Asas struktur keluli

Nota profesional penting: Ini ialah teks pendidikan arkib, bukan spesifikasi reka bentuk semasa, pengiraan statik, bukti kapasiti beban atau arahan pembuatan dan pemasangan. Reka bentuk struktur keluli mesti termasuk tindakan sebenar, sambungan, kestabilan, keletihan, kebakaran, kakisan dan semua keadaan lain yang berkaitan mengikut peraturan dan piawaian yang sah, dengan tanggungjawab pereka yang diberi kuasa.

Reka bentuk dan pembinaan struktur keluli bukan sebahagian daripada tawaran awam semasa Savo Kusić. Tumpuan pengeluaran hari ini terdiri daripada tingkap kayu, tingkap aluminium kayu dan pintu tersuai.

Struktur keluli mempunyai ciri umum kerana kebanyakannya terdiri daripada keluli tergelek panas. Penyambungan dilakukan menggunakan rivet, skru atau kimpalan. Ini termasuk struktur keluli untuk jambatan, bangunan, industri dan perlombongan, kejuruteraan hidraulik, tiang, menara, tangki, dalam erti kata yang lebih luas dan untuk kren, pembinaan kapal, dandang, dsb. Tumpuan pembentangan berikut ialah rawatan konsep asas.

Bahan

Bahan binaan utama pembinaan keluli adalah profil bergulung daripada keluli kualiti pembinaan S235, S275, S355, S420, S450. Bergantung pada standard, terdapat beberapa jenis keluli pembinaan yang berbeza, di mana nombor dalam klasifikasi biasanya menunjukkan kekuatan tegangan keluli. Terdapat beberapa simbol huruf, di mana dalam kes ini S bermaksud keluli struktur. Bentuk yang paling biasa digunakan ialah S, B (keluli konkrit, tetulang) dan Y (keluli prategasan).

Penyokong bergulung keluli

Terdapat pelbagai jenis sokongan berprofil keluli dan masing-masing mempunyai tujuan, kelebihan dan kekurangannya sendiri.

• U-profil
• I-profil dengan kaki sempit (IPE, IPN)
• I-profil dengan kaki lebar (HEA, HEB, HEM, HD)
• Profil/kotak berongga (bulat, persegi, segi empat tepat)
• Lembaran
• Produk berbentuk sejuk (diperolehi dengan menggulung sejuk jalur rata dan memutar jalur rata)

Setiap profil ini berbeza dalam bentuk, dimensi, tujuan, dll. Contohnya, terdapat lebih 20 profil IPN yang berbeza, yang berbeza dalam dimensi; profil yang lebih besar boleh menahan lengkokan (lentur dan sisi-kilasan), pesongan, dsb.

Terdapat empat kelas keluli bergantung kepada sama ada ia mencapai titik hasil apabila tegasan meningkat, sama ada analisis adalah plastik atau elastik, apakah kapasiti beban keratan rentas, dan lain-lain di mana kelas pertama adalah yang terbaik dan yang keempat adalah yang paling teruk. Lebih lanjut mengenai struktur dan kekuatan keluli boleh dibaca di sini.

Penyamaan voltan dan daya tampung pada beban tetap

Kapasiti galas. Dimensi struktur keluli ditentukan supaya ubah bentuk kekal yang ketara dikecualikan. Keupayaan galas, bagaimanapun, dalam banyak kes tidak habis dalam apa jua cara apabila tegasan perbandingan tertinggi mencapai titik hasil - maka ubah bentuk berkembang lebih cepat daripada tegasan. Untuk keluli struktur, pergantungan yang sama seperti apabila alah boleh diambil sebagai had hukum Hooke untuk keadaan tegasan am. Dalam kes keadaan tegasan homogen, yang sama di setiap tempat, tiada perubahan berlaku apabila melebihi had kekadaran, kecuali jumlah ubah bentuk berkembang lebih cepat daripada tegasan.

Penyamaan tegasan semasa lenturan. Dalam kes lenturan rasuk, taburan tegasan rectilinear mengikut hipotesis Navier digunakan, sehingga tegasan tepi σ=M/W tidak melebihi had kekadaran. Pengembangan membujur ε = ε(σ). Ini benar sekurang-kurangnya untuk selekoh kecil. Tegasan yang lebih tinggi daripada tegasan kekadaran hanya boleh berkembang lebih perlahan daripada pengembangan ε. Dalam rajah. 1 menunjukkan taburan tegasan lentur untuk gambar rajah kendalian yang diberikan dan untuk pelbagai nilai pengembangan tepi. Oleh itu, kawasan perkadaran (ditandakan dengan bulatan pada semua talian voltan) menjadi lebih kecil dan lebih kecil dengan pembesaran tepi yang semakin meningkat. Voltan tepi pertama kali dihadkan oleh σF. Hanya selepas ubah bentuk yang sangat ketara, tegasan maksimum meningkat melebihi σF, supaya pengaruh tetulang keluli struktur menjadi kelihatan (kes 5).

Gamb. 1 - Penyamaan voltan lentur

Penyamaan puncak tegasan. Taburan tegasan membujur merentasi bahagian melalui tengah lubang dalam satu rod gerudi yang ditegangkan lebih kurang sepadan dengan garisan 2 dalam rajah. 2. Puncak voltan σmax bergantung kepada nisbah d/b. Ia kebanyakannya sekitar σmax = 2-3 σm, di mana σm = S/FM menandakan nilai purata tegasan tegangan dalam bahagian yang dilemahkan oleh lubang di FM. Sl. 2 sah sehingga keadaan voltan melebihi had P. Pada beban yang lebih tinggi, untuk mencapai pelebaran tertentu, voltan yang lebih rendah diperlukan hanya berhampiran lubang daripada mengikut undang-undang garis lurus. Pada titik yang paling tertekan, tegasan kemudiannya tidak lagi meningkat secara berkadar dengan S, tetapi lebih perlahan. Di sempadan, taburan seragam tegasan membujur σm = σf akan diperolehi ke atas keseluruhan bahagian 2-2. Tegasan ricih dan melintang diabaikan. Kejadian penyamaan tegasan semasa peningkatan perlahan daya S dalam rod membuktikan bahawa kaedah biasa untuk struktur keluli di bawah kesan beban statik adalah wajar, untuk mengabaikan puncak tegasan semasa mendimensi dan membandingkan hanya tegasan purata σm=S/Fm dalam bahagian lemah Fm dengan nilai yang dibenarkan.

Gamb. 2

Prosedur pendimensian mengikut kapasiti beban

Apabila beban bertambah, penyamaan voltan berlaku dalam bahagian. Dengan berbuat demikian, tegasan dikumpulkan semula daripada bahagian bahagian yang paling tertekan kepada bahagian yang kurang tertekan. Selagi ubah bentuk tidak begitu besar sehingga ia perlu diambil kira semasa menetapkan keadaan keseimbangan, proses ini tidak boleh mengubah apa-apa pada magnitud pengaruh S, M, dsb. dengan struktur yang ditentukan secara statik.

Penyokong berterusan dan rangka: di bawah andaian undang-undang Hooke, ia diperoleh untuk satu sokongan berterusan keratan tetap (Rajah 1).3) garisan momen yang ditunjukkan di bawah a. Tegasan lentur adalah berkadar dengan momen lentur M. Jika kedua-dua beban meningkat sama, had-P akan terlebih dahulu dilebihi pada sokongan tengah B. Had galas dicapai apabila MDF momen had dicapai dalam medan juga. Dalam kes rasuk yang diapit pada kedua-dua belah bahagian simetri malar dengan daya pekat (rajah.4) penyamaan momen wujud dari awal. Apabila had-P melebihi, tiada perubahan dalam pengagihan momen. Sebaliknya, dalam hal beban yang diagihkan sama rata (Gamb.5) penyamaan momen membawa kepada pengurangan momen cubitan dengan -2/3 Mkira-kira pada -1/2 Mo.

Sl.4

Sl.3dll.5, masing-masing: momen lentur: a) sebelum, b) keadaan had selepas pengumpulan semula daya; a) sebelum, b) selepas menyamakan momentum

Pembinaan kekisi: dengan kekuda tak tentu statik dalaman, terdapat kebergantungan yang serupa seperti pembinaan bingkai. Tegasan sekunder, yang berkaitan dengan nod yang tegar dalam lenturan, boleh diabaikan dalam anggaran pertama apabila menilai kapasiti beban. Bahagian berplastik bertindak serupa dengan sambungan, supaya tindakan statik galang di bawah beban muktamad yang masih boleh dibawanya adalah lebih dekat dengan kekuda ideal dengan sambungan dalam nod. Dalam kes pembinaan dengan beban yang kerap berulang, di mana fenomena kekuatan keletihan harus diambil kira, oleh itu terdapat keraguan yang besar terhadap mengambil kira penyamaan daya semasa pendimensian. Sebaliknya, adalah penting untuk membuat kesimpulan tentang pengaruh anjakan sokongan. Oleh kerana kekuatan kerja elemen struktur individu hanya bergantung pada had tegasan, dan bukan pada saiz jumlah ubah bentuk, anjakan penyokong tidak mempunyai kesan ke atas kapasiti galas.

Beban berselang-seli: andaian kes beban malar jarang direalisasikan. Dengan galang jambatan, terdapat keadaan beban berubah-ubah. Andaian tentang daya dan pengagihan tegasan dalam elemen struktur individu, yang memudahkan, adalah biasa dalam kerja praktikal dengan struktur keluli, menurut yang sebelumnya, ia dibenarkan dalam keadaan biasa. Ini adalah benar terutamanya untuk mengabaikan puncak voltan tempatan. Ia tidak boleh disyorkan untuk menggunakan kaedah pendimensian mengikut kapasiti beban di bawah beban lesu (dinamik). Oleh itu, prosedur pendimensian mengikut kapasiti beban adalah terhad kepada kes beban statik terutamanya, terutamanya kepada pembinaan dalam industri bangunan. Dalam kes lain, di mana perhatian harus diberikan kepada penampilan keletihan, ubah bentuk yang ketara perlu dikecualikan dan teori keanjalan diambil sebagai asas. Dengan berbuat demikian, seseorang harus berusaha untuk jarak yang cukup besar dari titik hasil. Keliatan keluli pembinaan kemudiannya memberikan beberapa keselamatan tambahan.

Tekanan bergantian

Regangan sejuk dan penuaan: Dalam rajah. 6 garisan tegasan-dilatasi rod bulat, yang terdedah kepada tegasan tegangan dan mampatan berselang-seli, telah digunakan. Proses pemuatan individu ditandakan dengan nombor mengikut susunannya. Pelebaran elastik yang kembali semasa memunggah juga berlaku selepas regangan besar berkadaran dengan tegasan. Apabila menukar tanda voltan, had P hampir hilang sepenuhnya. Oleh itu, sifat keanjalan keluli pembinaan yang dilukis dalam keadaan sejuk tidak bersetuju dengan nilai asal. Bergantung pada pemprosesan sebelumnya, perbezaan yang agak ketara boleh ditunjukkan.

Gamb. 6

Seiring dengan itu datang lebih banyak tanda penuaan. Istilah ini merangkumi semua perubahan dalam sifat yang berlaku dari semasa ke semasa tanpa pengaruh luaran. Penuaan regangan boleh diperhatikan selepas ubah bentuk kekal dengan regangan sejuk. Jika spesimen ujian yang diregangkan secara kekal dibiarkan untuk beberapa lama tanpa beban pada suhu bilik, kekuatan tegangan dan, sedikit sebanyak, kekuatan koyakan meningkat melebihi nilai asal, manakala pemanjangan semasa putus berkurangan (Gamb. 7). Proses penuaan berlangsung selama beberapa hari, tetapi dikurangkan kepada beberapa jam atau hanya beberapa minit, jika keluli struktur dipanaskan kepada kira-kira 300 oC. Ia juga harus disebutkan bahawa penuaan regangan berlaku serentak dengan regangan, jika ini berlaku pada suhu. 200 – 400 oC, iaitu di kawasan cahaya biru.

Gamb. 7 - a) garis pengembangan rod bermuatan dua kali; b) garisan pelebaran batang yang diregangkan dalam keadaan sejuk

Tindakan dan histerisis seterusnya: Dalam bahan elastik sepenuhnya, terdapat pergantungan bersama yang jelas antara tegasan dan keadaan ubah bentuk, supaya tegasan tertentu sentiasa sepadan dengan ubah bentuk yang sama dan sebaliknya. Dengan undang-undang keanjalan yang diberikan, ubah bentuk tidak bergantung pada masa berlalu sejak beban digunakan, dan juga bukan pada cara beban digunakan. Penyimpangan daripada kelakuan elastik semata-mata boleh diterangkan dalam dua darjah penghampiran: di kawasan elastik terdapat sisihan kecil; mereka boleh diabaikan dalam anggaran pertama. Ia boleh ditentukan dengan ukuran yang tepat, terutamanya apabila membandingkan tegasan lebih dekat kepada had kenyal. Iaitu, dilatasi bukan sahaja fungsi voltan, tetapi dengan kitaran beban tertutup dan voltan yang sama, ia sentiasa lebih kecil sedikit semasa memunggah daripada semasa memuatkan. Sisihan daripada keanjalan lengkap, iaitu. perbezaan antara pengembangan sepadan pada tegasan yang sama dipanggil histerisis elastik. Jika kitaran beban diulang lebih kerap, ini diperolehi pada voltan tidak terlalu tinggi - gelung tertutup histerisis atau redaman. Sl. 8 menunjukkan gelung redaman untuk pelbagai nilai beban AC. Lebar gelung meningkat dengan kuat dengan ketinggian voltan. Luas gelung adalah berkadar dengan kerja ubah bentuk, yang hilang pada setiap kitaran dan ditukar kepada haba. Juga, ubah bentuk berubah bukan sahaja dengan ketinggian voltan tetapi juga dengan masa, ia bergantung pada kelajuan dan kaedah pemuatan. Bahagian ubah bentuk, yang bergantung pada masa, dipanggil kesan selepas itu. Histeresis dan kesan selepas berlaku serentak. Sebagai peraturan, mereka tidak mempunyai kepentingan praktikal untuk jenis keluli pembinaan yang berlaku dalam struktur keluli pada suhu bilik.

Sl. 8

Nota Permohonan: Penetapan bahan sejarah, andaian, gambar rajah dan prosedur dalam teks tidak boleh digunakan sebagai pengganti piawaian semasa, ciri produk khusus, model pengiraan dan pengesahan pakar bagi keseluruhan pembinaan.