. 20