Vacib peşəkar qeyd: Bu, cari dizayn spesifikasiyası, statik hesablama, yükləmə qabiliyyətinin sübutu və ya istehsal və montaj təlimatları deyil, arxiv tədris mətnidir. Polad konstruksiyaların layihələndirilməsi səlahiyyətli layihəçinin məsuliyyəti ilə qüvvədə olan qaydalara və standartlara uyğun olaraq faktiki hərəkətləri, birləşmələri, dayanıqlığı, yorğunluğu, yanğını, korroziyanı və bütün digər müvafiq şərtləri əhatə etməlidir.
Polad konstruksiyaların dizaynı və tikintisi Savo Kusić-in hazırkı ictimai təklifinin bir hissəsi deyil. Bugünkü istehsal fokusunu taxta pəncərələr, taxta-alüminium pəncərələr və xüsusi qapılar təşkil edir.
Polad konstruksiyaların ümumi bir xüsusiyyəti var ki, onlar əsasən isti haddelenmiş poladdan ibarətdir. Birləşmə pərçimlər, vintlər və ya qaynaq istifadə edərək həyata keçirilir. Buraya körpülər, binalar, sənaye və dağ-mədən sənayesi, hidrotexniki qurğular, sütunlar, qüllələr, çənlər, daha geniş mənada və kranlar, gəmiqayırma, qazanlar və s. üçün polad konstruksiyalar daxildir. Aşağıdakı təqdimatların diqqəti əsas anlayışların işlənməsidir.
Materiallar
The main construction material of steel constructions are rolled profiles from construction quality steel S235, S275, S355, S420, S450. Standartdan asılı olaraq, bir neçə müxtəlif növ tikinti poladı var, burada təsnifatdakı nömrə adətən poladın dartılma gücünü göstərir. Bir neçə hərf simvolu var, burada S konstruktiv polad deməkdir. Ən çox istifadə edilən formalar S, B (beton poladlar, armatur) və Y (öncədən gərginləşdirici polad).
Polad haddelenmiş dayaqlar
Polad profilli dayaqların geniş çeşidi var və hər birinin öz məqsədi, üstünlükləri və mənfi cəhətləri var.
- U profilləri
- Dar ayaqları olan I-profillər (IPE, IPN)
- Geniş ayaqlı I-profillər (HEA, HEB, HEM, HD)
- İçi boş profillər/qutular (dəyirmi, kvadrat, düzbucaqlı)
- Vərəqlər
- Soyuq formada hazırlanmış məhsullar (düz bir zolağın soyuq yuvarlanması və düz bir zolağın bükülməsi ilə əldə edilir)
Bu profillərin hər biri forma, ölçülər, məqsəd və s. görə fərqlənir. Məsələn, ölçüləri ilə fərqlənən 20-dan çox müxtəlif IPN profilləri var; daha böyük profillər bükülməyə (əyilmə və yanal-burulmaya), əyilmələrə və s. daha yaxşı dayana bilir.
Gərginlik artdıqda məhsuldarlıq nöqtəsinə çatmalarına, təhlilin plastik və ya elastik olmasına, birinci sinfin ən yaxşı və dördüncünün ən pis olduğu en kəsitin yük qabiliyyətinin nə qədər olması və s.-dən asılı olaraq dörd sinif polad var. Poladın strukturu və möhkəmliyi haqqında daha ətraflı burada oxuya bilərsiniz.
Sabit yükdə gərginliyin bərabərləşdirilməsi və daşıma qabiliyyəti
Daşıma qabiliyyəti. Polad konstruksiyaların ölçüləri elə müəyyən edilir ki, əhəmiyyətli daimi deformasiyalar istisna edilsin. Ən yüksək müqayisəli gərginlik məhsuldarlıq nöqtəsinə çatdıqda, daşıma qabiliyyəti bir çox hallarda heç bir şəkildə tükənmir - sonra deformasiyalar gərginliklərdən daha sürətli böyüyür. Struktur polad üçün, ümumi gərginlik şərtləri üçün Hooke qanununun həddi kimi məhsuldarlıq ilə eyni asılılıq qəbul edilə bilər. Hər yerdə bərabər olan homogen gərginlik vəziyyətlərində, mütənasiblik həddini aşdıqda heç bir dəyişiklik baş vermir, yalnız ümumi deformasiyalar gərginlikdən daha sürətli böyüyür.
Əyilmə zamanı gərginliyin bərabərləşdirilməsi. Şüanın əyilməsi zamanı kənar gərginliyi σ=M/W mütənasiblik həddini keçməyincə Navier fərziyyəsinə əsasən düzxətli gərginlik paylanması tətbiq edilir. Uzununa genişlənmələr ε = ε(σ). Bu, ən azı kiçik döngələr üçün doğrudur. Mütənasiblik gərginliyindən yüksək olan gərginliklər yalnız genişlənmələrdən ε daha yavaş böyüyə bilər. Şek. 1, verilmiş əməliyyat diaqramı və kənar genişlənməsinin müxtəlif dəyərləri üçün əyilmə gərginliyinin paylanmasını göstərir. Mütənasiblik sahəsi (bütün gərginlik xətlərində dairə ilə işarələnmişdir) buna görə də kənarın genişlənməsinin artması ilə daha kiçik və kiçik olur. Kənar gərginliyi əvvəlcə σF ilə məhdudlaşdırılır. Yalnız çox əhəmiyyətli deformasiyalardan sonra maksimum gərginlik σF-dən yuxarı qalxır, beləliklə konstruksiya polad armaturunun təsiri görünən olur (hal 5).
Şək. 1 - Bükülmə gərginliyinin bərabərləşdirilməsi
Gərginlik zirvələrinin bərabərləşdirilməsi. Bir dartılmış qazılmış çubuqda çuxurun ortasından keçən kəsik üzrə uzununa gərginliklərin paylanması təxminən xəttə uyğundur.2şək.2. Gərginlik pik σmax d/b nisbətindən asılıdır. Əsasən σmax = ətrafındadır2-3σm, burada σm = S/FM FM-də çuxur tərəfindən zəiflədilmiş bölmədə dartılma gərginliyinin orta qiymətini bildirir. Sl.2gərginlik vəziyyəti P-həddini keçənə qədər etibarlıdır. Daha yüksək yüklərdə, müəyyən bir genişlənməyə nail olmaq üçün, düz xətt qanununa uyğun olaraq, yalnız çuxur yaxınlığında daha aşağı gərginliklər lazımdır. Ən çox vurğulanan nöqtələrdə gərginliklər daha sonra S ilə mütənasib olaraq deyil, daha yavaş artacaq. Sərhəddə bütün bölmə üzrə əldə ediləcək2-2uzununa gərginliklərin təxminən vahid paylanması σm = σf. Kəsmə və eninə gərginliklər nəzərə alınmadı. Çubuqda S qüvvəsinin ləng artması zamanı gərginliyin bərabərləşməsinin baş verməsi sübut edir ki, statik yükün təsiri altında polad konstruksiyalar üçün adi metod özünü doğruldur, ölçüləndirmə zamanı gərginlik zirvələrini nəzərə almamaq və yalnız zəifləmiş Fm kəsiyində orta gərginlik σm=S/Fm-ni icazə verilən dəyərlə müqayisə etmək.
Sl.2
Yük tutumuna görə ölçü proseduru
Yük artdıqca bölmədə gərginliyin bərabərləşməsi baş verir. Bunu edərkən, gərginliklər bölmənin ən çox gərginlikli hissələrindən daha az gərginliyə doğru yenidən qruplaşdırılır. Nə qədər ki, deformasiyalar o qədər böyük deyil ki, tarazlıq şərtləri təyin edilərkən nəzərə alınsın, bu proses statik müəyyən edilmiş strukturlarla S, M və s. təsirinin miqyasında heç nəyi dəyişə bilməz.
Davamlı və çərçivə dayaqları: Hooke qanununun fərziyyəsinə əsasən, sabit kəsişmənin bir davamlı dəstəyi üçün alınır (Şəkil 2).3) a altında göstərilən moment xətti. Bükülmə gərginlikləri əyilmə momentləri M ilə mütənasibdir. Hər iki yük bərabər şəkildə artarsa, ilk olaraq orta dayaq B-də P-həddini aşacaq. Daşıyıcı həddi sahədə də MDF-nin məhdudlaşdırıcı momentinə çatdıqda əldə edilir. Konsentrasiya edilmiş qüvvə ilə sabit simmetrik kəsiklərin hər iki tərəfinə sıxılmış bir şüa vəziyyətində (şək.4) anı bərabərləşdirmə əvvəldən mövcuddur. P-həddini aşdıqda, an paylanmasında heç bir dəyişiklik olmur. Əksinə, bərabər paylanmış yük vəziyyətində (Şəkil 2).5) anların bərabərləşdirilməsi çimdik anının azalmasına səbəb olur -2/3 Mhaqqında -1/2 Mo.
Sl.4
Sl.3və s.5, müvafiq olaraq: əyilmə momentləri: a) qüvvənin yenidən qruplaşdırılmasından əvvəl, b) məhdudiyyət vəziyyəti; a) əvvəl, b) impulsu bərabərləşdirdikdən sonra
Şəbəkə konstruksiyaları: daxili statik olaraq qeyri-müəyyən trusslarla, çərçivə konstruksiyalarında olduğu kimi oxşar asılılıqlar var. Yükgötürmə qabiliyyətini qiymətləndirərkən birinci yaxınlaşmada əyilmə zamanı sərt olan qovşaqlara aid olan ikinci dərəcəli gərginlikləri nəzərə almamaq olar. Plastikləşdirilmiş bölmələr oynaqlara bənzər şəkildə hərəkət edir, beləliklə, tirin hələ də daşıya biləcəyi son yük altında statik təsiri qovşaqlarda birləşmələri olan ideal bir trussa daha yaxındır. Tez-tez təkrarlanan yüklərə malik olan konstruksiyalarda, yorğunluq dayanıqlılığı hadisələrinin nəzərə alınmalı olduğu halda, ölçmə zamanı qüvvələrin bərabərləşdirilməsinin nəzərə alınmasına qarşı əhəmiyyətli şübhələr var. Əksinə, dayaqların yerdəyişməsinin təsiri haqqında nəticə çıxarmaq praktiki əhəmiyyət kəsb edir. Ayrı-ayrı konstruktiv elementlərin iş gücü ümumi deformasiyaların ölçüsündən deyil, yalnız gərginlik həddindən asılı olduğundan, dayaqların yerdəyişmələri daşıma qabiliyyətinə heç bir təsir göstərmir.
Alternativ yük: sabit yük vəziyyətinə dair fərziyyə nadir hallarda həyata keçirilir. Körpü kəmərləri ilə dəyişən yük vəziyyətləri var. Sadələşdirən ayrı-ayrı struktur elementlərində qüvvələr və gərginliyin paylanması ilə bağlı fərziyyələr polad konstruksiyalarla praktiki işdə ümumidir, əvvəlkinə görə, adi şəraitdə əsaslandırılır. Bu, xüsusilə yerli gərginlik zirvələrinə laqeyd yanaşmaq üçün doğrudur. (Dinamik) yorğunluq yükü altında yükləmə qabiliyyətinə görə ölçü metodunun tətbiqi tövsiyə edilə bilməz. Beləliklə, yükgötürmə qabiliyyətinə görə ölçülərin ölçülməsi proseduru əsasən statik yüklərə, xüsusən də tikinti sənayesindəki konstruksiyalara aiddir. Yorğunluğun görünüşünə diqqət yetirilməli olan digər hallarda, əhəmiyyətli deformasiyalar istisna edilməli və elastiklik nəzəriyyəsi əsas götürülməlidir. Bunu edərkən, məhsuldarlıq nöqtəsindən kifayət qədər böyük bir məsafəyə səy göstərmək lazımdır. Bundan sonra konstruksiya poladının möhkəmliyi bəzi əlavə təhlükəsizlik təmin edir.
Alternativ stress
Soyuqda uzanma və yaşlanma: Şek. 6 dəyişən dartılma və sıxılma gərginliyinə məruz qalan dəyirmi çubuğun gərginlik-genişləmə xətti tətbiq olundu. Fərdi yükləmə prosesləri onların sırasına uyğun olaraq nömrələrlə qeyd olunur. Boşaltma zamanı geri qayıdan elastik dilatasiyalar da gərginliyə mütənasib olaraq böyük uzanmalardan sonra baş verir. Gərginlik işarəsini dəyişdirərkən, P-limiti demək olar ki, tamamilə yox olur. Buna görə də, soyuq vəziyyətdə çəkilmiş tikinti poladının elastik xüsusiyyətləri orijinal dəyərlərlə uyğun gəlmir. Əvvəlki emaldan asılı olaraq kifayət qədər əhəmiyyətli fərqlər göstərilə bilər.
Şek. 6
Bununla yanaşı daha çox qocalma əlamətləri gəlir. Bu terminə xassələrdə xarici təsir olmadan zamanla baş verən bütün dəyişikliklər daxildir. Soyuq gərmə ilə qalıcı deformasiyadan sonra dartılma qocalması müşahidə oluna bilər. Daimi uzanan sınaq nümunələri otaq temperaturunda bir müddət yüksüz saxlanılarsa, dartılma gücü və daha az dərəcədə qopma gücü orijinal dəyərdən yuxarı qalxır, qırılma zamanı uzanma isə azalır (Şəkil 7). Yaşlanma prosesi günlərlə davam edir, lakin struktur polad təxminən 300 oC-ə qədər qızdırılırsa, bir neçə saat və ya bir neçə dəqiqəyə qədər azalır. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, uzanan qocalma dartılma ilə eyni vaxtda baş verir, əgər bu tempdə baş verərsə. 200 – 400 oC, yəni mavi parıltı sahəsində.
Şek. 7 - a) ikiqat yüklənmiş çubuğun genişlənmə xətti; b) soyuq vəziyyətdə uzanan çubuğun genişlənmə xətti
Sonrakı hərəkət və histerezis: Tamamilə elastik materialda gərginlik və deformasiya vəziyyəti arasında birmənalı qarşılıqlı asılılıq var ki, müəyyən gərginliklər həmişə eyni deformasiyalara uyğun olsun və əksinə. Verilən elastiklik qanunu ilə deformasiyalar yükün tətbiq olunduğu vaxtdan, həmçinin yükün tətbiq olunduğu yoldan asılı deyil. Sırf elastik davranışdan kənarlaşmalar iki dərəcə yaxınlaşma ilə təsvir edilə bilər: elastik bölgədə kiçik sapmalar var; birinci yaxınlaşmada onları nəzərə almamaq olar. Onlar dəqiq ölçmələrlə, xüsusən də gərginliyi elastik həddə yaxından müqayisə edərkən müəyyən edilə bilər. Məhz, dilatasiya yalnız gərginliyin bir funksiyası deyil, qapalı bir yük dövrü və eyni gərginliklə, boşaltma zamanı yükləmə zamanı olduğundan həmişə bir qədər kiçikdir. Tam elastiklikdən sapma, yəni. eyni gərginliklərdə müvafiq genişlənmələr arasındakı fərq elastik histerezis adlanır. Yük dövrü daha tez-tez təkrarlanırsa, bu, çox yüksək olmayan gərginliklərdə əldə edilir - histerezis və ya amortizasiyanın qapalı döngəsi. Sl. 8 müxtəlif AC yük dəyərləri üçün sönümləmə dövrələrini göstərir. Döngələrin eni gərginliyin hündürlüyü ilə güclü şəkildə artır. Döngənin sahəsi hər dövrədə itirilən və istiliyə çevrilən deformasiya işinə mütənasibdir. Həmçinin, deformasiyalar yalnız gərginliyin hündürlüyünə görə deyil, həm də zamana görə dəyişkəndir, sürət və yükləmə üsulundan asılıdır. Deformasiyanın zamandan asılı olan hissəsinə sonrakı effekt deyilir. Histerezis və sonrakı təsir eyni vaxtda baş verir. Bir qayda olaraq, otaq temperaturunda polad konstruksiyalarda baş verən tikinti polad növləri üçün praktik əhəmiyyət kəsb etmirlər.
Sl. 8
Tətbiq Qeydi: Mətndəki tarixi material təyinatları, fərziyyələr, diaqramlar və prosedurlar mövcud standartları, məhsulun spesifik xüsusiyyətlərini, hesablama modelini və ümumi konstruksiyanın ekspert yoxlanışını əvəz etmək üçün istifadə edilməməlidir.