** Nòta proifeasanta cudromach: ** Is e teacsa foghlaim tasglainn a tha seo, chan e sònrachadh dealbhaidh gnàthach, àireamhachadh statach, dearbhadh air comas luchdan no stiùireadh saothrachaidh agus cruinneachaidh. Feumaidh dealbhadh structaran stàilinn a bhith a’ toirt a-steach gnìomhan fìor, ceanglaichean, seasmhachd, sgìths, teine, coirbeachd agus a h-uile suidheachadh buntainneach eile a rèir riaghailtean agus inbhean dligheach, le uallach air an dealbhaiche ùghdarraichte.

Chan eil dealbhadh agus togail structaran stàilinn mar phàirt den tairgse phoblach làithreach aig Savo Kusić. Tha fòcas cinneasachaidh an latha an-diugh air a dhèanamh suas de uinneagan fiodha, uinneagan fiodha-alùmanum agus dorsan àbhaisteach.

Tha feart cumanta aig structaran stàilinn leis gu bheil iad gu ìre mhòr air an dèanamh de stàilinn le rolaigeadh teth. Tha ceangal air a dhèanamh le bhith a ’cleachdadh sguaban, sgriothan no tàthadh. Tha seo a ’gabhail a-steach structaran stàilinn airson drochaidean, togalaichean, gnìomhachas agus mèinneadh, innleadaireachd uisgeach, colbhan, tùir, tancaichean, ann an seagh nas fharsainge agus airson crannan, togail shoithichean, goileadairean, msaa. Is e fòcas nan taisbeanaidhean a leanas làimhseachadh bun-bheachdan bunaiteach.

Stuthan

Is e na prìomh stuthan togail de thogalaichean stàilinn pròifilean rollaidh bho stàilinn càileachd togail S235, S275, S355, S420, S450. A rèir na h-ìre, tha grunn sheòrsaichean de stàilinn togail ann, far a bheil an àireamh anns an t-seòrsachadh mar as trice a ’nochdadh neart tensile na stàilinn. Tha grunn shamhlaidhean litrichean ann, far a bheil an S sa chùis seo na sheasamh airson stàilinn structarail. Is e na cruthan as cumanta a thathas a’ cleachdadh S, B (steel concrait, daingneachadh) agus Y (stàilinn cuideam).

Stàilinn taic rollaichte

Tha raon farsaing de thaic le ìomhaigh stàilinn agus tha adhbhar, buannachdan agus eas-bhuannachdan aig gach fear.

  • U-phròifil
  • I-pròifilean le casan caola (IPE, IPN)
  • I-pròifilean le casan farsaing (HEA, HEB, HEM, HD)
  • Pròifilean / bogsaichean falamh (cruinn, ceàrnagach, ceart-cheàrnach)
  • Duilleagan
  • Bathar ann an cruth fuar (air fhaighinn le bhith a’ roiligeadh fuar stiall còmhnard agus a’ toinneamh stiall còmhnard)

Tha gach aon de na pròifilean sin eadar-dhealaichte ann an cumadh, tomhasan, adhbhar, msaa Mar eisimpleir, tha còrr air 20 diofar phròifil IPN, a tha eadar-dhealaichte ann an tomhasan; faodaidh pròifilean nas motha seasamh nas fheàrr ri buckling (sùbailte agus taobhach-torsional), sleamhnachadh, msaa.

Tha ceithir clasaichean de stàilinn ann a rèir co dhiubh a ruigeas iad an ìre toraidh nuair a tha an cuideam air a mheudachadh, co dhiubh a tha an anailis plastaigeach no elastagach, dè an comas luchd a th ‘anns a’ chrois-earrainn, msaa, far a bheil a ’chiad chlas as fheàrr agus an ceathramh fear as miosa. Faodar barrachd mu structar agus neart stàilinn a leughadh an seo.

Co-ionannachd bholtachd agus comas giùlain aig luchd cunbhalach

Bearing comas. Tha tomhasan structaran stàilinn air an co-dhùnadh gus am bi deformations maireannach cudromach air an dùnadh a-mach. Chan eil an comas giùlain, air an làimh eile, ann an iomadh cùis air a dhol a-mach ann an dòigh sam bith nuair a ruigeas an cuideam coimeasach as àirde a ‘phuing toraidh - an uairsin bidh na deformations a’ fàs mòran nas luaithe na an cuideam. Airson stàilinn structarail, faodar an aon eisimeileachd ri nuair a thèid toradh a ghabhail mar chrìoch lagh Hooke airson stàitean cuideam coitcheann. Ann an cùis stàitean cuideam aon-ghnèitheach, a tha co-ionann anns a h-uile h-àite, chan eil atharrachaidhean sam bith a’ tachairt nuair a thèid crìoch a chuir air a’ cho-rèireachd, ach a-mhàin gu bheil an deformations iomlan a’ fàs nas luaithe na an cuideam.

Co-ionannachd cuideam rè lùbadh. A thaobh lùbadh beam, bidh an cuairteachadh cuideam ceart-cheàrnach a rèir beachd-bharail Navier a’ buntainn, gus nach bi an cuideam iomall σ=M/W nas àirde na crìoch na co-rèireachd. Leudachaidhean fad-ùine ε = ε(σ). Tha seo fìor co-dhiù airson lùban beaga. Faodaidh cuideaman a tha nas àirde na an cuideam co-roinneil fàs nas slaodaiche na na leudachaidhean ε. Ann am fige. Tha 1 a’ sealltainn an cuairteachadh cuideam cromadh airson an diagram obrachaidh a chaidh a thoirt seachad agus airson diofar luachan leudachaidh iomall. Mar sin bidh an raon co-rèireachd (comharraichte le cearcall air a h-uile loidhne bholtachd) a’ fàs nas lugha agus nas lugha le dilatation iomall a’ sìor fhàs. Tha an bholtadh iomall air a chuingealachadh an toiseach le σF. Is ann dìreach às deidh deformations fìor chudromach a bhios an cuideam as àirde ag èirigh os cionn σF, gus am bi buaidh an neartachadh structarail stàilinn ri fhaicinn (cùis 5).

A’ cuairteachadh cuideam a’ lùbadh aig diofar leudachaidhean oir

Fig. 1 - Co-ionannachd bholtachd lùbadh

Co-ionannachd stùcan cuideam. Tha cuairteachadh cuideaman fada air feadh na h-earrainn tro mheadhan an toll ann an aon slat drile teann timcheall a’ freagairt ris an loidhne 2 ann am fige. 2. Tha an stùc bholtachd σmax an urra ris a’ cho-mheas d/b. Tha e sa mhòr-chuid timcheall air σmax = 2-3 σm, far a bheil σm = S/FM a’ comharrachadh luach cuibheasach an cuideam tensile anns an roinn air a lagachadh leis an toll aig FM. Sl. Tha 2 dligheach gus am bi an staid bholtachd nas àirde na a’ chrìoch P. Aig luchdan nas àirde, gus dilation sònraichte a choileanadh, chan eil feum air bholtachd nas ìsle na a rèir an lagh loidhne dhìreach ach faisg air an toll. Aig na puingean as motha a tha fo chuideam, cha bhith na cuideaman an uairsin ag àrdachadh a rèir S, ach nas slaodaiche. Aig a’ chrìoch, gheibhear cuairteachadh timcheall air èideadh de chuideaman fad-ùine σm = σf thairis air an earrann gu lèir 2-2. Chaidh dearmad a dhèanamh air cuideaman rùsgaidh agus transverse. Tha tachartasan co-ionannachd cuideam rè àrdachadh slaodach an fhorsa S anns an t-slat a’ dearbhadh gu bheil an dòigh àbhaisteach airson structaran stàilinn fo bhuaidh luchd statach air fhìreanachadh, gus na stùcan cuideam a sheachnadh rè tomhas agus coimeas a dhèanamh eadar an cuideam cuibheasach σm \ = S / Fm anns an roinn lag Fm leis an luach ceadaichte.

Cuairteachadh cuideam timcheall toll ann an slat stàilinn teann

Fig. 2

Modh meudachaidh a rèir comas luchdaidh

Le àrdachadh san luchd, tha co-ionannachd den bholtachd san roinn. Ann a bhith a’ dèanamh seo, tha na cuideaman air an ath-chruinneachadh bho na pàirtean as cudromaiche den roinn chun fheadhainn as lugha cuideam. Cho fad ‘s nach eil na deformations cho mòr is gum feumar aire a thoirt dhaibh nuair a bhios iad a’ suidheachadh nan suidheachaidhean co-chothromachd, chan urrainn don phròiseas seo dad atharrachadh air meud buaidh S, M, msaa airson structaran a tha air an dearbhadh gu staitigeach.

Taic leantainneach agus frèam: fo bharail lagh Hooke, gheibhear an loidhne mhionaid a chithear fo a airson aon taic leantainneach de earrann seasmhach (fig. 3). Tha na cuideaman cromadh co-rèireach ris na h-amannan cromadh M. Ma dh’ èiricheas an dà luchd gu co-ionann, thèid a’ chrìoch-P thairis air an taic mheadhanach B. Tha a’ chrìoch giùlain air a ruighinn nuair a ruigear a’ mhionaid cuibhreachaidh MDF san raon cuideachd. Ann an cùis beam clampte air gach taobh de roinn co-chothromach seasmhach le feachd dlùth (fig. 4), tha co-ionannachd amannan ann bhon toiseach. Nuair a thèid thairis air a’ chrìoch-P, chan eil atharrachadh sam bith ann an cuairteachadh mionaid. Air an làimh eile, ann an cùis luchd air a chuairteachadh gu cothromach (fig. 5) tha co-ionannachd nan amannan a’ leantainn gu lùghdachadh anns a’ mhionaid prìneachaidh bho -2/3 Mo gu -1/2 Mo.

Diagram de ghiùlan clampte dùbailte le feachd dlùth

Fig. 4

loidhnichean mionaid ro agus às deidh ath-sgaoileadh mionaid

Fig. 3 agus an leithid. 5, fa leth: amannan cromadh: a) roimhe, b) staid crìche às deidh ath-chruinneachadh feachd; a) roimhe, b) às deidh co-ionannachd mionaid

Togail uachdaran: le trusganan neo-chrìochnaichte air an taobh a-staigh, tha an aon eisimeileachd ann ri togail frèam. Faodar dearmad a dhèanamh air cuideaman àrd-sgoile, a tha co-cheangailte ris na nodan a tha cruaidh ann an lùbadh, anns a’ chiad tuairmse nuair a thathar a’ measadh comas luchdan. Bidh earrannan plastaigeach ag obair mar an ceudna ri joints, gus am bi gnìomhachd statach a’ chroit fon eallach mu dheireadh as urrainn dha a ghiùlan fhathast nas fhaisge air an ìre de trusgan air leth math le joints anns na nodan. A thaobh togail le luchdan a tha tric air an ath-aithris, anns am bu chòir aire a thoirt do uinneanan neart sgìths, mar sin tha teagamhan mòra ann mu bhith a’ toirt aire do cho-ionannachd feachdan rè tomhas. Air an làimh eile, tha e cudromach gu practaigeach co-dhùnadh mu bhuaidh gluasad taic. Leis gu bheil neart obrach eileamaidean structarail fa leth an urra ri crìochan cuideam a-mhàin, agus chan ann air meud an deformations iomlan, chan eil buaidh sam bith aig gluasad nan taic air comas giùlain.

Luchd eile: is ann ainneamh a thathas a’ tuigsinn gu bheil cùis luchdan seasmhach. Le girders drochaid, tha stàitean luchdan caochlaideach. Tha barailean mu fheachdan agus cuairteachadh cuideam ann an eileamaidean structarail fa leth, a tha nas sìmplidhe, cumanta ann an obair phractaigeach le structaran stàilinn, a rèir an fhear roimhe, tha iad air am fìreanachadh ann an suidheachaidhean àbhaisteach. Tha seo gu sònraichte fìor airson a bhith a’ dearmad stùcan bholtachd ionadail. Chan urrainnear a mholadh an dòigh meudachaidh a chuir an sàs a rèir comas luchdan fo luchdachadh reamhar (fiùghantach). Mar sin, tha am modh meudachaidh a rèir comas luchdan cuingealaichte ri cùis luchdan statach sa mhòr-chuid, gu sònraichte a thaobh togalaichean ann an gnìomhachas an togail. Ann an cùisean eile, anns am bu chòir aire a thoirt do choltas sgìths, feumar deformations mòra a bhith air an dùnadh a-mach agus teòiridh elasticity a ghabhail mar bhunait. Ann a bhith a ‘dèanamh seo, bu chòir dhut a bhith a’ strì airson astar mòr gu leòr bhon àite toraidh. Tha cruas an stàilinn togail an uairsin a’ toirt beagan tèarainteachd a bharrachd.

Strus eile

_ Fuar a’ sìneadh agus a’ fàs nas sine_: Ann am fige. 6 chaidh an loidhne teannachadh cuideam de shlat chruinn, a bha fosgailte do chuideaman tensile is teannachaidh mu seach, a chuir an sàs. Tha pròiseasan luchdan fa leth air an comharrachadh le àireamhan a rèir an òrdugh. Bidh dilatations elastic a thilleas nuair a thèid an luchdachadh sìos cuideachd a’ tachairt às deidh sìneadh mòra a rèir cuideam. Nuair a dh’ atharraicheas tu an soidhne bholtachd, bidh a’ chrìoch-P cha mhòr gu tur à sealladh. Mar sin, chan eil feartan elastagach stàilinn togail air a tharraing anns an staid fhuar ag aontachadh ris na luachan tùsail. A rèir a’ ghiollachd roimhe, faodar eadar-dhealachaidhean gu math cudromach a nochdadh.

Loidhne cuideam-sgaoilidh fo luchdachadh mu seach de shlat stàilinn

Fig. 6

Còmhla ri sin thig barrachd shoidhnichean de bhith a’ fàs nas sine. Tha an teirm seo a’ toirt a-steach gach atharrachadh ann an togalaichean a tha a’ tachairt thar ùine gun bhuaidh bhon taobh a-muigh. Faodar coimhead air aois sìneadh às deidh deformachadh maireannach le sìneadh fuar. Ma thèid sampallan deuchainn a shìneadh gu maireannach fhàgail airson ùine gun luchd aig teòthachd an t-seòmair, bidh an neart tensile agus, gu ìre nas lugha, an neart deòir ag èirigh os cionn an luach tùsail, fhad ‘s a tha an leudachadh aig àm fois a’ dol sìos (Fig. 7). Mairidh am pròiseas aosda airson làithean, ach thèid a lughdachadh gu beagan uairean a thìde no dìreach mionaidean, ma thèid an stàilinn structarail a theasachadh gu timcheall air 300 oC. Bu chòir a thoirt fa-near cuideachd gu bheil a bhith a ‘sìneadh nas sine a’ tachairt aig an aon àm ri sìneadh, ma thachras seo aig teòthachd. 200 – 400 oC, i.e. anns an raon glow gorm.

Coimeas eadar dilatation slat ath-luchdaichte agus sìnte fuar

Fig. 7 - a) loidhne leudachaidh de shlat le luchdachadh dùbailte; b) loidhne dilation de shlat air a shìneadh ann an staid fhuar

Gnìomh às deidh sin agus hysteresis: Ann an stuth gu tur elastagach, tha eisimeileachd neo-sheasmhach eadar an staid cuideam agus deformachadh, gus am bi cuid de chuideaman an-còmhnaidh a’ freagairt ris na h-aon deformations agus a chaochladh. Le lagh sònraichte de elasticity, chan eil an deformations an urra ris an ùine a chaidh seachad bho chaidh an luchd a chuir an sàs, agus cuideachd chan ann air an dòigh anns a bheil an luchd air a chuir an sàs. Faodar iomradh a thoirt air gluasadan bho ghiùlan dìreach elastagach ann an dà ìre de thuairmse: anns an roinn elastagach tha gluasadan beaga; faodar an dearmad anns a’ chiad tuairmse. Faodar an dearbhadh le tomhasan ceart, gu sònraichte nuair a thathar a’ dèanamh coimeas eadar an cuideam nas fhaisge air a’ chrìoch elastagach. Is e sin, chan e a-mhàin gnìomh bholtachd a th’ ann an dilatation, ach le cearcall luchdan dùinte agus an aon bholtadh, tha e an-còmhnaidh beagan nas lugha aig àm luchdachadh na tha e aig àm luchdachadh. Deviation bho iomlan elasticity, ie. Canar hysteresis elastic ris an eadar-dhealachadh eadar leudachadh co-fhreagarrach aig na h-aon cuideaman. Ma thèid an cearcall luchdan ath-aithris nas trice, gheibhear seo aig bholtaids nach eil ro àrd - lùb dùinte de hysteresis no tais. Sl. Tha 8 a’ sealltainn na lùban taise airson diofar luachan luchd AC. Bidh leud nan lùban a ’meudachadh gu làidir le àirde an bholtaids. Tha farsaingeachd an lùb co-roinneil ris an obair deformation, a tha air a chall aig gach cearcall agus air a thionndadh gu teas. Cuideachd, tha an deformations caochlaideach chan ann a-mhàin le àirde an bholtaids ach cuideachd le ùine, tha iad an urra ris an astar agus an dòigh luchdachadh. Canar aftereffect ris a’ phàirt den deformation, a tha an urra ri ùine. Bidh hysteresis agus aftereffect a ‘tachairt aig an aon àm. Mar riaghailt, chan eil iad cudromach gu practaigeach airson na seòrsaichean stàilinn togail sin a tha a ’tachairt ann an structaran stàilinn aig teòthachd an t-seòmair.

Lùban hysteresis aig diofar ìrean de luchd eile

Sl. 8

** Nòta Iarrtais: ** Cha bu chòir sònrachaidhean stuthan eachdraidheil, barailean, diagraman agus modhan-obrach san teacsa a chleachdadh an àite inbhean gnàthach, feartan toraidh sònraichte, modail àireamhachaidh agus dearbhadh eòlaichean air an togail iomlan.