બેરરના વહનક્ષમતા લગભગ તમામ કિસ્સાઓમાં દબાયેલા ફ્લેન્જના વળાંકથી મર્યાદિત હોય છે. આ ત્યારે જ દેખાય છે જ્યારે દબાયેલા પગમાં તણાવ સર્વત્ર સમાન થયા પછી પ્રવાહ સીમા પ્રાપ્ત થાય. માત્ર મજબૂત બાજુ આધાર સાથે જ બળસહન ધાર તણાવને બાંધકામ સ્ટીલના કઠિનતા ક્ષેત્ર સુધી વધારી શકાય છે. વહનક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે તણાવના વાસ્તવિક વિતરણને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. તણાવના સીધરેખીય વિતરણની ધારણા સાથે વહનક્ષમતા ઓછી આંકાત. અસ્થિરતાની ઘટનાઓ ખાસ તપાસવી જોઈએ.
વળાંકના ભારવાળા આધારિત તત્ત્વોમાં છિદ્રોના બાદબાકી
તાણવાળી બાજુ પર, જેમ તાણવાળા દંડોમાં હોય છે તેમ, વિભાગનું નબળું પડવું કાર્ય કરે છે (નબળા થયેલ વિભાગ પર તાણવાળા પટ્ટાનું ફાટવું). આ અર્થમાં છિદ્રોને ટાળવા માટે એ જ નિયમો લાગુ પડે છે જે તાણવાળા દંડ માટે લાગુ પડે છે.
કારણ કે દબાયેલા બાજુના બાર પર રિવેટથી ભરેલાં છિદ્રો તણાવ અને વિકૃતિના વિતરણ પર બહુ ઓછો પ્રભાવ કરે છે, અને ભારવહન ક્ષમતા મુખ્યત્વે દબાયેલા પટ્ટાના બાજુના વાંકાથી મર્યાદિત રહે છે, તેથી સમમિત વિભાગ ધરાવતા બાર માટે વિભાગના નબળા પડવાનું પ્રમાણ ભારવહન ક્ષમતા પર ખાસ અસર કરતું નથી. તેથી જ F. Hartmann એ પહેલેથી પ્રશ્ન ઉઠાવ્યો હતો કે શું સમમિત બારો માટે છિદ્રોના કારણે થતી નબળાઈને ગણતરીમાં લેવી પણ જરૂરી છે. અસંમિત વિભાગોમાં (દબાયેલી બાજુ વધુ મજબૂત) બારની ખેંચાણવાળી બાજુએ છિદ્રોના ઘટાડાનો પ્રભાવ ભારવહન ક્ષમતા માટે નિર્ધારક બની શકે છે. વારંવાર પુનરાવર્તિત ભાર હેઠળ, છિદ્રો નોંધપાત્ર પ્રભાવ ધરાવે છે, ભલે તેઓ ધારના રેશાંથી વધુ અંતરે સ્થિત હોય.
આજે વળાંક હેઠળના વિભાગની ભારવહન ક્ષમતાની ગણતરીમાં ગ્રોસ અને નેટ વિભાગનો ઉપયોગ થાય છે (અન્ય સંબંધિત પ્રકારની ભંગ સાથે). ગ્રોસ વિભાગના ભંગમાં તે વિભાગનો ભાગ તૂટે છે જે છિદ્રોથી નબળો પાડવામાં આવ્યો નથી. નેટ વિભાગનો ભંગ છિદ્રોથી નબળા પાડવામાં આવેલા વિભાગ પર થાય છે, અને જે વિસ્તાર ધ્યાનમાં લેવાય છે તે ગ્રોસ વિસ્તારમાંથી તમામ છિદ્રોના વિસ્તારને બાદ કર્યા પછીનો હોય છે.
ગળા અને માથામાં રિવેટ્સ
વળાંક વખતે, સામાન્ય તણાવો ઉપરાંત, કાતરી તણાવો પણ ઉત્પન્ન થાય છે, જે સમાનાંતર પટ્ટાવાળા વાહકોમાં આડાં બળ Q ને અનુપાતમાં હોય છે. સંયુક્ત અનુપ્રસ્થીઓમાં, જુદા જુદા રોલ્ડ પ્રોફાઇલ્સને જોડતા રિવેટ્સ તેમના સંપર્ક સપાટીઓમાં કાતરી તણાવો ગ્રહણ કરે છે. રિબમાં કાતરી બળો T નું વિતરણ પરાબોલાકાર હોય છે, જ્યારે પટ્ટાઓમાં લગભગ સીધી રેખીય હોય છે. ભારે પટ્ટાવાળા વાહકોમાં રિબમાં T સરેરાશ મૂલ્ય Tm થી થોડું જ ભિન્ન હોય છે, જે પ્રથમ મૂલ્યાંકન માટે ઘણી વખત પૂરતું હોય છે.
ક્ર.1
માથાના રિવેટો (આકૃતિ 1b) સાથે મળીને સ્પાર્જનો બળ TK < TH સ્વીકારવો પડે છે. જુદા જુદા પટ્ટી લેમેલાઓ વચ્ચેનો સ્પાર્જ બળ હજી પણ નાનો છે અને આકૃતિ 1c મુજબની સ્થિતિમાં વધુ સંખ્યામાં રિવેટોમાં વહેંચાય છે.
દંડનો વિસ્તારો
ઊભી ચાદરનું લંબાઈમાં જોડાણ ત્યારે જરૂરી બને છે જ્યારે ચાદરની ઊંચાઈ ઉપલબ્ધ ચાદર-પટ્ટીઓની પહોળાઈથી વધારે હોય. ઉત્પાદન અને પરિવહનને ધ્યાનમાં લેતાં પણ તે જરૂરી થઈ શકે છે. લંબાઈમાં થયેલા એક આધારના જોડાણમાં આવેલા ક્લેમ્પ અને રિવેટ્સે એ જ બળ TL સહન કરવું જોઈએ, જે બિન-જોડાયેલ ચાદર લંબાઈના જોડાણમાં ધરાવત. કારણ કે ક્લેમ્પમાં છિદ્રોના કારણે થતા નબળાપણાં ઊભી ચાદર જેટલાં જ છે, તેથી ક્લેમ્પની જાડાઈ રિબની જાડાઈ કરતાં વધારે અથવા સમાન હોવી જોઈએ.
આકૃતિ 2 - ઊભી તાણિયાની લંબાઈવાળી જોડણી
વળાંકના ભાર હેઠળનો આડંબર જોડાણ વિવિધ રીતે બાંધણી પટ્ટીઓ દ્વારા ઢંકાઈ શકે છે. આકૃતિ 3 _કારખાનાકીય જોડાણ_ની અનેક શક્યતાઓ દર્શાવે છે, જેમાં ફક્ત ઊભી પટ્ટી જ ચાલુ રાખવામાં આવી છે. જો બાંધણી પટ્ટીઓ ફક્ત પટ્ટી-કોણિયાઓ વચ્ચે હોય (આકૃતિ 3a), તો પટ્ટી-કોણિયાઓની નીચે ઊભી પટ્ટીની ખુલ્લી પટ્ટીઓ રહી જાય છે. ત્યારે ઊભી પટ્ટીના જોડાણના વિસ્તારમાં કોણિયાઓ અને રિવેટ્સ પર ઘણો વધુ ભાર પડે છે, તેથી આ પ્રકારના જોડાણોને નાના બળવાળા ઓછા મહત્વના જોડાણો સુધી મર્યાદિત રાખવા જોઈએ. સંપૂર્ણપણે ઢંકાયેલું જોડાણ હંમેશા પ્રાધાન્ય આપવું જોઈએ. ઊભા કોણિયા-ભાગો પરની વિશિષ્ટ બાંધણી પટ્ટીઓ આ પટ્ટીના લંબાઇ દિશાના તાણ સ્વીકારે છે, પરંતુ આડાં બળના સ્વીકારમાં માત્ર અલ્પ પ્રમાણમાં ભાગ લે છે. આ બાબતમાં આકૃતિ 3c થોડો સુધારો આપે છે. મોટા બળો માટે ઊભી પટ્ટીની સંપૂર્ણ ઊંચાઈ સુધી બાંધણી પટ્ટીઓ રાખવાનો પ્રયત્ન કરવો જોઈએ (આકૃતિ 3d), જે માટે પટ્ટી-કોણિયાઓને તોડવા જરૂરી બને છે. બાંધણી પટ્ટીઓ કોણિયાના પગની જાડાઈ મેળવે છે; મોટા કોણિયા-જાડાઈમાં વધારાની બાંધણી પટ્ટીની અનાવશ્યક જાડાઈ બચાવવા માટે સમીકરણ પેડ્સ વપરાય છે.
Sl. 3 - ઊભા શીટનું આડું જોડાણ (વર્કશોપનું)
આડા બળના ભાર હેઠળ ઊભા શીટના જોડાણ માટે: જોડાણના સ્થળે વહનકર્તા પર ફક્ત Q (M = 0)નો જ ભાર આવે છે. સમાન અંતરે આવેલા રિવેટવાળા જોડાણ માટે (આકૃતિ 4) માનવું જોઈએ કે રિવેટોમાંનાં બળો NiQ આશરે જોડાણ સપાટીના સંબંધિત ક્ષેત્રફળ e*t ને અનુરૂપ છે, અર્થાત્ રિવેટોમાંના બળો વહનકર્તાની ઊંચાઈ મુજબ કાપણી તણાવો જેવા જ રીતે વિતરિત થાય છે, NiQ = e*t*τi = e*Ti. છતાં, માપન કરતી વખતે બધા n રિવેટોમાં સમાન વિતરણ ગણાય છે, NiQ = Q/n.
Sl. 4 - આડબળના વિતરણ સાથે ઊભી શીટનો આગળનો ભાગ
આકૃતિ 5 કાર્યશાળામાં બનાવેલ ઊભા શીટ-મેટલનો જોડાણ બતાવે છે (વિસ્તૃત કૉર્નર અને લેમેલા બીજા સ્થળે જોડવામાં આવ્યા છે).
ક્ર.5
સાધારણ બળ સાથે વાળવું: એવા ધારકો, જેમને એકસાથે વળાંક ક્ષણો અને સામાન્ય બળો લાગેલા હોય, તેમનું પરિમાણ સમાન સિદ્ધાંતો અનુસાર અને રેખીય તાણ વિતરણની ધારણા હેઠળ કરવામાં આવે છે. બંને પટ્ટીમાં રિવેટ્સ સંપૂર્ણ રીતે કાપી કાઢવામાં આવે ત્યારે, ઉપયોગી ક્રોસ-સેક્શન અને શૂન્ય રેખાનું સ્થાન ભારણના કેસ પર આધારિત રહેતું નથી, તેથી M અને _N_ના તાણોને સરળતાથી જોડાઈ શકે છે. આગળના ભાગમાં રિવેટ્સ પરનો ભાર અંશિક ભારણ કેસો M, અથવા N માંથી ઉત્પન્ન બળોની સુપરપોઝિશનથી મળે છે.
આધાર અને આધારકનું જોડાણ
અહીં ઘણા ઉકેલોમાંથી માત્ર સૌથી સામાન્ય ઉકેલ પર ચર્ચા કરવામાં આવશે. મૂલ્યાંકન કરતી વખતે હંમેશા પૂરક બળોને ધ્યાનમાં રાખવા જોઈએ, જે વધારે કે ઓછી આદર્શિત પ્રતિરોધ ગણતરીઓમાંથી થતા વિલક્ષણોથી મળે છે.
સાદું આધારકરણ કોઈ એક આધારકનું બીજા કોઈ નિર્માણ તત્વના ઉપરના પટ્ટા પર ત્યારે વિચારવામાં આવે છે જ્યારે પૂરતી બાંધકામ ઊંચાઈ ઉપલબ્ધ હોય. સામાન્ય સ્થિતિમાં રિવેટ્સ અથવા બોલ્ટોથી દૃઢ જોડાણ હોય છે. ચિત્ર 6માં ઇમારતોમાં સતત I-છાપરાંના સામાન્ય આધારકરણને દર્શાવાયું છે, જે સંકુચિત I-પગમાં છિદ્રાણ ટાળે છે. આધારકોને આપેલ સ્થિતિમાં ઉથલાવી પડવાથી તેમજ આડાં બળોથી પણ સુરક્ષિત રાખવા જોઈએ (ચિત્ર 7 અને 8). પુલ નિર્માણમાં આધારકોને ઘણીવાર જોડીને વપરાય છે (ચિત્ર 9); લંબક આધારકનું આડા આધારક પર સ્થિર આધારકરણ (ચિત્ર 10). વધુ આધાર બળો હોય ત્યારે આધારકોને ફિટ કરાયેલા કોણિયાં અથવા વેલ્ડ કરાયેલા પ્રોફાઇલોથી કઠોર બનાવવું જોઈએ (ચિત્ર 8 થી 10). સંયુક્ત આધારકોમાં ભારને રિબમાં પહોંચાડવો જોઈએ.
આકૃતિ 6 - રાફ્ટરોનું જોડાણ
ચિત્ર 7 અને 8
આંક. 9 અને 10
પાંજર જોડાણ: આકૃતિ 11 અને 12 માં I-બીમોના જોડાણો દર્શાવેલા છે, જે મકાન બાંધકામમાં સામાન્ય જોડાણો તરીકે વપરાય છે. કાપમાં મોટું ગોળાઈકરણ આપવામાં આવે છે, જેથી બીમના પાંજરમાં તિરાડ પડવાનું ટળે. પાંજર જોડાણથી થતું લવચીક ક્લેમ્પિંગ વહનક્ષમતામાં થોડોક વધારો લાવે છે. વર્ણવેલા વિકૃતિઓ ખરેખર મુખ્યત્વે શાંતિપૂર્ણ ભારણમાં નિર્દોષ હોય છે, જેમ કે જૂના પુલોમાં.
આકૃતિ 11. - I-બીમના સામાન્ય જોડાણો, લંબ અંતિમ કાપ સાથે
આકૃતિ 12 - I-બીમના કાપેલા છેડાવાળા સામાન્ય જોડાણો
વાંકામાં કઠોર જોડાણો ત્યારે બનાવવામાં આવે છે જ્યારે કોણ બદલાવ વિના જોડાણ જરૂરી હોય (સતત આધાર, ફ્રેમના કઠોર ખૂણાઓ) અથવા પરિવર્તનશીલ ભારણ હેઠળ થાકજન્ય ભંગનો જોખમ હોય, ખાસ કરીને રેલવે પુલોમાં. સતતતા માટેની પટ્ટીઓ, વાંકામાં કઠોર જોડાણો. વાંકામાં કઠોર ખૂણાઓ, ફ્રેમના ખૂણાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
- સતતતા માટેની લેમેલાઓ – જો એક જ સમતલમાં આવેલા આધારકોને જોડવાના હોય, તો બંને ઉપરના પટ્ટાઓને લેમેલા અથવા સતતતા માટેની બાંધણી વડે જોડવામાં આવે છે. આ રીતે જોડાણના રિવેટ્સ ખેંચાણબળોથી મુક્ત થાય છે અને મોટા વિકૃતિઓ ટાળી શકાય છે.
આકૃતિ 13 - સતતતા માટે લેમેલા સાથેનું જોડાણ
આંક. 14 - લાંબા સહારાઓનો જોડાણ a) હાઇવે પુલનો; b) રેલવે પુલનો
- વળાંક માટે કઠોર જોડાણો – આવો જોડાણ પ્રકાર માર્ગપુલોના પદયાત્રી માર્ગોની સંપૂર્ણ કન્સોલોમાં જોવા મળે છે. નાના મોમેન્ટ્સ માટે તેમનું ઊભું પાતળું પત્ર મુખ્ય બીમને મજબૂત કરવા માટેના કોણિયાં વચ્ચે માત્ર બે બાજુએ જોડાયેલું હોય છે. દાખલ કરાયેલ મોમેન્ટ મજબૂતીકરણ દ્વારા મુખ્ય બીમની સમગ્ર ઊંચાઈમાં વિતરણ પામે છે, અર્થાત્ તે બળોના યુગ્મ તરીકે તેના પટ્ટાઓમાં દાખલ થાય છે.
આંક. 15 અને 16
- વળાંક માટે કઠોર ખૂણાઓ – બાંધકામમાં સ્તંભો અને બીમોની વચ્ચે વળાંક માટે કઠોર ખૂણાઓ એવી રીતે રચવા જોઈએ કે ખૂણો અપરિવર્તિત રહે અને તણાવની કોઈ સ્થાનિક અતિક્રમણો ન થાય. ખૂણાઓમાં વિશ્વસનીય જોડાણો, ઉદાહરણ તરીકે, ચિત્ર 16 મુજબ વિંગ પ્લેટો વાપરવામાં આવે ત્યારે અથવા ચિત્ર 100 મુજબ જ્યારે સ્તંભની પટ્ટીઓમાં સ્થિરતા ક્ષણને બળજોડ તરીકે લેવામાં આવે ત્યારે બને છે.
- ફ્રેમના ખૂણા – બહુકોણીય ફ્રેમોમાં, જો ખૂણાનો ફરક નાનો હોય, તો જોડાણ તૂટવાના બિંદુએ બનાવી શકાય છે; જોડાયેલા દંડો પર તણાયેલા અને દબાયેલા દંડોની જેમ બાંધણીઓથી આવરણ કરવામાં આવે છે. વળાંકબળો તૂટવાના સ્થાન પર કેન્દ્રિત થાય છે અને તેને કડકતા દ્વારા સ્વીકારવા પડે છે. આકૃતિ 101 માં વાંકામણના ક્ષણ અને ફેરવણ બળોના અર્થને આધારે જોડાણના આવરણ અને કડકતાના તફાવત પર ધ્યાન આપો. મોટા બળો અને નોંધપાત્ર ખૂણાના તફાવતના કિસ્સામાં, જોડાણને ફ્રેમના ખૂબ વાંકાં ભાગમાં આવવા દેવામાં ટાળવામાં આવે છે. ફ્રેમના ખૂણાઓ પાસેના જોડાણો વધુ સારો રચનાત્મક આકાર આપે છે અને બનાવટને સરળ બનાવે છે. તૂટવાના બિંદુની બંને બાજુ રિવેટેડ સર્વજનિન જોડાણોના ઉદાહરણો આકૃતિ 102a અને આકૃતિ 102b માં આપેલા છે, જેમાં ખૂણો વેલ્ડેડ ભાગથી બનેલો છે. આકૃતિ 103 પર ફ્રેમના થંભાના વાંકામણ સામેના કઠોર જોડાણને સતત આડી પટ્ટી સાથે દર્શાવવામાં આવ્યું છે.
આકૃતિ 17a
ચિત્ર. 17b
કોણીય જોડાણો: અત્યાર સુધી ચર્ચાયેલ જોડાણોમાં રિબ્સ પરસ્પર લંબ હતાં. જો કે જો કોણ સમકોણ ન હોય, તો એંગલ્સ (આકૃતિ 18) ફેરવવામાં આવે છે, અને બહુ તીક્ષ્ણ કોણોએ વેજાકાર ઉપસળિયા વપરાય છે. સતતતા માટેની પટ્ટીઓ અને આધાર ટુકડાઓ જરૂરી મુજબ સીધા જોડાણો જેવી રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. વંકાયેલા જોડાણ પ્લેટો (આકૃતિ 19) મોટા વિકેન્દ્રીકરણ અને નોંધપાત્ર વધારાના બળો સાથે જોડાયેલા હોય છે. વેલ્ડ કરેલી જોડાણ પ્લેટો (આકૃતિ 20) વાપરવાથી તિર્યક જોડાણો બનાવવાનું સરળ બને છે.
ફિગ. 18
ક્ર.19
ક્ર.20