Tushen tsarin karfe

** Muhimmin bayanin kula na ƙwararru:** Wannan rubutun ilimi ne na kayan tarihi, ba ƙayyadaddun ƙira na yanzu ba, ƙididdige ƙididdiga, tabbacin ƙarfin kaya ko ƙirar masana’anta da umarnin taro. Dole ne tsarin ƙirar ƙarfe ya haɗa da ainihin ayyuka, haɗin kai, kwanciyar hankali, gajiya, wuta, lalata da duk sauran yanayi masu dacewa bisa ga ingantattun ka’idoji da ƙa’idodi, tare da alhakin mai tsara izini.

Zane da ginin ƙarfe ba ya cikin tayin jama’a na yanzu na Savo Kusić. Abubuwan da aka fi mayar da hankali kan samarwa a yau sun ƙunshi gilashin katako, tagar itace-aluminum da ƙofofin al’ada.

Tsarin ƙarfe yana da fasalin gama gari domin galibi sun ƙunshi ƙarfe mai zafi. Ana yin haɗin gwiwa ta amfani da rivets, skru ko waldi. Wannan ya hada da tsarin karfe don gadoji, gine-gine, masana’antu da ma’adinai, injiniyoyin ruwa, ginshiƙai, hasumiya, tankuna, a cikin ma’ana mafi girma kuma don cranes, ginin jirgin ruwa, tukunyar jirgi, da dai sauransu. Mahimmancin gabatarwar da ke gaba shine maganin mahimmancin ra’ayi.

Kayayyaki

Babban kayan gini na ginin ƙarfe ana birgima bayanan martaba daga ginin ingancin ƙarfe S235, S275, S355, S420, S450. Dangane da ma’auni, akwai nau’ikan nau’ikan ƙarfe na gini daban-daban, inda adadin da ke cikin rarrabuwa yakan nuna ƙarfin ƙarfin ƙarfe. Akwai alamomin haruffa da yawa, inda a wannan yanayin S yana nufin karfen tsari. Mafi yawan nau’ikan da ake amfani da su sune S, B (ƙafafun ƙarfe, ƙarfafawa) da Y (ƙarfe mai mahimmanci).

Karfe birgima goyon baya

Akwai nau’i-nau’i na tallafi na bayanan karfe kuma kowanne yana da nasa manufa, amfani da rashin amfani.

• U-profiles
• I-profiles tare da kunkuntar ƙafafu (IPE, IPN)
• Bayanan martaba masu fadi (HEA, HEB, HEM, HD)
• Bayanan martaba/akwatuna (zagaye, murabba’i, rectangular)
• Sheets
• Kayayyakin sanyi (wanda aka samu ta hanyar mirgina fitillu mai sanyi da murɗa lebur)

Kowane ɗayan waɗannan bayanan sun bambanta ta siffar, girma, manufa, da sauransu. Misali, akwai sama da 20 nau’ikan bayanan IPN daban-daban, waɗanda suka bambanta da girma; manyan bayanan martaba za su iya jure jure jure wa ƙuri’a (na sassauƙa da na gefe-torsional), karkatacciya, da sauransu.

Akwai nau’i nau’i nau’i hudu na karfe dangane da ko sun kai ga yawan amfanin ƙasa lokacin da damuwa ya karu, ko bincike shine filastik ko na roba, menene nauyin nauyin sashin giciye, da dai sauransu inda aji na farko ya fi kyau kuma na hudu shine mafi muni. Ana iya karanta ƙarin game da tsari da ƙarfin ƙarfe nan.

Daidaita ƙarfin wutar lantarki da ɗaukar ƙarfin aiki a tsayin daka

Bearing Capacity. An ƙaddara girman sifofin karfe don an cire manyan nakasu na dindindin. Ƙarfin ɗaukar nauyi, duk da haka, a yawancin lokuta ba ya ƙare ta kowace hanya lokacin da mafi girman damuwa ya kai ga yawan amfanin ƙasa - to, nakasar ta girma da sauri fiye da matsalolin. Don ƙarfe na tsari, dogaro iri ɗaya kamar lokacin da ake samun yawan amfanin ƙasa ana iya ɗauka azaman iyakar dokar Hooke don yanayin damuwa gabaɗaya. A cikin yanayin yanayin damuwa iri ɗaya, waɗanda suke daidai a kowane wuri, babu wani canje-canje da ke faruwa lokacin da aka wuce iyakar daidaituwa, sai dai duka naƙasassun girma da sauri fiye da damuwa.

Daidaita damuwa yayin lanƙwasawa. A cikin yanayin lanƙwasa katako, rarrabawar damuwa na rectilinear bisa ga ra’ayin Navier ya shafi, har sai damuwa na gefen σ = M / W bai wuce iyakar daidaituwa ba. Tsawon tsayi ε = ε(σ). Wannan gaskiya ne aƙalla ga ƙananan lanƙwasa. Matsalolin da suka fi girma fiye da danniya na daidaituwa na iya girma a hankali fiye da fadadawa ε. A cikin fig.1Ana nuna rarraba damuwa na lanƙwasawa don zane mai aiki da aka ba da kuma don ƙima daban-daban na fadada gefen. Yankin daidaito (alama tare da da’irar akan duk layin wutar lantarki) don haka ya zama ƙarami kuma ƙarami tare da haɓaka haɓakawa. Ƙarfin wutar lantarki na farko yana iyakance ta σF. Sai kawai bayan gyare-gyare masu mahimmanci mafi girman damuwa ya tashi sama da σF, don haka tasirin ƙarfafa tsarin ƙarfe ya zama bayyane (harka).5).

Sl.1- Daidaita damuwa yayin lankwasawa

Equalization of stress kololuwa. Rarraba matsananciyar damuwa a fadin sashe ta tsakiyar rami a cikin sandar da aka haƙa da ƙarfi guda ɗaya yayi daidai da layin.2a cikin fig.2. Ƙwararrun ƙarfin lantarki σmax ya dogara da rabon d/b. Yawancin yana kusa da σmax =2-3σm, inda σm = S/FM  ke nuna matsakaicin ƙimar danniya a cikin sashin da rami ya raunana a FM. Sl.2mai aiki har sai yanayin ƙarfin lantarki ya wuce iyakar P. A mafi girma lodi, domin cimma wani dilation, ƙananan voltages ake bukata kawai kusa da rami fiye da bisa ga madaidaiciya-line dokar. A mafi yawan wuraren da aka fi damuwa, damuwa ba za ta ƙara karuwa daidai da S ba, sai dai a hankali. A kan iyaka za a samu a kan dukan sashe2-2kusan rarraba iri ɗaya na damuwa mai tsayi σm = σf. An yi watsi da damuwa mai ƙarfi da juzu’i. Abubuwan da suka faru na daidaitawar danniya a lokacin jinkirin karuwa na karfi S a cikin sanda sun tabbatar da cewa hanyar da aka saba da ita don tsarin karfe a ƙarƙashin tasirin tasirin da aka saba da shi ya dace, don yin watsi da matsananciyar damuwa a lokacin girma da kuma kwatanta kawai matsakaicin danniya σm \ = S / Fm a cikin sashin raunana Fm tare da ƙimar halatta.

Sl.2

Hanyar haɓakawa gwargwadon ƙarfin nauyi

Yayin da nauyin ya karu, daidaitawar wutar lantarki yana faruwa a cikin sashin. A yin haka, ana sake tattara matsalolin daga mafi yawan ɓangarorin sashe zuwa mafi ƙarancin damuwa. Matukar nakasar ba ta da girma ta yadda dole ne a yi la’akari da su yayin saita yanayin ma’auni, wannan tsari ba zai iya canza komai ba akan girman tasirin S, M, da sauransu tare da ƙayyadaddun sifofi.

Ci gaba da goyan bayan firam: ƙarƙashin zato na dokar Hooke, ana samun shi don ci gaba da goyan bayan sashe na dindindin (Fig.3) layin lokacin da aka nuna a ƙarƙashin a. Matsakaicin lanƙwasawa daidai yake da lokacin lanƙwasawa M. Idan duka nauyin biyu sun ƙaru daidai, za a fara wuce iyakar P-limit a tsakiyar goyon baya B. An kai iyakar ƙaddamarwa lokacin da aka kai lokacin iyakance MDF a cikin filin kuma. A cikin yanayin katakon da aka manne a ɓangarorin biyu na sashin daidaitacce akai-akai tare da ƙarfi mai ƙarfi (fig.4) Daidaiton lokacin yana wanzuwa tun daga farko. Lokacin da P-limit ya wuce, babu wani canji a cikin rarraba lokacin. Akasin haka, a cikin yanayin nauyin da aka rarraba daidai gwargwado (Fig.5) daidaitawar lokutan yana haifar da raguwar lokacin tsinke tare da -2/3 Mgame da -1/2 Mo.

Sl.4

Sl.3da dai sauransu.5, bi da bi: lankwasawa lokutta: a) kafin, b) iyaka jihar bayan da aka sake tara karfi; a) kafin, b) bayan daidaita yanayin

Gine-ginen lattice: tare da ingantattun tarkace na ciki, akwai abubuwan dogaro iri ɗaya kamar na ginin firam. Matsalolin na biyu, waɗanda ke da alaƙa da nodes waɗanda ke da ƙarfi a cikin lanƙwasa, ana iya yin watsi da su a cikin ƙima na farko lokacin kimanta ƙarfin nauyi. Sassan da aka yi wa filastik suna aiki daidai da haɗin gwiwa, ta yadda aikin ƙwanƙwasa a ƙarƙashin babban kaya wanda har yanzu zai iya ɗauka ya fi kusa da na ingantacciyar ƙugiya tare da haɗin gwiwa a cikin nodes. Dangane da gine-ginen da aka maimaita akai-akai, wanda ya kamata a yi la’akari da abubuwan ƙarfin gajiya, don haka akwai shakku masu yawa game da ɗaukar daidaiton ƙarfi a lokacin girma. Akasin haka, yana da mahimmanci a aikace don ƙarewa akan tasirin ƙaurawar tallafi. Tun da ƙarfin aiki na abubuwan tsarin mutum ɗaya ya dogara ne kawai akan iyakokin damuwa, kuma ba akan girman duka nakasawa ba, ƙaurawar tallafin ba su da wani tasiri akan ƙarfin ɗaukar nauyi.

Maɓallin nauyi: zato na ƙarar kaya akai-akai ba safai ake gane shi ba. Tare da ginshiƙan gada, akwai jihohi masu ɗaukar nauyi. Zato game da sojojin da rarraba danniya a cikin abubuwan tsarin mutum ɗaya, waɗanda ke sauƙaƙe, sun kasance na kowa a cikin aiki mai amfani tare da tsarin ƙarfe, bisa ga wanda ya gabata, suna barata a ƙarƙashin yanayi na yau da kullun. Wannan gaskiya ne musamman don yin watsi da kololuwar wutar lantarki na gida. Ba za a iya ba da shawarar yin amfani da hanyar girma bisa ga ƙarfin nauyi a ƙarƙashin (tsanai) nauyin gajiya ba. Don haka, tsarin ƙirƙira bisa ga ƙarfin lodi yana iyakance ga yanayin manyan lodin tsaye, musamman ga gine-gine a masana’antar gini. A wasu lokuta, a cikin abin da ya kamata a ba da hankali ga bayyanar gajiya, dole ne a cire manyan nakasassu kuma an dauki ka’idar elasticity a matsayin tushe. Yin haka, ya kamata mutum yayi ƙoƙari don isasshe babban nisa daga wurin da ake samun amfanin gona. Ƙarfin tsarin ƙarfe yana ba da ƙarin tsaro.

Madadin damuwa

Mikewa cikin yanayin sanyi da tsufa: Hoto.6An yi amfani da layin daɗaɗɗen damuwa na sandar zagaye, wanda aka fallasa ga sauye-sauyen juzu’i da damuwa. Ana yiwa madaidaicin matakan ɗaukar nauyi alama tare da lambobi bisa ga tsari. Faɗawar roƙon da ke dawowa kan saukewa shima yana faruwa bayan babban miƙewa gwargwadon damuwa. Lokacin canza alamar wutar lantarki, P-limit kusan bace gaba ɗaya. Sabili da haka, kaddarorin na roba na ginin ƙarfe da aka zana a cikin yanayin sanyi ba su yarda da ƙimar asali ba. Dangane da aikin da aka yi a baya, ana iya nuna bambance-bambance masu mahimmanci.

Sl.6

Tare da wannan suna zuwa alamun tsufa. Wannan kalmar ta ƙunshi duk canje-canje a cikin kaddarorin da ke faruwa akan lokaci ba tare da tasirin waje ba. Ana iya lura da tsufa bayan nakasar dindindin ta hanyar miƙewar sanyi. Idan an bar samfuran gwajin dindindin na dindindin na ɗan lokaci ba tare da lodi a cikin zafin jiki ba, ƙarfin juzu’i yana ƙaruwa, kuma zuwa ƙaramin ƙarfi ƙarfin yagewa, fiye da ƙimar asali, yayin da tsayin daka a hutu ya ragu (Fig.7). Tsarin tsufa yana tsawan kwanaki, amma ana rage shi zuwa ƴan sa’o’i ko mintuna kaɗan, idan ƙarfe na tsari ya yi zafi zuwa kusan.300oC. Har ila yau, ya kamata a ambaci cewa tsufa yana faruwa a lokaci guda tare da mikewa, idan wannan ya faru a lokacin zafi.200-400oC, watau a cikin yankin shudi mai haske.

Sl.7- a) layin fadada na sandar da aka ɗora sau biyu; b) layin fadada sandar da aka shimfida a cikin yanayin sanyi

Ayyukan da ke gaba da kuma hysteresis: A cikin wani abu mai ƙarfi gaba ɗaya, akwai dogara ga juna marar tabbas tsakanin yanayin damuwa da nakasar, ta yadda wasu matsalolin koyaushe suna daidai da nakasu iri ɗaya kuma akasin haka. Tare da ka’idar da aka ba da ita na elasticity, nakasar ba ta dogara da lokacin da ya wuce tun lokacin da aka yi amfani da kaya ba, kuma ba a kan hanyar da ake amfani da kaya ba. Za’a iya siffanta ɓarna daga halayya na roba zalla a cikin nau’i biyu na kusanta: a cikin yankin na roba akwai ƙananan ƙetare; ana iya yin watsi da su a kusantar farko. Ana iya ƙayyade su ta daidaitattun ma’auni, musamman lokacin kwatanta damuwa kusa da iyakar roba. Wato dilatation ba aikin wutar lantarki ba ne kawai, amma tare da rufaffiyar zagayowar lodi da irin ƙarfin lantarki iri ɗaya, ko da yaushe yana ɗan ƙarami yayin saukewa fiye da lokacin lodawa. Bacewa daga cikakkiyar elasticity, watau. Bambanci tsakanin madaidaicin faɗaɗa a cikin matsi iri ɗaya ana kiransa hysteresis na roba. Idan an sake maimaita sake zagayowar lodin sau da yawa, ana samun wannan a ba ta da ƙarfi sosai - rufaffiyar madauki na hysteresis ko damping. Sl. 8 yana nuna madaukai masu damping don ƙimar lodin AC daban-daban. Nisa na madaukai yana ƙaruwa da ƙarfi tare da tsayin ƙarfin lantarki. Yankin madauki yana daidai da aikin nakasa, wanda ya ɓace a kowane sake zagayowar kuma ya canza zuwa zafi. Har ila yau, nakasassu suna canzawa ba kawai tare da tsayin ƙarfin lantarki ba amma har ma tare da lokaci, sun dogara da sauri da kuma hanyar saukewa. Bangaren nakasar, wanda ya dogara da lokaci, ana kiransa sakamako. Hysteresis da sakamako suna faruwa a lokaci guda. A matsayinka na mai mulki, ba su da mahimmanci ga waɗannan nau’o’in karfe na ginin da ke faruwa a cikin tsarin karfe a yanayin zafi.

Sl.8

** Bayanin aikace-aikacen:** Abubuwan ƙididdiga na tarihi, zato, zane-zane da matakai a cikin rubutu bai kamata a yi amfani da su azaman madadin ƙa’idodi na yanzu, ƙayyadaddun halayen samfura, ƙirar ƙididdiga da tabbatar da ƙwararrun ginin gabaɗaya ba.