Mga sukaranan sa mga istruktura sa asero

Importanteng propesyonal nga pahinumdom: Kini usa ka archival nga pang-edukasyon nga teksto, dili usa ka kasamtangan nga espesipikasyon sa disenyo, static nga kalkulasyon, pamatuod sa kapasidad sa pagkarga o mga instruksiyon sa paggama ug pag-assemble. Ang disenyo sa mga istruktura sa asero kinahanglan nga maglakip sa aktuwal nga mga aksyon, koneksyon, kalig-on, kakapoy, sunog, corrosion ug tanan nga uban pang may kalabutan nga mga kondisyon sumala sa balido nga mga regulasyon ug mga sumbanan, nga adunay responsibilidad sa awtorisado nga tigdesinyo.

Ang disenyo ug pagtukod sa mga istruktura sa asero dili bahin sa kasamtangang tanyag sa publiko sa Savo Kusić. Ang pokus sa produksiyon karon naglangkob sa mga bintana nga kahoy, mga bintana nga kahoy-aluminum ug mga pultahan nga naandan.

Ang mga istruktura sa puthaw adunay komon nga bahin kay kasagaran kini ginama sa init nga linukot nga asero. Ang pagdugtong gihimo gamit ang mga rivet, screw o welding. Naglakip kini sa mga istruktura nga puthaw alang sa mga tulay, mga bilding, industriya ug pagmina, hydraulic engineering, mga haligi, mga tore, mga tangke, sa mas lapad nga diwa ug alang sa mga crane, paghimo sa barko, mga boiler, ug uban pa.

Materyal

Ang nag-unang materyales sa pagtukod sa mga konstruksyon sa asero mao ang mga giligid nga mga profile gikan sa kalidad sa pagtukod nga steel S235, S275, S355, S420, S450. Depende sa sumbanan, adunay daghang lain-laing mga matang sa pagtukod steel, diin ang gidaghanon sa klasipikasyon kasagaran nagpakita sa tensile kusog sa asero. Adunay daghang mga simbolo sa letra, diin sa kini nga kaso ang S nagbarug alang sa istruktura nga asero. Ang kasagarang mga porma nga gigamit mao ang S, B (konkretong asero, reinforcement) ug Y (prestressing steel).

Mga suporta nga giligid sa asero

Adunay usa ka halapad nga mga suporta nga adunay profile nga asero ug ang matag usa adunay kaugalingon nga katuyoan, mga bentaha ug mga disbentaha.

• U-profile
• I-profile nga adunay pig-ot nga mga bitiis (IPE, IPN)
• I-profile nga adunay lapad nga mga bitiis (HEA, HEB, HEM, HD)
• Hollow nga mga profile/kahon (lingin, square, rectangular)
• Mga palid
• Cold-formed nga mga produkto (makuha pinaagi sa cold rolling sa flat strip ug pagtuis sa flat strip)

Ang matag usa niini nga mga profile lahi sa porma, mga dimensyon, katuyoan, ug uban pa. Pananglitan, adunay sobra sa 20 lain-laing mga profile sa IPN, nga lainlain ang mga dimensyon; mas dako nga mga profile mas makasugakod sa buckling (flexural ug lateral-torsional), deflections, ug uban pa.

Adunay upat ka klase sa steel depende kung moabot ba kini sa yield point kung motaas ang stress, plastic ba o elastic ang analysis, unsa ang load capacity sa cross section, ug uban pa diin ang first class mao ang pinakamaayo ug ang ikaupat mao ang pinakagrabe. Dugang pa bahin sa istruktura ug kusog sa asero mabasa dinhi.

Pagbalanse sa boltahe ug kapasidad sa pagdala sa makanunayon nga karga

Bearing capacity. Ang mga sukod sa steel structures gitino aron ang mahinungdanong permanente nga deformation dili iapil. Ang kapasidad sa pagdala, sa laing bahin, sa daghang mga kaso dili mahurot sa bisan unsang paagi kung ang labing kataas nga pagtandi nga kapit-os makaabot sa punto sa ani - unya ang mga deformasyon mas paspas nga motubo kaysa sa mga stress. Alang sa structural steel, ang sama nga pagsalig sama sa kung kanus-a ang abut mahimong makuha ingon nga limitasyon sa balaod ni Hooke alang sa kinatibuk-ang stress states. Sa kaso sa homogenous stress states, nga managsama sa matag dapit, walay mga kausaban nga mahitabo kung ang limitasyon sa proporsyonalidad milapas, gawas nga ang kinatibuk-ang mga deformation motubo nga mas paspas kay sa stress.

Pagkaparehas sa stress sa panahon sa pagduko. Sa kaso sa pagduko sa usa ka sagbayan, ang rectilinear stress distribution sumala sa Navier hypothesis magamit, hangtod ang edge stress σ=M/W dili molapas sa limit sa proportionality. Mga longhitudinal nga pagpalapad ε = ε(σ). Tinuod kini labing menos alang sa gagmay nga mga liko. Ang mga kapit-os nga mas taas kay sa katimbang nga kapit-os mahimo lamang nga motubo nga mas hinay kay sa mga pagpalapad ε. Sa fig. Ang 1 nagpakita sa bending stress distribution alang sa gihatag nga operating diagram ug alang sa lain-laing mga bili sa pagpalapad sa ngilit. Ang lugar sa proporsyonalidad (gimarkahan sa usa ka lingin sa tanan nga mga linya sa boltahe) busa mahimong mas gamay ug mas gamay uban ang pagdugang nga paglapad sa ngilit. Ang boltahe sa ngilit una nga gilimitahan sa σF. Human lamang sa mahinungdanon kaayo nga mga deformasyon ang pinakataas nga stress mosaka sa ibabaw sa σF, aron ang impluwensya sa structural steel reinforcement mahimong makita (case 5).

Fig. 1 - Pagpaparehas sa boltahe sa bending

Equalization of stress peaks. Ang pag-apud-apod sa longhitudinal stresses sa tibuok seksyon agi sa tunga sa lungag sa usa ka tensioned drilled rod nga gibana-bana nga katumbas sa linya 2 sa fig. 2. Ang boltahe nga peak σmax nagdepende sa d/b ratio. Kini kasagaran sa palibot sa σmax = 2-3 σm, diin ang σm = S/FM nagpasabot sa kasagaran nga bili sa tensile stress sa seksyon nga gipahuyang sa lungag sa FM. Si Sl. Ang 2 balido hangtod ang kahimtang sa boltahe molapas sa P-limit. Sa mas taas nga mga karga, aron makab-ot ang usa ka piho nga pagpalapad, ang mga boltahe nga mas ubos kaysa sumala sa tul-id nga linya nga balaod gikinahanglan lamang duol sa lungag. Sa pinaka-stress nga mga punto, ang mga stress dili na motaas sa proporsyonal sa S, apan mas hinay. Sa utlanan, ang gibana-bana nga uniporme nga pag-apud-apod sa longhitudinal stresses σm = σf makuha sa tibuok seksyon 2-2. Ang paggunting ug transverse nga mga kapit-os gipasagdan. Ang mga panghitabo sa stress equalization sa panahon sa hinay nga pagtaas sa puwersa S sa sungkod nagpamatuod nga ang naandan nga pamaagi alang sa mga istruktura sa asero ubos sa epekto sa usa ka static nga load makatarunganon, nga dili ibalewala ang mga taluktok sa stress sa panahon sa pagsukod ug itandi lamang ang kasagaran nga stress σm=S/Fm sa huyang nga seksyon Fm nga adunay gitugotan nga kantidad.

Fig. 2

Pamaagi sa pagsukod sumala sa kapasidad sa pagkarga

Samtang nagkataas ang load, ang pag-equalize sa boltahe mahitabo sa seksyon. Sa pagbuhat niini, ang mga kapit-os gipundok pag-usab gikan sa pinaka-stress nga mga bahin sa seksyon ngadto sa dili kaayo stress. Hangtud nga ang mga deformation dili kaayo dako nga sila kinahanglan nga tagdon sa diha nga ang pagtakda sa mga kahimtang sa panimbang, kini nga proseso dili makausab sa bisan unsa sa gidak-on sa impluwensya sa S, M, ug uban pa uban sa statically determinado nga mga istruktura.

Padayon ug mga suporta sa frame: ubos sa pag-angkon sa balaod ni Hooke, kini makuha alang sa usa ka padayon nga suporta sa kanunay nga seksyon (fig.3) linya sa gutlo nga gipakita ubos sa a. Ang bending stresses proporsyonal sa bending moments M. Kung parehas nga motaas ang duha ka load, ang P-limit una nga molapas sa tunga nga suporta B. Ang bearing limit maabot kung ang limiting moment MDF maabot usab sa field. Sa kaso sa usa ka sagbayan nga gi-clamp sa duha ka kilid sa usa ka kanunay nga simetriko nga seksyon nga adunay usa ka konsentradong puwersa (fig.4) ang pagkaparehas sa gutlo anaa gikan sa sinugdanan. Kung nalapas na ang P-limit, wala’y pagbag-o sa pag-apod-apod sa oras. Sa kasukwahi, sa kaso sa parehas nga giapod-apod nga load (Fig.5) ang pagkaparehas sa mga gutlo mosangpot sa pagkunhod sa pinch moment nga adunay -2/3 Mmahitungod sa-1/2 Mo.

Si Sl.4

Si Sl.3ug uban pa.5, sa tinagsa: mga gutlo sa pagduko: a) sa wala pa, b) limitasyon sa estado human sa puwersa pagpundok pag-usab; a) sa wala pa, b) pagkahuman sa pag-equal sa momentum

Lattice constructions: uban sa internally statically indeterminate trusses, adunay susama nga dependencies sama sa frame constructions. Ang mga sekondaryang kabug-at, nga may kalabutan sa mga node nga gahi sa pagduko, mahimong mapasagdan sa una nga pagbanabana sa pagtimbang-timbang sa kapasidad sa pagkarga. Ang plastik nga mga seksyon molihok nga parehas sa mga lutahan, aron ang static nga aksyon sa girder sa ilawom sa katapusang karga nga madala pa niini mas duol sa usa ka sulundon nga truss nga adunay mga lutahan sa mga node. Sa kaso sa mga konstruksyon nga adunay kanunay nga gibalikbalik nga mga karga, diin kinahanglan nga tagdon ang mga katingalahan sa kusog sa kakapoy, busa adunay daghang mga pagduha-duha batok sa pagkonsiderar sa pag-equal sa mga pwersa sa panahon sa pagsukod. Sa kasukwahi, praktikal nga importansya ang pagtapos sa impluwensya sa pagbalhin sa mga suporta. Tungod kay ang kusog sa pagtrabaho sa indibidwal nga mga elemento sa istruktura nagdepende lamang sa mga limitasyon sa stress, ug dili sa gidak-on sa kinatibuk-ang mga deformation, ang mga pagbalhin sa mga suporta walay epekto sa kapasidad sa pagdala.

Alternating load: ang paghuna-huna sa usa ka kanunay nga load case panagsa ra matuman. Uban sa mga bridge girder, adunay mga variable nga estado sa pagkarga. Ang mga pangagpas bahin sa mga pwersa ug pag-apod-apod sa tensiyon sa indibidwal nga mga elemento sa istruktura, nga nagpayano, kasagaran sa praktikal nga trabaho nga adunay mga istruktura nga asero, sumala sa nauna, gipakamatarung sila ubos sa ordinaryong mga kahimtang. Tinuod kini ilabi na sa pagpasagad sa lokal nga mga taluktok sa boltahe. Dili kini irekomendar nga gamiton ang pamaagi sa pagsukod sumala sa kapasidad sa pagkarga ubos sa (dinamikong) nga pagkarga sa kakapoy. Sa ingon, ang pamaagi sa pagsukod sumala sa kapasidad sa pagkarga limitado sa kaso sa kadaghanan nga static nga mga karga, labi na sa mga konstruksyon sa industriya sa pagtukod. Sa ubang mga kaso, diin ang pagtagad kinahanglan ibayad sa dagway sa kakapoy, ang mahinungdanon nga mga deformasyon kinahanglan nga dili iapil ug ang teorya sa elasticity gikuha isip basehan. Sa pagbuhat niini, ang usa kinahanglan nga maningkamot alang sa usa ka igo nga dako nga gilay-on gikan sa abot nga punto. Ang katig-a sa construction steel unya naghatag ug dugang nga seguridad.

Alternating stress

Tugnaw nga pag-inat ug pagkatigulang: Sa fig. 6 ang linya sa pagpalapad sa stress sa usa ka lingin nga sungkod, nga naladlad sa nagpulipuli nga tensile ug compressive stress, gigamit. Ang mga indibidwal nga proseso sa pagkarga gimarkahan sa mga numero sumala sa ilang pagkasunud. Ang pagkamaunat-unat nga mga dilatation nga mobalik sa pagdiskarga mahitabo usab human sa dagkong mga pag-inat sa proporsiyon sa mga kapit-os. Kung gibag-o ang timaan sa boltahe, ang P-limit hapit hingpit nga mawala. Busa, ang pagkamaunat-unat nga mga kabtangan sa pagtukod nga puthaw nga gikuha sa bugnaw nga estado dili mouyon sa orihinal nga mga bili. Depende sa nangaging pagproseso, mahimong mapakita ang dakong kalainan.

Fig. 6

Dugang niana ang dugang mga timailhan sa pagkatigulang. Kini nga termino naglakip sa tanang kausaban sa mga kabtangan nga mahitabo sa paglabay sa panahon nga walay impluwensya sa gawas. Ang pagtigulang sa pag-inat mahimong maobserbahan pagkahuman sa permanente nga pagbag-o pinaagi sa bugnaw nga pag-inat. Kung ang permanente nga gituy-od nga mga espesimen sa pagsulay ibilin sulod sa pipila ka panahon nga walay load sa temperatura sa lawak, ang tensile strength ug, sa mas gamay nga gidak-on, ang paggisi nga kusog mosaka sa ibabaw sa orihinal nga bili, samtang ang elongation sa break mikunhod (Fig. 7). Ang proseso sa pagkatigulang molungtad ug pila ka adlaw, apan muburot sa pipila ka oras o minuto lang, kung ang structural steel gipainit sa mga 300 oC. Kinahanglan usab nga hisgutan nga ang pag-uswag sa pagkatigulang mahitabo dungan sa pag-inat, kung kini mahitabo sa temp. 200 – 400 oC, i.e. sa asul nga glow area.

Fig. 7 - a) linya sa pagpalapad sa usa ka doble loaded rod; b) dilation line sa usa ka rod nga gituy-od sa bugnaw nga kahimtang

Sunod nga aksyon ug hysteresis: Sa usa ka bug-os nga pagkamaunat-unat nga materyal, adunay usa ka dili klaro nga pagsalig sa usag usa tali sa stress ug deformation nga kahimtang, aron ang pipila ka mga stress kanunay nga katumbas sa parehas nga mga deformasyon ug vice versa. Uban sa usa ka gihatag nga balaod sa pagkamaunat-unat, ang mga deformation wala magdepende sa milabay nga panahon sukad ang load gipadapat, ug dili usab sa paagi diin ang load gipadapat. Ang mga pagtipas gikan sa lunsay nga pagkamaunat-unat nga kinaiya mahimong gihulagway sa duha ka ang-ang sa pagbanabana: sa pagkamaunat-unat nga rehiyon adunay gagmay nga mga pagtipas; sila mahimong ibaliwala sa unang banabana. Mahimo kini nga mahibal-an pinaagi sa tukma nga mga pagsukod, labi na kung itandi ang stress nga mas duol sa pagkamaunat nga limitasyon. Sa ato pa, ang dilatation dili lamang usa ka function sa boltahe, apan adunay usa ka sirado nga siklo sa pagkarga ug parehas nga boltahe, kanunay kini gamay nga gamay sa panahon sa pagdiskarga kaysa sa panahon sa pagkarga. Pagtipas gikan sa hingpit nga pagkamaunat-unat, ie. ang kalainan tali sa katugbang nga pagpalapad sa parehas nga kapit-os gitawag nga pagkamaunat-unat nga hysteresis. Kung ang siklo sa pagkarga kanunay nga gisubli, kini makuha sa dili kaayo taas nga mga boltahe - usa ka sirado nga loop sa hysteresis o damping. Si Sl. Ang 8 nagpakita sa mga damping loops para sa lain-laing AC load values. Ang gilapdon sa mga galong kusog nga nagdugang sa gitas-on sa boltahe. Ang dapit sa loop proporsyonal sa deformation nga buhat, nga nawala sa matag siklo ug nakabig ngadto sa kainit. Usab, ang mga deformasyon magkalainlain dili lamang sa gitas-on sa boltahe apan usab sa oras, nagdepende kini sa katulin ug pamaagi sa pagkarga. Ang bahin sa deformation, nga nagdepende sa oras, gitawag nga aftereffect. Hysteresis ug aftereffect mahitabo dungan. Ingon sa usa ka lagda, sila walay praktikal nga importansya alang sa mga matang sa pagtukod nga puthaw nga mahitabo sa mga istruktura sa asero sa temperatura sa lawak.

Si Sl. 8

Note sa Aplikasyon: Ang makasaysayanong materyal nga mga paghingalan, mga pangagpas, mga diagram ug mga pamaagi sa teksto kinahanglan dili gamiton isip kapuli sa kasamtangan nga mga sumbanan, piho nga mga kinaiya sa produkto, modelo sa kalkulasyon ug eksperto nga pag-verify sa kinatibuk-ang konstruksyon.