Nodyn proffesiynol pwysig: Testun addysgiadol archifol yw hwn, nid manyleb ddylunio gyfredol, cyfrifiad statig, prawf o gapasiti llwyth neu gyfarwyddiadau gweithgynhyrchu a chydosod. Rhaid i ddyluniad strwythurau dur gynnwys gweithredoedd gwirioneddol, cysylltiadau, sefydlogrwydd, blinder, tân, cyrydiad a’r holl amodau perthnasol eraill yn unol â rheoliadau a safonau dilys, gyda chyfrifoldeb y dylunydd awdurdodedig.

Nid yw dylunio ac adeiladu strwythurau dur yn rhan o gynnig cyhoeddus presennol Savo Kusić. Mae ffocws cynhyrchu heddiw yn cynnwys ffenestri pren, ffenestri pren-alwminiwm a drysau personol.

Mae gan strwythurau dur nodwedd gyffredin gan eu bod yn cael eu gwneud yn bennaf o ddur rholio poeth. Mae uno yn cael ei wneud gan ddefnyddio rhybedion, sgriwiau neu weldio. Mae hyn yn cynnwys strwythurau dur ar gyfer pontydd, adeiladau, diwydiant a mwyngloddio, peirianneg hydrolig, pileri, tyrau, tanciau, mewn ystyr ehangach ac ar gyfer craeniau, adeiladu llongau, boeleri, ac ati. Ffocws y cyflwyniadau canlynol yw trin cysyniadau sylfaenol.

Deunyddiau

Y prif ddeunydd adeiladu o gystrawennau dur yw proffiliau rholio o ddur ansawdd adeiladu S235, S275, S355, S420, S450. Yn dibynnu ar y safon, mae yna sawl math gwahanol o ddur adeiladu, lle mae’r nifer yn y dosbarthiad fel arfer yn nodi cryfder tynnol y dur. Mae yna nifer o symbolau llythrennau, lle yn yr achos hwn mae’r S yn sefyll am ddur strwythurol. Y ffurfiau mwyaf cyffredin a ddefnyddir yw S, B (dur concrit, atgyfnerthiad) ac Y (prestres dur).

Cynhalwyr rholio dur

Mae yna ystod eang o gynheiliaid proffil dur ac mae gan bob un ei ddiben, ei fanteision a’i anfanteision ei hun.

  • U-profiliau
  • Proffiliau I gyda choesau cul (IPE, IPN)
  • Proffiliau I gyda choesau llydan (AAU, HEB, HEM, HD)
  • Proffiliau / blychau gwag (crwn, sgwâr, hirsgwar)
  • Taflenni
  • Cynhyrchion ffurf oer (a geir trwy rolio stribed fflat yn oer a throelli stribed gwastad)

Mae pob un o’r proffiliau hyn yn wahanol o ran siâp, dimensiynau, pwrpas, ac ati. Er enghraifft, mae dros 20 gwahanol broffiliau IPN, sy’n wahanol o ran dimensiynau; gall proffiliau mwy wrthsefyll byclo yn well (hyblyg ac ochrol-dorsiynol), gwyriadau, ac ati.

Mae pedwar dosbarth o ddur yn dibynnu a ydynt yn cyrraedd y pwynt cynnyrch pan gynyddir y straen, p’un a yw’r dadansoddiad yn blastig neu’n elastig, beth yw cynhwysedd llwyth y trawstoriad, ac ati lle mae’r dosbarth cyntaf yw’r gorau a’r pedwerydd yw’r gwaethaf. Gellir darllen mwy am strwythur a chryfder dur yma.

Cydraddoli foltedd a chapasiti cario ar lwyth cyson

Bearing capacity. Pennir dimensiynau strwythurau dur fel bod anffurfiannau parhaol sylweddol yn cael eu heithrio. Nid yw’r gallu dwyn, ar y llaw arall, mewn llawer o achosion yn cael ei ddisbyddu mewn unrhyw ffordd pan fydd y straen cymharol uchaf yn cyrraedd y pwynt cynnyrch - yna mae’r anffurfiannau yn tyfu’n llawer cyflymach na’r straen. Ar gyfer dur strwythurol, gellir cymryd yr un ddibyniaeth â phan fydd cynnyrch yn cyfyngu ar gyfraith Hooke ar gyfer cyflyrau straen cyffredinol. Yn achos cyflyrau straen homogenaidd, sy’n gyfartal ym mhob man, nid oes unrhyw newidiadau yn digwydd pan eir y tu hwnt i derfyn cymesuredd, ac eithrio bod cyfanswm yr anffurfiannau yn tyfu’n gyflymach na’r straen.

_ Cydraddoli straen wrth blygu._ Yn achos plygu trawst, mae’r dosraniad straen unionlin yn ôl rhagdybiaeth Navier yn berthnasol, hyd nes nad yw’r straen ymyl σ=M/W yn fwy na’r terfyn cymesuredd. Ehangiadau hydredol ε = ε(σ). Mae hyn yn wir am droadau bach o leiaf. Gall straen sy’n uwch na’r straen cyfrannol ond dyfu’n arafach na’r ehangiadau ε. Yn ffig. Mae 1 yn dangos y dosbarthiad straen plygu ar gyfer y diagram gweithredu a roddir ac ar gyfer gwerthoedd amrywiol ehangu ymyl. Felly mae arwynebedd cymesuredd (wedi’i farcio â chylch ar bob llinell foltedd) yn mynd yn llai ac yn llai gydag ymlediad ymyl cynyddol. Mae’r foltedd ymyl yn cael ei gyfyngu gyntaf gan σF. Dim ond ar ôl anffurfiannau sylweddol iawn y mae’r straen mwyaf yn codi uwchlaw σF, fel bod dylanwad yr atgyfnerthiad dur strwythurol yn dod yn weladwy (achos 5).

Dosraniad straen plygu ar wahanol ehangiadau ymyl

Ffig. 1 - Cydraddoli foltedd plygu

Cydraddoli brigau straen. Mae dosraniad straen hydredol ar draws yr adran trwy ganol y twll mewn un wialen ddrilio â thensiwn yn cyfateb yn fras i’r llinell 2 yn ffig. 2. Mae brig foltedd σmax yn dibynnu ar y gymhareb d/b. Mae’n bennaf o gwmpas σmax = 2-3 σm, lle mae σm = S/FM yn dynodi gwerth cyfartalog y straen tynnol yn y rhan sydd wedi’i wanhau gan y twll yn FM. Sl. Mae 2 yn ddilys nes bod cyflwr y foltedd yn fwy na’r terfyn P. Ar lwythi uwch, er mwyn cyflawni ymlediad penodol, dim ond ger y twll y mae angen folteddau is nag yn ôl y gyfraith llinell syth. Ar y pwyntiau mwyaf o straen, ni fydd y straen wedyn yn cynyddu’n gymesur ag S, ond yn hytrach yn arafach. Ar y ffin, ceir dosbarthiad lled unffurf o bwysau hydredol σm = σf dros yr adran gyfan 2-2. Roedd straen cneifio a thraws yn cael eu hesgeuluso. Mae’r digwyddiadau o gydraddoli straen yn ystod cynnydd araf y grym S yn y gwialen yn profi bod cyfiawnhad dros y dull arferol ar gyfer strwythurau dur o dan effaith llwyth statig, i anwybyddu’r copaon straen yn ystod dimensiwn ac i gymharu’r straen cyfartalog σm =S/Fm yn unig yn yr adran wan Fm gyda’r gwerth a ganiateir.

Dosraniad straen o amgylch twll mewn gwialen ddur tensiwn

Ffig. 2

Gweithdrefn dimensiwn yn ôl capasiti llwyth

Gyda chynnydd yn y llwyth, mae’r foltedd yn yr adran yn gyfartal. Wrth wneud hynny, mae’r straen yn cael ei ail-grwpio o’r rhannau o’r adran sydd â’r straen mwyaf i’r rhai sydd dan lai o straen. Cyn belled nad yw’r anffurfiadau mor fawr fel bod yn rhaid eu cymryd i ystyriaeth wrth osod yr amodau cydbwysedd, ni all y broses hon newid unrhyw beth ar faint dylanwad S, M, ac ati ar gyfer strwythurau a bennir yn statig.

Cynheiliad parhaus a ffrâm: o dan ragdybiaeth cyfraith Hooke, ceir y llinell foment a ddangosir o dan a ar gyfer un cynhaliaeth barhaus o adran gyson (ffig. 3). Mae’r straen plygu yn gymesur â’r eiliadau plygu M. Os yw’r ddau lwyth yn cynyddu’n gyfartal, bydd y terfyn P yn cael ei ragori yn gyntaf ar y gefnogaeth ganol B. Cyrhaeddir y terfyn dwyn pan gyrhaeddir yr eiliad cyfyngu MDF yn y maes hefyd. Yn achos trawst wedi’i glampio ar ddwy ochr adran cymesurol gyson â grym crynodedig (ffig. 4), mae cydraddoli eiliadau yn bodoli o’r dechrau. Pan eir y tu hwnt i’r terfyn P, nid oes unrhyw newid yn y dosbarthiad moment. I’r gwrthwyneb, yn achos llwyth sydd wedi’i ddosbarthu’n gyfartal (ffig. 5) mae cydraddoli’r eiliadau yn arwain at ostyngiad yn yr eiliad pinsio o -2/3 Mo i -1/2 Mo.

Diagram o belydr clampio dwbl gyda grym crynodedig

Ffig. 4

Llinellau moment cyn ac ar ôl ailddosbarthu ennyd

Ffig. 3 ac ati. 5, yn y drefn honno: eiliadau plygu: a) cyn, b) cyflwr terfyn ar ôl ail-grwpio grym; a) cyn, b) cydraddoli ar ôl eiliad

Adeiladwaith dellt: gyda chyplau mewnol sefydlog amhenodol, mae dibyniaethau tebyg i strwythurau ffrâm. Gellir esgeuluso’r straen eilaidd, sy’n gysylltiedig â’r nodau sy’n anhyblyg wrth blygu, yn y brasamcan cyntaf wrth werthuso’r gallu llwyth. Mae adrannau plastig yn gweithredu’n debyg i uniadau, fel bod gweithred statig y trawst o dan y llwyth eithaf y gall ddal i’w gario yn nes at drawst delfrydol gyda chymalau yn y nodau. Yn achos cystrawennau â llwythi sy’n cael eu hailadrodd yn aml, lle dylid ystyried ffenomenau cryfder blinder, mae yna amheuon sylweddol felly yn erbyn ystyried cydraddoli grymoedd yn ystod dimensiwn. I’r gwrthwyneb, mae’n ymarferol bwysig dod i gasgliad ar ddylanwad dadleoli cynhaliaeth. Gan fod cryfder gweithio elfennau strwythurol unigol yn dibynnu ar y cyfyngiadau straen yn unig, ac nid ar faint cyfanswm yr anffurfiannau, nid yw dadleoliadau’r cynhalwyr yn cael unrhyw effaith ar y gallu dwyn.

Llwyth eiledol: anaml y gwireddir y rhagdybiaeth o achos llwyth cyson. Gyda hytrawstiau pontydd, mae cyflyrau llwyth amrywiol. Mae rhagdybiaethau am rymoedd a dosbarthiad straen mewn elfennau strwythurol unigol, sy’n symleiddio, yn gyffredin mewn gwaith ymarferol gyda strwythurau dur, yn ôl yr un blaenorol, maent yn cael eu cyfiawnhau o dan amgylchiadau cyffredin. Mae hyn yn arbennig o wir am esgeuluso brigau foltedd lleol. Ni ellir ei argymell i gymhwyso’r dull dimensiwn yn ôl gallu llwyth o dan lwytho blinder (deinamig). Felly, mae’r weithdrefn dimensiwn yn ôl gallu llwyth yn gyfyngedig i achos llwythi sefydlog yn bennaf, yn enwedig i gystrawennau yn y diwydiant adeiladu. Mewn achosion eraill, lle dylid rhoi sylw i ymddangosiad blinder, bydd yn rhaid eithrio anffurfiannau sylweddol a chymryd y ddamcaniaeth elastigedd fel sail. Wrth wneud hynny, dylai un ymdrechu am bellter digon mawr o’r pwynt cynnyrch. Mae caledwch dur adeiladu wedyn yn darparu rhywfaint o ddiogelwch ychwanegol.

Straen bob yn ail

Ymestyn oer a heneiddio: Yn ffig. 6 defnyddiwyd llinell ymledu straen gwialen gron, a oedd yn agored i straeniau tynnol a chywasgol bob yn ail. Mae prosesau llwyth unigol yn cael eu marcio â rhifau yn ôl eu trefn. Mae ymlediadau elastig sy’n dychwelyd ar ôl dadlwytho hefyd yn digwydd ar ôl darnau mawr yn gymesur â’r straen. Wrth newid yr arwydd foltedd, mae’r terfyn P bron yn diflannu’n llwyr. Felly, nid yw priodweddau elastig dur adeiladu a dynnir yn y cyflwr oer yn cytuno â’r gwerthoedd gwreiddiol. Yn dibynnu ar y prosesu blaenorol, gellir dangos gwahaniaethau eithaf sylweddol.

Llinell ymledu straen o dan lwytho gwialen ddur am yn ail

Ffig. 6

Ynghyd â hynny daw mwy o arwyddion o heneiddio. Mae’r term hwn yn cynnwys yr holl newidiadau mewn eiddo sy’n digwydd dros amser heb ddylanwad allanol. Gellir arsylwi heneiddio ymestyn ar ôl dadffurfiad parhaol trwy ymestyn oer. Os gadewir sbesimenau prawf sydd wedi’u hymestyn yn barhaol am beth amser heb lwyth ar dymheredd yr ystafell, mae’r cryfder tynnol ac, i raddau llai, y cryfder rhwygo yn codi uwchlaw’r gwerth gwreiddiol, tra bod yr elongation adeg egwyl yn lleihau (Ffig. 7). Mae’r broses heneiddio yn para am ddyddiau, ond caiff ei leihau i ychydig oriau neu funudau yn unig, os caiff y dur strwythurol ei gynhesu i tua 300 oC. Dylid crybwyll hefyd bod ymestyn heneiddio yn digwydd ar yr un pryd ag ymestyn, os yw hyn yn digwydd ar dymheredd. 200 – 400 oC, h.y. yn yr ardal glow las.

Cymharu ymlediad gwialen wedi’i hail-lwytho a gwialen wedi’i hymestyn oer

Ffig. 7 - a) llinell ehangu gwialen wedi’i llwytho ddwywaith; b) llinell ymledu gwialen wedi’i hymestyn mewn cyflwr oer

Gweithredu dilynol a hysteresis: Mewn deunydd cwbl elastig, mae cyd-ddibyniaeth ddiamwys rhwng y cyflwr straen ac anffurfiad, fel bod straen penodol bob amser yn cyfateb i’r un anffurfiadau ac i’r gwrthwyneb. Gyda chyfraith elastigedd penodol, nid yw’r anffurfiannau yn dibynnu ar yr amser a aeth heibio ers i’r llwyth gael ei gymhwyso, a hefyd nid ar y ffordd y cymhwysir y llwyth. Gellir disgrifio gwyriadau oddi wrth ymddygiad elastig pur mewn dwy radd o frasamcan: yn y rhanbarth elastig mae gwyriadau bach; gellir eu hanwybyddu yn y brasamcan cyntaf. Gellir eu pennu trwy fesuriadau cywir, yn enwedig wrth gymharu’r straen yn agosach at y terfyn elastig. Sef, mae ymlediad nid yn unig yn swyddogaeth foltedd, ond gyda chylch llwyth caeedig a’r un foltedd, mae bob amser ychydig yn llai yn ystod dadlwytho nag yn ystod llwytho. Gwyriad oddi wrth elastigedd llwyr, h.y. gelwir y gwahaniaeth rhwng ehangiadau cyfatebol ar yr un straen yn hysteresis elastig. Os yw’r cylch llwyth yn cael ei ailadrodd yn amlach, ceir hyn ar folteddau nad ydynt yn rhy uchel - dolen gaeedig o hysteresis neu dampio. Sl. Mae 8 yn dangos y dolenni dampio ar gyfer gwahanol werthoedd llwyth AC. Mae lled y dolenni yn cynyddu’n gryf gydag uchder y foltedd. Mae arwynebedd y ddolen yn gymesur â’r gwaith dadffurfiad, sy’n cael ei golli ym mhob cylchred a’i drawsnewid yn wres. Hefyd, mae’r anffurfiannau yn amrywiol nid yn unig gydag uchder y foltedd ond hefyd gydag amser, maent yn dibynnu ar y cyflymder a’r dull llwytho. Gelwir y rhan o’r anffurfiad, sy’n dibynnu ar amser, yn ôl-effaith. Mae hysteresis ac ôl-effaith yn digwydd ar yr un pryd. Fel rheol, nid ydynt o unrhyw bwysigrwydd ymarferol ar gyfer y mathau hynny o ddur adeiladu sy’n digwydd mewn strwythurau dur ar dymheredd ystafell.

Dolenni hysteresis ar wahanol lefelau o lwyth eiledol

Sl. 8

Nodyn y Cais: Ni ddylid defnyddio dynodiadau, rhagdybiaethau, diagramau a gweithdrefnau deunydd hanesyddol yn y testun yn lle safonau cyfredol, nodweddion cynnyrch penodol, model cyfrifo a dilysiad arbenigol o’r lluniad cyffredinol.