सपोर्ट की वहन क्षमता लगभग सभी मामलों में संपीडित पट्टी के मुड़ने से सीमित होती है। यह तब ही प्रकट होता है जब संपीडित फ्लैंज में सर्वत्र तनावों के समानीकरण के बाद यील्ड सीमा प्राप्त हो जाती है। केवल मजबूत पार्श्व सहारों के साथ ही सहनीय किनारी तनाव को निर्माण स्टील के सुदृढ़ीकरण क्षेत्र तक बढ़ाया जा सकता है। वहन क्षमता का आकलन करते समय वास्तविक तनाव-वितरण को ध्यान में रखना चाहिए। तनाव के सीधी रेखीय वितरण की धारणा के साथ वहन क्षमता कम आंकी जाती। अस्थिरता की घटनाओं की विशेष रूप से जाँच करनी चाहिए।
झुकाव-भारित बीमों में छिद्रों की कटौती
बीम की खिंची हुई तरफ, अनुभाग के कमजोर होने का प्रभाव वैसा ही होता है जैसा खिंची हुई छड़ों में होता है (कमज़ोर अनुभाग पर खिंचे हुए पट्टे का फटना)। इस अर्थ में छेदों के प्रतिरोध के लिए वही नियम लागू होते हैं जो खिंची हुई छड़ के लिए लागू होते हैं।
चूँकि दाबित पक्ष पर रिवेट-भरे छेद प्रतिबल और विकृति के वितरण को बहुत कम प्रभावित करते हैं, और वहन क्षमता मुख्यतः दाबित पट्टी के पार्श्व मोड़ से सीमित होती है, इसलिए सममित अनुप्रस्थ काट वाले वाहकों में अनुप्रस्थ काट के दुर्बल होने की मात्रा वहन-भार पर विशेष प्रभाव नहीं डालती। इसलिए पहले ही F. Hartmann ने यह प्रश्न उठाया था कि क्या सममित वाहकों में छेदों के कारण होने वाले दुर्बलन को बिल्कुल भी ध्यान में लेना आवश्यक है। असममित अनुप्रस्थ काटों में (दाबित पक्ष अधिक मजबूत होने पर) वाहक के तन्य पक्ष पर छेदों की कटौती वहन क्षमता के लिए निर्णायक हो सकती है। बार-बार दोहराए गए भार के अंतर्गत छेदों का पर्याप्त प्रभाव होता है, भले ही वे किनारी रेशों से अधिक दूरी पर स्थित हों।
आज झुकाव के अंतर्गत अनुप्रस्थ काट की वहन क्षमता की गणना में सकल और शुद्ध अनुप्रस्थ काट का उपयोग किया जाता है (अन्य प्रासंगिक भंग-प्रकारों के साथ)। सकल अनुप्रस्थ काट के अनुसार भंग उस भाग में होता है जो छिद्रों से कमज़ोर नहीं हुआ है। शुद्ध अनुप्रस्थ काट के अनुसार भंग उस अनुप्रस्थ काट में होता है जो छिद्रों से कमज़ोर हुआ है, और जिस क्षेत्र पर विचार किया जाता है वह सकल क्षेत्रफल में से सभी छिद्रों के क्षेत्रफल को घटाकर प्राप्त क्षेत्रफल है।
गर्दन और सिर में रिवेटिंग
वक्रण के दौरान, सामान्य तनावों के अतिरिक्त कर्तन तनाव भी उत्पन्न होते हैं, जो समानांतर पटरियों वाले बीमों में अनुप्रस्थ बल Q के समानुपाती होते हैं। मिश्रित अनुप्रस्थ काटों में, अलग-अलग रोल किए गए प्रोफ़ाइलों के बीच संपर्क सतहों पर कर्तन तनावों को उन्हें जोड़ने वाले रिवेट ग्रहण करते हैं। कर्तन बलों T का वेब में वितरण परवलयिक होता है, जबकि पट्टियों में लगभग रेखीय होता है। भारी पट्टियों वाले बीमों में वेब में T का औसत मान Tm से बहुत कम अंतर होता है, जो प्रारंभिक आकलन के लिए अक्सर पर्याप्त होता है।
क्र.सं.1
जोड़ (चित्र 1b) में लगे रिवेटों को मिलकर मोड़ने वाले बल TK < TH को वहन करना होता है। अलग-अलग बेल्ट लैमलों के बीच मोड़ने वाला बल और भी कम होता है और चित्र 1c वाले मामले में इसे अधिक संख्या में रिवेटों में वितरित किया जाता है।
बीम का विस्तार
ऊर्ध्वाधर शीट का अनुदैर्ध्य विस्तार तब आवश्यक होता है जब शीट की ऊँचाई उपलब्ध शीट चौड़ाइयों से अधिक हो। निर्माण और परिवहन को देखते हुए भी इसकी आवश्यकता हो सकती है। किसी एक सहारे के अनुदैर्ध्य विस्तार में टाई-प्लेटें और रिवेट उसी TL बल को वहन करने चाहिए, जो बिना विस्तार वाली शीट के अनुदैर्ध्य जोड़ में होता। चूँकि टाई-प्लेट में छिद्रों के कारण कमजोरियाँ ऊर्ध्वाधर शीट में जितनी ही हैं, इसलिए टाई-प्लेट की मोटाई रिब की मोटाई से अधिक या उसके बराबर होनी चाहिए।
आकृति 2 - ऊर्ध्वाधर शीट का अनुदैर्ध्य विस्तार
झुकने के भार के अधीन अनुप्रस्थ जोड़ को विभिन्न तरीकों से पट्टियों द्वारा ढका जा सकता है। चित्र. 3 कई संभावनाएँ दिखाता है कार्यशाला जोड़ की, जिसमें केवल ऊर्ध्वाधर पट्टी जोड़ी गई है। यदि पट्टियाँ केवल पट्टी-कोणकों के बीच हों (चित्र. 3a), तो पट्टी-कोणकों के नीचे ऊर्ध्वाधर पट्टी के खुले हुए भाग रह जाते हैं। तब कोणक और रिवेट ऊर्ध्वाधर पट्टी के जोड़ वाले क्षेत्र में काफी अधिक भारित होते हैं, इसलिए इस प्रकार के जोड़ को कम महत्वपूर्ण, कम बलों वाली कड़ियों तक सीमित रखना चाहिए। पूर्णतः ढके हुए जोड़ को सदैव प्राथमिकता देनी चाहिए। ऊर्ध्वाधर भुजाओं पर दी गई विशेष पट्टियाँ इस पट्टी के अनुदैर्ध्य तनावों को ग्रहण करती हैं, पर अनुप्रस्थ बल के वहन में केवल बहुत कम भाग लेती हैं। इसमें कुछ सुधार चित्र. 3c से मिलता है। बड़े बलों के लिए ऊर्ध्वाधर पट्टी की पूरी ऊँचाई तक पट्टियाँ देने का प्रयास करना चाहिए (चित्र. 3d), जिसके लिए पट्टी-कोणकों को बीच से काटना पड़ता है। पट्टियाँ कोणक-भुजा की मोटाई प्राप्त करती हैं; बड़े कोणक-मोटाई के मामले में अतिरिक्त पट्टी-मोटाई की बचत के लिए समतलीकरण पैड का उपयोग किया जाता है।
Sl. 3 - ऊर्ध्वाधर शीट का अनुप्रस्थ जोड़ (कार्यशाला-निर्मित)
अनुप्रस्थ बल के भार के अधीन ऊर्ध्वाधर शीट का जोड़: जोड़ के स्थान पर बीम केवल Q से भारित है (M = 0). समान रिवेट दूरी वाले जोड़ के लिए (आकृति 4) यह मानना चाहिए कि रिवेटों में बल NiQ लगभग जोड़ के सतह तत्व e*t के अनुरूप होते हैं, अर्थात रिवेटों में बल भी बीम की ऊँचाई के साथ कतरनी तनावों की तरह वितरित होते हैं, NiQ = e*t*τi = e*Ti. फिर भी, आयाम निर्धारण में सभी n रिवेटों पर समान वितरण माना जाता है NiQ = Q/n.
चित्र 4 - अनुप्रस्थ बल के वितरण के साथ ऊर्ध्वाधर शीट का विस्तार
Sl. 5 कार्यशाला में वर्टिकल शीट का जोड़ दिखाता है (सहायक कोण और लैमेला दूसरी जगह जोड़े गए हैं)।
क्र.सं.5
सामान्य बल के साथ मोड़: वे बीम जो एक साथ मोड़ आघूर्ण और सामान्य बलों से लदे होते हैं, समान सिद्धांतों के अनुसार और तनावों के रैखिक वितरण की धारणा पर आकारित किए जाते हैं। दोनों पट्टियों में रिवेटों के पूर्ण घटाव की स्थिति में, उपयोगी अनुप्रस्थ काट और शून्य रेखा की स्थिति भार-स्थिति पर निर्भर नहीं करती, इसलिए M और N से उत्पन्न तनावों को सरलता से जोड़ा जा सकता है। निरंतर भाग में रिवेटों का भार आंशिक भार-स्थितियों M, तथा N से प्राप्त बलों के अध्यारोपण से मिलता है।
सहारे और बीम का जोड़
यहाँ अनेक समाधानों में से केवल सबसे सामान्य समाधान पर ही विचार किया जाएगा। मूल्यांकन करते समय हमेशा उन अतिरिक्त बलों को ध्यान में रखना चाहिए, जो अधिक या कम आदर्शीकृत प्रतिरोध गणनाओं से होने वाले विचलनों से प्राप्त होते हैं।
सरल आधार के रूप में एक बीम का किसी अन्य निर्माण-तत्व के ऊपरी फ्लैंज पर टिकना तब उपयुक्त होता है जब पर्याप्त निर्माण ऊँचाई उपलब्ध हो। सामान्य स्थिति रिवेटों या बोल्टों के साथ दृढ़ संयोजन की होती है। आक. 6 में भवन-निर्माण में सतत I-रूफ-बीमों का सामान्य आधार दिखाया गया है, जो संकीर्ण I-वेब में छेद करने से भी बचाता है। दिए गए मामले में बीमों को उलटने के विरुद्ध तथा अनुप्रस्थ बलों के विरुद्ध भी सुरक्षित करना चाहिए (आक. 7 और 8). पुल-निर्माण में अक्सर बीमों को जोड़ा जाता है (आक. 9); अनुदैर्ध्य बीम का अनुप्रस्थ बीम पर स्थिर आधार (आक. 10). बड़े आधार-बलों के मामले में बीमों को फिट किए गए कोण-लोहे या वेल्ड किए गए प्रोफाइलों से कड़ा करना चाहिए (आक. 8 से 10). जटिल बीमों में भार को वेब में प्रेषित करना चाहिए।
चित्र. 6 - रोžnjače का बंधन
आकृति 7 और 8
आकृति 9 और 10
किनारी संयोजन: चित्र 11 और 12 में I-बीमों के वे जोड़ दिखाए गए हैं, जो भवन-निर्माण में सामान्य संयोजनों के रूप में उपयोग होते हैं। कटाव में बड़ा गोलाईकरण दिया जाता है, ताकि बीम की किनारी में दरार पड़ने से बचा जा सके। किनारी संयोजन का प्रत्यास्थ जकड़ाव वहन क्षमता में कुछ वृद्धि लाता है। वर्णित विकृतियाँ, यद्यपि, मुख्यतः स्थिर भार के तहत हानिरहित होती हैं, जैसे पुराने पुलों में।
Sl. 11. - लम्बवत अंतिम अनुप्रस्थ काट के साथ I-बीम के सामान्य कनेक्शन
आकृति 12 - I-बीम के कटे सिरों वाले सामान्य जोड़
मोड़ के प्रति कठोर जोड़ तब बनाए जाते हैं जब बिना कोण-परिवर्तन वाला जोड़ आवश्यक हो (निरंतर सहारे, फ्रेम के कठोर कोने) या परिवर्ती भार के तहत थकान-जनित विफलता का खतरा हो, विशेष रूप से रेलवे पुलों में। निरंतरता के लिए लैमेलाएँ, मोड़ के प्रति कठोर जोड़, मोड़ के प्रति कठोर कोने, फ्रेम कोणों का उपयोग किया जा सकता है।
- सततता के लिए लैमेला – यदि एक ही समतल में स्थित वाहकों को जोड़ना हो, तो दोनों ऊपरी पट्टियों को लैमेला या सततता-बंध से जोड़ा जाता है। इस प्रकार जोड़ के रिवेट खिंचाव बलों से मुक्त हो जाते हैं और बड़े विरूपणों से बचाव होता है।
Sl. 13 - निरंतरता के लिए लैमेला के साथ कनेक्शन
आकृति 14 - अनुदैर्ध्य सहारों का संयोजन a) राजमार्ग पुल का; b) रेल पुल का
- झुकने के प्रति कठोर जोड़ – इस प्रकार का जोड़ हमें सड़क पुलों के पैदल-पथों की ठोस कंसोलों में मिलता है। छोटे मोमेंटों के लिए उनकी ऊर्ध्वाधर प्लेट केवल मुख्य वाहक को कठोर करने वाले कोणीय प्रोफाइलों के बीच दो धारों पर जुड़ी होती है। लगाया गया मोमेंट कठोरकरण के माध्यम से मुख्य वाहक की पूरी ऊँचाई में वितरित होता है, अर्थात् उसे बलों के युग्म के रूप में उसके पट्टों में प्रविष्ट कराया जाता है।
आकृति 15 और 16
- झुकाव के प्रति कठोर कोने – भवन निर्माण में स्तंभों और बीमों के बीच ऐसे झुकाव-प्रतिरोधी कोनों की रचना इस प्रकार करनी चाहिए कि कोण अपरिवर्तनीय रहे और किसी स्थानीय तनाव-अतिक्रमण की स्थिति उत्पन्न न हो। विश्वसनीय कोने के जोड़, उदाहरण के लिए, चित्र 16 के अनुसार तब बनते हैं जब पंख-धातु पट्टियों का उपयोग किया जाता है, या चित्र 100 के अनुसार तब, जब स्तंभ के पट्टों में जड़न-क्षण को बलयुग्म के रूप में ग्रहण किया जाता है।
- फ़्रेम के कोण – बहुभुजीय फ़्रेमों में यदि कोण का अंतर छोटा हो तो जोड़ को मोड़-स्थल पर बनाया जा सकता है; जुड़े हुए रॉडों को तन्य और संपीडित रॉडों की तरह पट्टियों से ढका जाता है। घूर्णन बल मोड़-स्थल पर केंद्रित होते हैं और उन्हें दृढ़ीकरणों द्वारा ग्रहण किया जाना चाहिए। आकृति 101 में, मोड़ क्षण और विचलन बलों के अर्थ के अनुसार, जोड़ के आवरण और दृढ़ीकरण के अंतर पर ध्यान दें। बड़े बलों और कोण के पर्याप्त अंतर की स्थिति में यह टाला जाता है कि जोड़ फ़्रेम के अत्यधिक मुड़े हुए भाग में आए। फ़्रेम के कोनों के निकट जोड़ बेहतर संरचनात्मक रूप प्रदान करते हैं और निर्माण को सरल बनाते हैं। मोड़-स्थल के दोनों ओर रिवेटेड सार्वभौमिक जोड़ के उदाहरण आकृति 102a और आकृति 102b में दिए गए हैं, जिसमें कोण का भाग वेल्ड किए गए हिस्से से बना है। आकृति 103 में फ़्रेम के स्तंभ के सतत अनुप्रस्थ सदस्य के साथ मोड़ के लिए कठोर जोड़ दिखाया गया है।
आक. 17a
चित्र 17b
तिरछे जोड़: अब तक विचार किए गए जोड़ों में रिबें परस्पर लंबवत स्थित थीं। यदि कोण, हालांकि, समकोण नहीं है, तो एंगल-आयरन (चित्र 18) को घुमाया जाता है; बहुत तीव्र कोणों पर वेज-आकार के पैड का उपयोग किया जाता है। निरंतरता के लिए क्लीट्स और सहारा देने वाले टुकड़े, उपयुक्त स्थिति में, ठीक वैसे ही उपयोग किए जाते हैं जैसे समकोण जोड़ों में। मुड़ी हुई कनेक्टिंग प्लेटें (चित्र 19) बड़े विकेंद्रण और महत्वपूर्ण सहायक बलों के साथ जुड़ी होती हैं। तिरछे जोड़ों का निर्माण तब सरल हो जाता है जब वेल्ड किए गए कनेक्टिंग प्लेट्स (चित्र 20) का उपयोग किया जाए।
क्र.सं.18
चित्र। 19
क्र.सं.20