Nóta gairmiúil tábhachtach: Is téacs cartlainne oideachais é seo, ní sonraíocht dearaidh reatha, ríomh statach, cruthúnas ar acmhainn ualaigh nó treoracha déantúsaíochta agus cóimeála. Ní mór go n-áireofaí i ndearadh struchtúir cruach gníomhartha iarbhír, naisc, cobhsaíocht, tuirse, tine, creimeadh agus gach coinníoll ábhartha eile de réir rialacháin agus caighdeáin bhailí, le freagracht an dearthóra údaraithe.
Níl dearadh agus tógáil struchtúr cruach mar chuid de thairiscint phoiblí reatha Savo Kusić. Is éard atá i bhfócas táirgthe an lae inniu ná fuinneoga adhmaid, fuinneoga adhmaid-alúmanam agus doirse saincheaptha.
Tá gné choitianta ag struchtúir cruach sa mhéid is go ndéantar iad den chuid is mó as cruach teorollta. Déantar ceangal le seamanna, scriúnna nó táthú. Áirítear leis seo struchtúir chruach do dhroichid, foirgnimh, tionscal agus mianadóireacht, innealtóireacht hiodrálach, piléir, túir, umair, sa chiall is leithne agus do chraenacha, longthógáil, coirí, etc. Is é fócas na gcur i láthair seo a leanas ná cóireáil na gcoincheapa bunúsacha.
Ábhair
Is iad príomh-ábhar tógála tógála cruach próifílí rollta ó chruach cáilíochta tógála S235, S275, S355, S420, S450. De réir an chaighdeáin, tá roinnt cineálacha éagsúla cruach tógála ann, áit a léiríonn an uimhir san aicmiú de ghnáth neart teanntachta an chruach. Tá roinnt siombailí litreacha ann, áit sa chás seo seasann an S do chruach struchtúrach. Is iad na foirmeacha is coitianta a úsáidtear S, B (cruach coincréite, atreisiú) agus Y (cruach brú).
Tacaíochtaí cruach-rollta
Tá raon leathan tacaí próifílithe cruach ann agus tá a chuspóir, buntáistí agus míbhuntáistí féin ag gach ceann acu.
- U-phróifílí
- I-phróifílí le cosa caola (IPE, IPN)
- I-phróifílí le cosa leathana (HEA, HEB, HEM, HD)
- Próifílí/boscaí loga (cruinn, cearnógach, dronuilleogach)
- Bileoga
- Táirgí fuarfhoirmithe (a fhaightear trí stiall chomhréidh a rolladh go fuar agus stiall chomhréidh a chasadh)
Tá difríocht idir gach ceann de na próifílí seo i gcruth, toisí, cuspóir, etc. Mar shampla, tá os cionn 20 próifílí IPN éagsúla, atá difriúil ó thaobh toisí; is féidir le próifílí níos mó seasamh in aghaidh buckling (flexural agus cliathánach-torsional), sraonadh, etc.
Tá ceithre rang cruach ag brath ar cibé an sroicheann siad an pointe toraidh nuair a mhéadaítear an strus, cibé an bhfuil an anailís plaisteach nó leaisteacha, cad é cumas ualaigh an trasghearrtha, etc., áit a bhfuil an chéad rang is fearr agus is é an ceathrú ceann is measa. Is féidir tuilleadh a léamh faoi struchtúr agus neart cruach anseo.
Cothromú voltais agus cumas iompair ag ualach seasta
Toilleadh Bearing. Cinntear toisí na struchtúr cruach ionas go n-eisiatar dífhoirmíochtaí suntasacha buan. Ar an láimh eile, níl an cumas imthacaí ídithe i go leor cásanna ar bhealach ar bith nuair a shroicheann an strus comparáideach is airde an pointe toraidh - ansin fásann na dífhoirmíochtaí i bhfad níos tapúla ná na strusanna. Maidir le cruach struchtúrach, is féidir glacadh leis an spleáchas céanna agus nuair a bhíonn toradh mar theorainn dhlí Hooke do stáit struis ghinearálta. I gcás stáit aonchineálacha struis, atá comhionann i ngach áit, ní tharlaíonn aon athruithe nuair a sháraítear teorainn na comhréireachta, ach amháin go bhfásann na dífhoirmíochtaí iomlána níos tapúla ná an strus.
Comhionannú struis le linn lúbthachta. I gcás léasa a lúbadh, beidh feidhm ag an dáileadh struis dronlíneach de réir hipitéis Navier, go dtí nach sáraíonn an strus imeall σ=M/W teorainn na comhréireachta. Leathnú fadaimseartha ε = ε(σ). Tá sé seo fíor ar a laghad le haghaidh bends beaga. Ní féidir le strusanna atá níos airde ná an strus comhréireach ach fás níos moille ná na leathnaithe ε. I bhfíor. Taispeánann 1 an dáileadh strus lúbthachta don léaráid oibriúcháin tugtha agus do luachanna éagsúla leathnú imeall. Mar sin déantar limistéar na comhréireachta (marcáilte le ciorcal ar gach líne voltais) níos lú agus níos lú le dilatation imeall méadaithe. Tá an voltas imeall teoranta ar dtús ag σF. Is tar éis dífhoirmíochtaí an-suntasacha amháin a ardaíonn an strus uasta os cionn σF, ionas go mbeidh tionchar an athneartaithe cruach struchtúrach le feiceáil (cás 5).
Fíor. 1 - Cothromú voltais lúbthachta
Cothromú buaiceanna struis. Comhfhreagraíonn dáileadh fadaimseartha struis trasna an ailt trí lár an phoill i slat teannta druileáilte amháin don líne 2 i bhfíor. 2. Braitheann buaic an voltais σmax ar an gcóimheas d/b. Tá sé timpeall σmax = 2-3 σm den chuid is mó, áit a seasann σm = S/FM meánluach an struis teanntachta sa chuid atá lagaithe ag an bpoll ag FM. Sl. Tá 2 bailí go dtí go sáraíonn an staid voltais an teorainn P. Ag ualaí níos airde, d’fhonn dilation áirithe a bhaint amach, ní gá voltais níos ísle ná de réir an dlí líne dhíreach ach amháin in aice leis an bpoll. Ag na pointí is mó struis, ní mhéadóidh an struis i gcomhréir le S a thuilleadh, ach níos moille. Ag an teorainn, gheofar dáileadh sách aonfhoirmeach ar fhadstrus σm = σf thar an gcuid iomlán 2-2. Rinneadh faillí ar strusanna lomadh agus trasnacha. Cruthaíonn teagmhais chothromaithe struis le linn méadú mall ar fhórsa S sa tslat go bhfuil údar maith leis an ngnáth-mhodh struchtúir chruach faoi éifeacht ualach statach, neamhaird a dhéanamh de na buaiceanna struis le linn toisí agus gan ach an meánstrus σm=S/Fm a chur i gcomparáid sa chuid lagaithe Fm leis an luach incheadaithe.
Fíor. 2
Nós imeachta toisithe de réir acmhainne ualaigh
Le méadú ar an ualach, tá cothromú ar an voltas sa chuid. Agus é sin á dhéanamh, déantar na strusanna a athghrúpáil ó na codanna den chuid is mó a bhfuil strus orthu go dtí na codanna is lú strus. Chomh fada agus nach bhfuil na dífhoirmíochtaí chomh mór sin nach mór iad a chur san áireamh agus na coinníollacha cothromaíochta á socrú, ní féidir leis an bpróiseas seo aon rud a athrú ar mhéid an tionchair S, M, etc. ar struchtúir a chinntear go statach.
Tacaíochtaí leanúnacha agus fráma: faoi thoimhde dhlí Hooke, faightear an líne mhóimint a thaispeántar faoi a le haghaidh tacaíochta leanúnach amháin de chuid tairiseach (fig. 3). Tá na strusanna lúbthachta comhréireach leis na chuimhneacháin lúbthachta M. Má mhéadaíonn an dá ualach go cothrom, sárófar an teorainn P ar dtús ag an tacaíocht lár B. Baintear amach an teorainn imthacaí nuair a shroichtear an nóiméad teorannaithe MDF sa réimse freisin. I gcás bíoma atá clampáilte ar an dá thaobh d’alt tairiseach siméadrach le fórsa tiubhaithe (fig. 4), tá cothromú chuimhneacháin ann ón tús. Nuair a sháraítear an teorainn P, níl aon athrú ar an dáileadh nóiméad. A mhalairt ar fad, i gcás ualaigh a dháiltear go cothrom (fig. 5) laghdaítear an mhóimint pinseála ó -2/3 Mo go -1/2 Mo.
Fíor. 4
Fíor. 3 agus a leithéid. 5, faoi seach: chuimhneacháin lúbthachta: a) roimh, b) staid teorann tar éis athghrúpáil fórsa; a) roimh, b) tar éis cothromú nóiméad
Foirgníochtaí laitíse: le trusanna inmheánacha atá neamhchinntithe ó thaobh statach de, tá spleáchais cosúil le tógáil fráma. Is féidir faillí a dhéanamh ar na strusanna tánaisteacha, a bhaineann leis na nóid atá docht i lúbadh, sa chéad chomhfhogasú nuair a dhéantar an cumas ualaigh a mheas. Feidhmíonn na hailt phlaisteacha mar an gcéanna le hailt, ionas go mbeidh gníomh statach an chrosáin faoin ualach deiridh is féidir é a iompar fós níos gaire don truss idéalach le hailt sna nóid. I gcás tógálacha a bhfuil ualaí minice orthu, inar cheart feiniméin neart tuirse a chur san áireamh, mar sin tá amhras nach beag ann maidir le fórsaí a chomhionannú le linn toisí. Os a choinne sin, tá sé ríthábhachtach go praiticiúil cinneadh a dhéanamh maidir le tionchar díláithriú tacaí. Ós rud é go mbraitheann neart oibre na n-eilimintí struchtúracha aonair ach ar na teorainneacha strus, agus ní ar mhéid an dífhoirmithe iomlána, níl aon éifeacht ag díláithriúcháin na dtacaíochtaí ar an gcumas imthacaí.
Ualach ailtéarnach: is annamh a bhaintear amach an toimhde de chás ualach seasta. Le girders droichead, tá stáit ualach athraitheach. Tá toimhdí maidir le fórsaí agus dáileadh strus in eilimintí struchtúracha aonair, a shimpliú, coitianta in obair phraiticiúil le struchtúir chruach, de réir an chinn roimhe seo, tá údar maith leo faoi ghnáththosca. Tá sé seo fíor go háirithe maidir le faillí a dhéanamh ar bhuaicphointí áitiúla voltais. Ní féidir a mholadh an modh toisithe a chur i bhfeidhm de réir acmhainne ualaigh faoi luchtú tuirse (dinimiciúil). Mar sin, tá an nós imeachta toisithe de réir acmhainne ualaigh teoranta do chásanna ualaí statacha den chuid is mó, go háirithe i bhfoirgníochtaí sa tionscal tógála. I gcásanna eile, inar chóir aird a thabhairt ar chuma tuirse, ní mór dífhoirmíochtaí suntasacha a eisiamh agus teoiric an elasticity a ghlacadh mar bhonn. Agus é sin á dhéanamh, ba chóir duit iarracht a dhéanamh achar sách mór ón bpointe toraidh. Soláthraíonn déine na cruach tógála roinnt slándála breise ansin.
Strus malartach
Síneadh fuar agus dul in aois: I bhfíor. 6 cuireadh an líne struis-chaolaithe de shlat chruinn, a bhí faoi lé strusanna teanntachta agus comhbhrúiteacha ailtéarnacha, i bhfeidhm. Déantar próisis ualaigh aonair a mharcáil le huimhreacha de réir a n-ord. Tarlaíonn dilatations leaisteacha a fhilleann ar dhíluchtú freisin tar éis stráicí móra i gcomhréir leis an strus. Nuair a bhíonn an comhartha voltais á athrú, imíonn an teorainn P beagnach go hiomlán. Dá bhrí sin, ní aontaíonn airíonna leaisteacha cruach tógála tarraingthe sa stát fuar leis na luachanna bunaidh. Ag brath ar an bpróiseáil roimhe seo, is féidir difríochtaí suntasacha go leor a thaispeáint.
Fíor. 6
Chomh maith leis sin tagann níos mó comharthaí aosaithe. Áirítear leis an téarma seo gach athrú ar airíonna a tharlaíonn le himeacht ama gan tionchar seachtrach. Is féidir dul in aois stráice a thabhairt faoi deara tar éis dífhoirmiúchán buan trí shíneadh fuar. Má fhágtar eiseamail tástála atá sínte go buan ar feadh tamaill gan ualach ag teocht an tseomra, ardaíonn an neart teanntachta agus, go pointe níos lú, an neart cuimilte os cionn an luacha bunaidh, agus laghdaítear an fadú ag an sos (Fíor 7). Maireann an próiseas ag dul in aois ar feadh laethanta, ach laghdaítear é go cúpla uair an chloig nó díreach nóiméad, má théitear an cruach struchtúrach go dtí thart ar 300 oC. Ba chóir a lua freisin go dtarlaíonn aosú síneadh ag an am céanna le síneadh, má tharlaíonn sé seo ag teocht. 200 – 400 oC, i.e. sa limistéar glow gorm.
Fíor. 7 - a) líne leathnaithe de shlat luchtaithe faoi dhó; b) líne dilation slaite sínte i riocht fuar
Gníomh ina dhiaidh sin agus hysteresis: In ábhar go hiomlán leaisteach, tá spleáchas frithpháirteach gan athbhrí idir an stát strus agus dífhoirmithe, ionas go gcomhfhreagraíonn strusanna áirithe i gcónaí leis na dífhoirmíochtaí céanna agus vice versa. Le dlí áirithe maidir le leaisteachas, níl na dífhoirmíochtaí ag brath ar an am atá caite ó cuireadh an t-ualach i bhfeidhm, agus freisin ní ar an mbealach a chuirtear an t-ualach i bhfeidhm. Is féidir cur síos a dhéanamh ar dhialltaí ó iompar íon leaisteach i dhá chéim comhfhogasaithe: sa réigiún leaisteacha tá diallais bheaga; is féidir neamhaird a dhéanamh orthu sa chéad chomhfhogasú. Is féidir iad a chinneadh le tomhais chruinne, go háirithe nuair a dhéantar comparáid idir an strus níos gaire don teorainn leaisteacha. Eadhon, ní hamháin gur feidhm voltais é dilatation, ach le timthriall ualach dúnta agus an voltas céanna, tá sé beagán níos lú i gcónaí le linn an díluchtaithe ná le linn an luchtaithe. Diall ó leaisteachas iomlán .i. tugtar hysteresis leaisteacha ar an difríocht idir leathnú comhfhreagracha ag an strus céanna. Má dhéantar an timthriall ualaigh a athdhéanamh níos minice, faightear é seo ag voltais nach bhfuil ró-ard - lúb dúnta hysteresis nó taiseadh. Sl. Taispeánann 8 na lúba taise do luachanna ualaigh AC éagsúla. Méadaíonn leithead na lúb go láidir le airde an voltais. Tá limistéar an lúb comhréireach leis an obair dífhoirmithe, a chailltear ag gach timthriall agus a thiontú go teas. Chomh maith leis sin, tá na dífhoirmíochtaí athraitheach, ní hamháin le airde an voltais ach freisin le himeacht ama, braitheann siad ar an luas agus ar an modh luchtaithe. Tugtar an iar-éifeacht ar an gcuid den dífhoirmiúchán, a bhraitheann ar an am. Tarlaíonn hysteresis agus iar-éifeacht ag an am céanna. De ghnáth, níl aon tábhacht phraiticiúil ag baint leo do na cineálacha cruach tógála sin a tharlaíonn i struchtúir chruach ag teocht an tseomra.
Sl. 8
Nóta Iarratais: Níor cheart sonrúcháin ábhair stairiúla, boinn tuisceana, léaráidí agus nósanna imeachta sa téacs a úsáid mar ionadach ar chaighdeáin reatha, ar shaintréithe an táirge, ar shamhail ríofa agus ar fhíordheimhniú saineolach ar an tógáil iomlán.