आधाराची वहनक्षमता जवळजवळ सर्व प्रकरणांमध्ये दाबलेला पट्टा वाकल्यामुळे मर्यादित होते. हे तेव्हाच घडते, जेव्हा दाबलेल्या भागात ताण सर्वत्र समान झाल्यानंतर यील्ड मर्यादा गाठली जाते. फक्त मजबूत बाजूच्या आधारांमुळेच स्वीकार्य कडेवरील ताण बांधकाम पोलादाच्या मजबुतीकरणाच्या क्षेत्रापर्यंत वाढवता येतो. वहनक्षमता मोजताना प्रत्यक्ष ताणवाटप विचारात घ्यावे लागते. ताणांचे सरळरेषीय वितरण गृहीत धरल्यास वहनक्षमता कमी भासेल. अस्थिरतेची लक्षणे विशेषतः तपासली पाहिजेत.
वाकण्यामुळे भारित आधारांमधील छिद्रांची वजावट
ताणलेल्या बाजूवरील आधारावर, विभागाचे क्षीण होणे हे ताणलेल्या दांड्यांप्रमाणेच कार्य करते (क्षीण झालेल्या छेदावर ताणलेल्या पट्ट्याचे फाटणे). छिद्रे दुर्बल करण्याबाबत त्याच नियमांचे पालन होते जे ताणलेल्या दांड्यास लागू होतात.
रिव्हेटने भरलेल्या छिद्रांचा दाबित बाजूवरील वाहकावर ताण-वितरण आणि विकृती यांवर फारच कमी प्रभाव पडत असल्यामुळे, आणि वहनक्षमता मुख्यतः दाबित पट्ट्याच्या बाजूच्या वाकण्याने मर्यादित होत असल्यामुळे, सममित छेद असलेल्या वाहकांमध्ये छेद कमजोर होण्याचा आकार वहनक्षमतेवर विशेष परिणाम करत नाही. म्हणूनच F. Hartmann यांनी आधीच हा प्रश्न उपस्थित केला की सममित वाहकांमध्ये छिद्रांमुळे होणारा दुर्बलपणा अजिबात विचारात घ्यावा का. असममित छेदांमध्ये (दाबित बाजू अधिक मजबूत) ताणलेल्या बाजूवरील छिद्र वजावट वहनक्षमतेसाठी निर्णायक ठरू शकते. वारंवार पुनरावृत्ती होणाऱ्या भाराखाली छिद्रांचा मोठा प्रभाव पडतो, अगदी ती कडच्या तंतूंंपासून जास्त अंतरावर असली तरीही.
आज वाकणावरील विभागाच्या भारवाहक क्षमतेच्या गणनेत जाड (ब्रूटो) आणि निव्वळ (नेटो) विभाग वापरले जातात (इतर संबंधित अपयश प्रकारांबरोबर). जाड विभागानुसार अपयश त्या विभागीय भागात होते जो छिद्रांमुळे कमकुवत झालेला नसतो. निव्वळ विभागानुसार अपयश छिद्रांमुळे कमकुवत झालेल्या विभागावर होते, आणि विचारात घेतले जाणारे क्षेत्रफळ म्हणजे जाड क्षेत्रफळातून सर्व उघड्यांचे क्षेत्रफळ वजा केलेले असते.
गळ्यातील आणि डोक्यातील रिव्हेट्स
वाकण्याच्या वेळी, सामान्य ताणांबरोबरच कर्तन ताणही निर्माण होतात, जे समांतर पट्ट्यांच्या वाहकांमध्ये आडव्या बल Q शी प्रमाणानुसार असतात. संमिश्र छेदांमध्ये, विविध रोल केलेल्या प्रोफाइलमधील संपर्क पृष्ठभागांवर कर्तन ताण जोडणारे रिव्हेट्स स्वीकारतात. कर्तन बलांचे T पोटीत वितरण परवलयी असते, तर पट्ट्यांमध्ये ते जवळजवळ सरळरेषीय असते. जड पट्ट्यांच्या वाहकांमध्ये पोटीत T चे सरासरी मूल्य Tm पेक्षा फारसा फरक नसतो, आणि हे अनेकदा पहिल्या अंदाजासाठी पुरेसे असते.
क्र.1
डोके भागातील रिव्हेट्स (चित्र 1b) यांनी एकत्रितपणे TK < TH असलेला सांधा-बल स्वीकारायचा असतो. वेगवेगळ्या पट्टी-लॅमेलांमधील सांधा-बल आणखी कमी असते आणि चित्र 1c मधील परिस्थितीत ते अधिक संख्येने रिव्हेट्समध्ये विभागले जाते.
आधाराचा विस्तार
अनुलंब पत्र्याचा लांबीच्या दिशेतील वाढीव भाग पत्र्याची उंची उपलब्ध पत्र्यांच्या रुंदीपेक्षा जास्त असताना आवश्यक असतो. निर्मिती आणि वाहतुकीच्या दृष्टीनेही तो आवश्यक ठरू शकतो. एका आधाराच्या लांबीच्या जोडीतले बांधणी-नखे आणि खिळे यांनी तीच TL शक्ती स्वीकारली पाहिजे, जी वाढीव भाग नसलेल्या पत्र्याला लांबीच्या सांध्यात मिळाली असती. बांधणी-नख्यातील छिद्रांमुळे होणारी दुर्बलता अनुलंब पत्र्याइतकीच असल्याने, बांधणी पट्टीची जाडी रिबच्या जाडीपेक्षा मोठी किंवा किमान तेवढी असली पाहिजे.
आकृ. 2 - उभ्या पत्र्याचा लांबीच्या दिशेतील विस्तार
वाकण्याच्या भाराखालील आडवा सांधा विविध प्रकारे जोडपट्ट्यांनी झाकला जाऊ शकतो. आकृ. 3 मध्ये कारखान्यातील सांध्याच्या अनेक शक्यता दर्शविल्या आहेत, ज्यात फक्त उभा पत्रा पुढे चालू ठेवलेला आहे. जर जोडपट्ट्या फक्त पट्ट्यांच्या कोनांमध्येच असतील (आकृ. 3a), तर पट्ट्यांच्या कोनाखाली उभ्या पत्र्याचे न झाकलेले पट्टे राहतात. तेव्हा कोन आणि रिव्हेट्स उभ्या पत्र्याच्या सांध्याच्या भागात लक्षणीय अधिक भारित होतात, म्हणून अशा प्रकारचे सांधे लहान बलांसह कमी महत्त्वाच्या जोडण्यांपुरते मर्यादित ठेवावेत. पूर्णपणे झाकलेल्या सांध्याला नेहमीच प्राधान्य द्यावे. उभ्या कोनफळ्यांवरील विशेष जोडपट्ट्या या पट्ट्याचे अनुदैर्ध्य ताण घेतात, परंतु आडवे बल स्वीकारण्यात फक्त अल्प प्रमाणात सहभागी होतात. यामध्ये काही सुधारणा आकृ. 3c देते. मोठ्या बलांच्या वेळी उभ्या पत्र्याच्या संपूर्ण उंचीवर जोडपट्ट्या देण्याचा प्रयत्न करावा (आकृ. 3d), यासाठी पट्ट्यांचे कोन खंडित करावे लागतात. जोडपट्ट्यांची जाडी कोनाच्या फळ्याच्या जाडीइतकी घेतली जाते; कोनफळे जाड असल्यास, जोडपट्टीची अनावश्यक जाडी वाचवण्यासाठी समतलीकरणासाठी आधारपट्ट्या वापरल्या जातात.
Sl. 3 - उभ्या पत्र्याचा आडवा सांधा (कारखान्यातील)
आडव्या बलाच्या भाराखाली उभ्या पत्र्याचा सांधा: सांध्याच्या ठिकाणी आधारकावर फक्त Q (M = 0). समदूर रिव्हेट असलेल्या सांध्यासाठी (आकृ. 4) असे गृहीत धरावे की रिव्हेटमधील बल NiQ हे सांध्याच्या जॉईंटच्या पृष्ठभागाच्या संबंधित घटक e*t शी साधारणपणे अनुरूप असते, म्हणजेच रिव्हेटमधील बल आधारकाच्या उंचीनुसार कापणी ताणांसारखेच वितरित झालेले असतात, NiQ = e*t*τi = e*Ti. तथापि, आकारनिर्धारण करताना सर्व n रिव्हेटांवर समसमान वितरण मानले जाते NiQ = Q/n.
आकृ. 4 - छेदक कातरण बलाच्या वाटपासह उभ्या पत्र्याचा विस्तार
Sl. 5 मध्ये उभ्या पत्र्याचा कार्यशाळेतील_ जोड दाखविला आहे (पट्टीच्या कोनपट्ट्या आणि लॅमेल्स दुसऱ्या ठिकाणी जोडलेले आहेत).
क्र.5
सामान्य बलासह वाकणे: वाकण क्षण आणि सामान्य बलांनी एकाच वेळी भारित असलेले वाहक समान तत्त्वांनुसार आणि सरळरेषीय ताण-वितरणाच्या गृहितकाखाली मापित केले जातात. दोन्ही पट्ट्यांमधील रिव्हेट्स पूर्णपणे वगळल्यास, उपयोगी छेद आणि शून्य रेषेची स्थिती भारस्थितीवर अवलंबून नसते, त्यामुळे M आणि N मुळे होणारे ताण सहज बेरीज करता येतात. पुढील भागातील रिव्हेट्सवरील भार अंशतः भारस्थिती M, किंवा N मधील बलांच्या अध्यारोपणाने मिळतो.
आधार व वाहकाचे जोडणी
येथे फक्त अनेक उपायांपैकी सर्वात सामान्य उपायांचा विचार केला जाईल. मूल्यमापन करताना नेहमीच प्रतिरोधाच्या कमी-अधिक आदर्शीकृत गणनांतील विचलनांमधून मिळणाऱ्या पूरक बलांचा विचार करावा.
साधे आधारकरण एखाद्या वहकाचे दुसऱ्या बांधकाम घटकाच्या वरच्या पट्ट्यावर करणे तेव्हा योग्य ठरते, जेव्हा मोठी बांधकाम उंची उपलब्ध असते. सामान्यतः रिव्हेट्स किंवा बोल्टांनी कडक जोडणी केली जाते. आकृ. 6 मध्ये इमारत बांधकामातील सलग I-रूफ ट्रसचे सामान्य आधारकरण दाखवले आहे, जे अरुंद I-फ्लँजमध्ये छिद्र पाडणे टाळते. दिलेल्या परिस्थितीत वहकांना उलटण्यापासून तसेच आडव्या बलांपासून सुरक्षित केले पाहिजे (आकृ. 7 आणि 8). पूल बांधकामात अनेकदा वहकांची जोडी केली जाते (आकृ. 9); लांबकडील वहकाचे आडव्या वहकावर स्थिर आधारकरण (आकृ. 10). अधिक आधारबलांमध्ये वहकांना बसवलेल्या अँगल्स किंवा वेल्ड केलेल्या प्रोफाइल्सने कडक करावे (आकृ. 8 ते 10). संयुक्त वहकांमध्ये भार रिबमध्ये प्रवाहित केला पाहिजे.
आकृ. 6 - राफ्टरचे स्थिरीकरण
आकृ. 7 आणि 8
आकृ. 9 आणि 10
रिब जुळणी: चित्र 11 आणि 12 मध्ये I-बीमच्या जोडण्या दाखविल्या आहेत, ज्यांचा बांधकामात सामान्य जोडणी म्हणून वापर होतो. कापलेला भाग मोठ्या गोलाईचा दिला जातो, जेणेकरून आधारकाच्या रिबचे तडे जाणे टाळता येईल. रिब जुळणीमुळे मिळणारा लवचिक अडकाव काही प्रमाणात वहनक्षमता वाढवितो. वर्णन केलेली विकृती मात्र प्रामुख्याने शांत भारांमध्ये, उदा. जुन्या पुलांमध्ये, निरुपद्रवी असते.
Sl. 11. - समकोणी अंतिम छेदासह I-बीमचे सामान्य जोड
आकृ. 12 - I-तुळईंच्या कापलेल्या टोकांसह सामान्य जोडणी
वाकण्यास कठीण सांधे तेव्हा केले जातात जेव्हा कोनात बदल न होणारा सांधा आवश्यक असतो (सातत्यपूर्ण आधार, फ्रेमचे कठीण कोपरे) किंवा बदलत्या भाराखाली, विशेषतः रेल्वे पुलांमध्ये, थकव्यामुळे अपयशाचा धोका असतो. सातत्यासाठीची पत्रके, वाकण्यास कठीण सांधे, वाकण्यास कठीण कोपरे, फ्रेमचे कोपरे वापरता येतात.
- सातत्यासाठी पट्ट्या – जर एकाच समतलात असलेले आधार जोडायचे असतील, तर दोन्ही वरचे पट्टे पट्टीने किंवा सातत्यासाठीची जोडपट्टी वापरून जोडले जातात. अशा रीतीने जोडणीतील रिव्हेट्स ताणबलांपासून मुक्त होतात आणि मोठ्या विकृती टाळल्या जातात.
Sl. 13 - सातत्यासाठीच्या लॅमेलसह जोड
आकृ. 14 - लांबट आधारकांचा जोड a) महामार्गावरील पूल; b) रेल्वे पूल
- वाकण्यास कठीण जोडणी – या प्रकारची जोडणी आम्हाला वाहन पुलांच्या पादचारी मार्गांच्या पूर्ण कॅन्टिलीव्हरमध्ये आढळते. लहान मोमेंट्समध्ये त्याची उभी पत्रा मुख्य वहनकर्त्याच्या कडकपणा देणाऱ्या कोनांमध्ये केवळ दोन बाजूंनी जोडलेली असते. लागू केलेला मोमेंट कडकपणाद्वारे मुख्य वहनकर्त्याच्या संपूर्ण उंचीवर वितरित केला जातो, म्हणजेच तो बलांच्या युग्माच्या रूपात त्याच्या पट्ट्यांमध्ये आणला जातो.
आकृ. 15 आणि 16
- वाकणासाठी कडक कोपरे – बांधकामात स्तंभ आणि बीम यांच्यातील वाकणासाठी कडक कोपरे असे डिझाइन केले पाहिजेत की कोन अपरिवर्तित राहील आणि कोणतेही स्थानिक ताण-अतिरिक्तत्व निर्माण होणार नाही. विश्वासार्ह कोपरी जोडणी उदा. आकृ. 16 नुसार विंग प्लेट्स वापरल्यास किंवा आकृ. 100 नुसार स्तंभाच्या पट्ट्यांमधील क्लॅम्पिंग मोमेंट बल-जोडी म्हणून स्वीकारल्यास तयार होते.
- आकड्यांचे कोपरे – बहुभुजी चौकटींवर कोनातील फरक लहान असल्यास सांधा वळणाच्या बिंदूवर तयार करता येतो; जोडलेले दांडे ताणलेल्या व दाबलेल्या दांड्यांप्रमाणे बंधांनी झाकले जातात. वळणाची बलं वळणाच्या ठिकाणी एकवटलेली असतात आणि त्यांना कडकपणाने स्वीकारले पाहिजे. आकृ. 101 मध्ये वाकण्याच्या क्षणाच्या आणि विचलन बलांच्या अर्थानुसार सांध्याच्या आच्छादनातील फरक व कडकपणा लक्षात घ्यावा. मोठी बलं आणि कोनातील लक्षणीय फरक असल्यास, सांधा चौकटीच्या अत्यंत वक्र भागात येणार नाही याची खबरदारी घेतली जाते. चौकटीच्या कोपऱ्यांजवळचे सांधे अधिक योग्य बांधकामात्मक रूप देतात आणि निर्मिती सुलभ करतात. वळणाच्या बिंदूच्या दोन्ही बाजूंना रिव्हेट केलेल्या सार्वत्रिक सांध्यांची उदाहरणे आकृ. 102a आणि आकृ. 102b मध्ये दिली आहेत, ज्यात कोन वेल्ड केलेल्या भागाचा बनलेला आहे. आकृ. 103 मध्ये चौकटीच्या स्तंभावरची सतत तुळईशी असलेली वाकण्यास कडक जोड दाखवली आहे.
आकृ. 17a
आकृ. 17b
तिरके सांधे: आतापर्यंत विचारात घेतलेल्या सांध्यांमध्ये रिब्ज परस्पर काटकोनात होत्या. परंतु जर कोन काटकोन नसेल, तर कोनपट्ट्या (आकृ. 18) वळविल्या जातात; अतिशय तीक्ष्ण कोनांवर पाचरासारखे आधार वापरले जातात. दिलेल्या प्रकरणात, सरळ सांध्यांप्रमाणेच सातत्यासाठीचे पट्टे आणि आधार तुकडे वापरावेत. वाकविलेले जोड पत्रे (आकृ. 19) मोठ्या विकेंद्रतेसह आणि लक्षणीय अतिरिक्त बलांसह जोडलेले असतात. तिरक्या सांध्यांची निर्मिती जोड वेल्ड केलेल्या प्लेट्स (आकृ. 20) वापरल्यास सुलभ होते.
चित्र. 18
क्र.19
क्र.20