इस्पात संरचना को आधारभूत

महत्वपूर्ण व्यावसायिक नोट: यो अभिलेखीय शैक्षिक पाठ हो, हालको डिजाइन विनिर्देश, स्थिर गणना, लोड क्षमताको प्रमाण वा निर्माण र असेम्बली निर्देशनहरू होइन। स्टिल संरचनाहरूको डिजाइनमा वास्तविक कार्यहरू, जडानहरू, स्थिरता, थकान, आगो, जंग र अन्य सबै सान्दर्भिक अवस्थाहरू वैध नियमहरू र मापदण्डहरू अनुसार अधिकृत डिजाइनरको जिम्मेवारीमा समावेश हुनुपर्छ।

स्टिल संरचनाहरूको डिजाइन र निर्माण Savo Kusić को हालको सार्वजनिक प्रस्तावको अंश होइन। आजको उत्पादन फोकस काठका झ्यालहरू, काठ-एल्युमिनियम झ्यालहरू र अनुकूलित ढोका समावेश छन्।

स्टिल संरचनाहरूमा एक सामान्य विशेषता छ जसमा तिनीहरू प्रायः हट-रोल्ड स्टील हुन्छन्। जोड्ने काम rivets, स्क्रू वा वेल्डिंग प्रयोग गरी गरिन्छ। यसमा पुल, भवन, उद्योग र खानी, हाइड्रोलिक इन्जिनियरिङ, स्तम्भ, टावर, ट्याङ्की, फराकिलो अर्थमा र क्रेन, जहाज निर्माण, बॉयलर आदिका लागि स्टिल संरचनाहरू समावेश छन्। निम्न प्रस्तुतीकरणहरूको केन्द्रविन्दु आधारभूत अवधारणाहरूको उपचार हो।

सामग्री

स्टिल निर्माणको मुख्य निर्माण सामग्री निर्माण गुणस्तरको स्टील S235, S275, S355, S420, S450 बाट रोल प्रोफाइलहरू हुन्। मानकमा निर्भर गर्दै, त्यहाँ धेरै प्रकारका निर्माण इस्पातहरू छन्, जहाँ वर्गीकरणमा संख्याले सामान्यतया इस्पातको तन्य शक्तिलाई संकेत गर्दछ। त्यहाँ धेरै अक्षर प्रतीकहरू छन्, जहाँ यस अवस्थामा S संरचनात्मक इस्पातको लागि खडा हुन्छ। प्रयोग हुने सबैभन्दा सामान्य रूपहरू S, B (कंक्रीट स्टील्स, सुदृढीकरण) र Y (प्रेस्ट्रेसिङ स्टील) हुन्।

स्टील रोल्ड समर्थन

त्यहाँ स्टील प्रोफाइल गरिएको समर्थनहरूको एक विस्तृत श्रृंखला छ र प्रत्येकको आफ्नै उद्देश्य, फाइदा र बेफाइदाहरू छन्।

• U-प्रोफाइलहरू
• साँघुरो खुट्टा भएका I-प्रोफाइलहरू (IPE, IPN)
• चौडा खुट्टा भएका I-प्रोफाइलहरू (HEA, HEB, HEM, HD)
• खाली प्रोफाइल/बक्सहरू (गोल, वर्ग, आयताकार)
• पानाहरू
• चिसो-गठित उत्पादनहरू (एक समतल पट्टी चिसो घुमाएर र समतल पट्टी घुमाएर प्राप्त)

यी प्रत्येक प्रोफाइलहरू आकार, आयाम, उद्देश्य, इत्यादिमा भिन्न हुन्छन्। उदाहरणका लागि, त्यहाँ 20 भन्दा धेरै IPN प्रोफाइलहरू छन्, जुन आयामहरूमा भिन्न छन्; ठूला प्रोफाइलहरूले बकलिंग (फ्लेक्सरल र पार्श्व-टर्सनल), डिफ्लेक्शनहरू, आदिलाई राम्रोसँग सामना गर्न सक्छन्।

स्ट्रेसका चार वर्ग हुन्छन् जब तनाव बढ्दा उपज बिन्दुमा पुग्छ कि पुग्छ, विश्लेषण प्लास्टिक वा लोचदार हो, क्रस सेक्शनको लोड क्षमता कति छ, आदि जहाँ पहिलो कक्षा उत्तम र चौथो सबैभन्दा खराब हो। स्टिलको संरचना र बलको बारेमा थप पढ्न सकिन्छ यहाँ।

भोल्टेज समीकरण र स्थिर लोडमा बोक्ने क्षमता

Bearing क्षमता। इस्पात संरचनाहरूको आयामहरू निर्धारण गरिन्छ ताकि महत्त्वपूर्ण स्थायी विकृतिहरू बहिष्कार गरियो। तथापि, धेरै अवस्थामा, उच्च तुलनात्मक तनाव उपज बिन्दुमा पुग्दा धेरै अवस्थामा कुनै पनि हिसाबले समाप्त हुँदैन - तब विकृतिहरू तनाव भन्दा धेरै छिटो बढ्छ। संरचनात्मक इस्पातको लागि, सामान्य तनाव अवस्थाहरूको लागि हुकको नियमको सीमाको रूपमा उपजलाई लिन सकिन्छ जब समान निर्भरता। समानुपातिक तनाव अवस्थाहरूको अवस्थामा, जुन सबै ठाउँमा बराबर हुन्छ, समानुपातिकताको सीमा नाघ्दा कुनै परिवर्तन हुँदैन, बाहेक कुल विकृतिहरू तनावभन्दा छिटो बढ्छ।

बेन्डिङको समयमा तनावको समानीकरण। किरण झुकाउने अवस्थामा, नेभियर परिकल्पना अनुसार रेक्टलाइनर तनाव वितरण लागू हुन्छ, जबसम्म किनारा तनाव σ=M/W समानुपातिकताको सीमा नाघ्दैन। अनुदैर्ध्य विस्तार ε = ε(σ)। यो कम्तिमा साना झुकावहरूको लागि सत्य हो। समानुपातिकता तनाव भन्दा उच्च तनावहरू विस्तार ε भन्दा बढि बिस्तारै बढ्न सक्छ। अंजीर मा। 1 ले दिइएको अपरेटिङ रेखाचित्र र किनारा विस्तारका विभिन्न मानहरूको लागि झुकाउने तनाव वितरण देखाउँछ। समानुपातिकताको क्षेत्र (सबै भोल्टेज रेखाहरूमा सर्कलको साथ चिन्ह लगाइएको) त्यसैले बढ्दो किनारा विस्तारको साथ सानो र सानो हुन्छ। किनारा भोल्टेज पहिले σF द्वारा सीमित छ। धेरै महत्त्वपूर्ण विकृतिहरू पछि मात्र अधिकतम तनाव σF माथि बढ्छ, जसले गर्दा संरचनात्मक इस्पात सुदृढीकरणको प्रभाव देखिने हुन्छ (केस 5)।

चित्र। 1 - बेन्डिङ भोल्टेज बराबरी

तनाव चुचुराहरूको समानीकरण। एकल तनावयुक्त ड्रिल गरिएको रडमा प्वालको बीचबाट खण्डमा अनुदैर्ध्य तनावहरूको वितरण रेखासँग लगभग मेल खान्छ।2अंजीर मा।2। भोल्टेज शिखर σmax d/b अनुपातमा निर्भर गर्दछ। यो प्रायः σmax = को वरिपरि छ2-3σm, जहाँ σm = S/FM  FM मा प्वालले कमजोर भएको खण्डमा तन्य तनावको औसत मानलाई जनाउँछ। क्र.2भोल्टेज अवस्थाले P-सीमा नाघेसम्म मान्य हुन्छ। उच्च भारहरूमा, एक निश्चित फैलावट प्राप्त गर्न, सीधा-रेखा कानून अनुसार भन्दा कम भोल्टेजहरू प्वालको नजिक मात्र आवश्यक पर्दछ। सबैभन्दा तनावग्रस्त बिन्दुहरूमा, तनावहरू अब S सँग समानुपातिक रूपमा बढ्नेछैन, बरु अझ बिस्तारै। सीमामा यो सम्पूर्ण खण्डमा प्राप्त हुनेछ2-2अनुदैर्ध्य तनाव σm = σf को लगभग समान वितरण। शियर र ट्रान्सभर्स तनावलाई बेवास्ता गरियो। रडमा बल S को ढिलो बृद्धिको क्रममा तनाव समीकरणको घटनाहरूले प्रमाणित गर्दछ कि स्थिर भारको प्रभाव अन्तर्गत स्टील संरचनाहरूको लागि सामान्य विधि जायज छ, आयामको समयमा तनाव चुचुराहरूलाई बेवास्ता गर्न र केवल औसत तनाव σm=S/Fm लाई कमजोर खण्डमा Fm अनुमतियोग्य मानसँग तुलना गर्न।

क्र.2

लोड क्षमता अनुसार आयाम प्रक्रिया

लोड बढ्दै जाँदा, खण्डमा भोल्टेज बराबरी हुन्छ। यसो गर्दा, तनावहरू खण्डको सबैभन्दा तनावपूर्ण भागहरूबाट कम तनावमा पुन: समूहबद्ध हुन्छन्। जबसम्म विकृतिहरू यति ठूलो हुँदैनन् कि उनीहरूलाई सन्तुलन अवस्थाहरू सेट गर्दा ध्यानमा राख्नुपर्दछ, यस प्रक्रियाले स्थिर रूपमा निर्धारित संरचनाहरूसँग S, M, इत्यादिको प्रभावको परिमाणमा केही परिवर्तन गर्न सक्दैन।

निरन्तर र फ्रेम समर्थनहरू: हुकको कानूनको धारणा अन्तर्गत, यो स्थिर खण्डको एक निरन्तर समर्थनको लागि प्राप्त गरिन्छ (चित्र।3) अन्तर्गत देखाइएको क्षण रेखा। झुकाउने तनाव M झुकेका पलहरूमा समानुपातिक हुन्छ। यदि दुबै लोडहरू समान रूपमा बढ्छन् भने, P-सीमा पहिले मध्य समर्थन B मा नाघ्नेछ। बेयरिङ सीमा पुग्छ जब सीमित क्षण MDF फिल्डमा पनि पुग्छ। केन्द्रित बलको साथ स्थिर सममित खण्डको दुबै छेउमा क्ल्याम्प गरिएको बीमको अवस्थामा (चित्र।4) क्षण बराबरी सुरु देखि अवस्थित छ। जब P-सीमा नाघ्यो, क्षण वितरणमा कुनै परिवर्तन हुँदैन। यसको विपरित, समान रूपमा वितरित लोडको अवस्थामा (चित्र।5) पलहरूको समानीकरणले पिन्चिङ पललाई घटाउँछ -2/3 Mको बारेमा -1/2 Mo

क्र.4

क्र.3आदि5, क्रमशः: झुकाउने क्षणहरू: a) अघि, b) बल पुन: समूहीकरण पछि सीमा राज्य; a) अघि, b) मोमेन्टम बराबरी पछि

जाली निर्माणहरू: आन्तरिक रूपमा स्थिर रूपमा अनिश्चित ट्रसहरूसँग, त्यहाँ फ्रेम निर्माणहरू जस्तै समान निर्भरताहरू छन्। माध्यमिक तनावहरू, जुन नोडहरूसँग सम्बन्धित छन् जुन झुकावमा कठोर छन्, लोड क्षमता मूल्याङ्कन गर्दा पहिलो अनुमानमा बेवास्ता गर्न सकिन्छ। प्लाष्टिकाइज्ड खण्डहरूले जोडहरूमा समान रूपमा कार्य गर्दछ, जसले गर्दा गर्डरको अन्तिम भार अन्तर्गत यसले अझै पनि बोक्न सक्ने स्थिर कार्य नोडहरूमा जोडिएको एक आदर्श ट्रसको नजिक हुन्छ। बारम्बार दोहोरिएको भारको साथ निर्माणको मामलामा, जसमा थकान बल घटनालाई ध्यानमा राख्नुपर्छ, त्यसैले आयामको समयमा बलहरूको समानीकरणलाई ध्यानमा राख्ने विरुद्धमा पर्याप्त शंकाहरू छन्। यसको विपरित, समर्थनहरूको विस्थापनको प्रभावमा निष्कर्षमा पुग्न व्यावहारिक महत्त्व छ। चूंकि व्यक्तिगत संरचनात्मक तत्वहरूको कार्य शक्ति केवल तनाव सीमाहरूमा निर्भर गर्दछ, र कुल विकृतिहरूको आकारमा होइन, समर्थनहरूको विस्थापनले असर क्षमतामा कुनै प्रभाव पार्दैन।

वैकल्पिक लोड: स्थिर लोड केसको धारणा विरलै महसुस हुन्छ। ब्रिज गर्डरहरूसँग, त्यहाँ चर लोड अवस्थाहरू छन्। बलहरू र व्यक्तिगत संरचनात्मक तत्वहरूमा तनाव वितरणको बारेमा धारणाहरू, जुन सरल बनाइन्छ, स्टिल संरचनाहरूसँग व्यावहारिक कार्यमा सामान्य छ, अघिल्लो अनुसार, तिनीहरू सामान्य परिस्थितिहरूमा उचित हुन्छन्। यो विशेष गरी स्थानीय भोल्टेज चुचुरो बेवास्ताको लागि सत्य हो। यो (गतिशील) थकान लोडिङ अन्तर्गत लोड क्षमता अनुसार आयामको विधि लागू गर्न सिफारिस गर्न सकिँदैन। तसर्थ, लोड क्षमता अनुसार आयाम प्रक्रिया मुख्य रूपमा स्थिर लोडको मामलामा सीमित छ, विशेष गरी भवन उद्योगमा निर्माणहरूमा। अन्य अवस्थामा, जसमा थकानको उपस्थितिमा ध्यान दिनु पर्छ, महत्त्वपूर्ण विकृतिहरू बहिष्कार गर्नुपर्नेछ र लोचको सिद्धान्तलाई आधारको रूपमा लिइन्छ। त्यसो गर्दा, एक उपज बिन्दुबाट पर्याप्त ठूलो दूरीको लागि प्रयास गर्नुपर्छ। निर्माण स्टिलको कठोरताले केही अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान गर्दछ।

वैकल्पिक तनाव

चिसो स्ट्रेचिंग र बुढ्यौली: अंजीरमा। 6 राउन्ड रडको तनाव-विस्तार रेखा, जुन वैकल्पिक तन्य र कम्प्रेसिभ तनावहरूको सम्पर्कमा थियो, लागू गरियो। व्यक्तिगत लोड प्रक्रियाहरू तिनीहरूको अर्डर अनुसार संख्याहरूसँग चिन्ह लगाइन्छ। लोचदार फैलावटहरू जुन अनलोड गर्दा फर्किन्छन् पनि तनावको अनुपातमा ठूलो स्ट्रेच पछि देखा पर्दछ। भोल्टेज चिन्ह परिवर्तन गर्दा, P-सीमा लगभग पूर्ण रूपमा गायब हुन्छ। त्यसकारण, चिसो अवस्थामा कोरिएको निर्माण इस्पातको लोचदार गुणहरू मौलिक मानहरूसँग सहमत छैनन्। अघिल्लो प्रशोधनमा निर्भर गर्दै, धेरै महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू देखाउन सकिन्छ।

चित्र। 6

यससँगै बुढ्यौलीका थप संकेतहरू पनि आउँछन्। यो शब्दले बाह्य प्रभाव बिना समयसँगै हुने गुणहरूमा भएका सबै परिवर्तनहरू समावेश गर्दछ। चिसो स्ट्रेचिंग द्वारा स्थायी विकृति पछि स्ट्रेच एजिंग देख्न सकिन्छ। यदि स्थायी रूपमा तानिएको परीक्षण नमूनाहरू कोठाको तापक्रममा लोड नगरी केही समयको लागि छोडियो भने, तन्य शक्ति र केही हदसम्म, टुट्ने शक्ति मूल मानभन्दा माथि बढ्छ, जबकि ब्रेकमा लम्बाइ घट्छ (चित्र 7)। बुढ्यौली प्रक्रिया दिनसम्म रहन्छ, तर संरचनात्मक स्टिललाई लगभग 300 oC मा तताइयो भने केही घण्टा वा केही मिनेटमा घटाइन्छ। यो पनि उल्लेख गर्नुपर्दछ कि स्ट्रेचिंग एजिंग एकैसाथ हुन्छ, यदि यो अस्थायी रूपमा हुन्छ। 200 – 400 oC, अर्थात् नीलो चमक क्षेत्रमा।

चित्र। 7 - a) दोब्बर लोड गरिएको रडको विस्तार लाइन; ख) चिसो अवस्थामा तानिएको रडको फैलावट रेखा

पछिल्लो कार्य र हिस्टेरेसिस: पूर्ण रूपमा लोचदार सामग्रीमा, तनाव र विरूपण अवस्थाको बीचमा एक स्पष्ट पारस्परिक निर्भरता हुन्छ, जसले गर्दा निश्चित तनावहरू सधैं समान विकृतिसँग मेल खान्छ र यसको विपरीत। लचकताको दिइएको नियमको साथ, विकृतिहरू लोड लागू भएको बितेको समयमा निर्भर गर्दैन, र लोड लागू भएको तरिकामा पनि होइन। विशुद्ध लोचदार व्यवहारबाट विचलनहरू अनुमानित दुई डिग्रीमा वर्णन गर्न सकिन्छ: लोचदार क्षेत्रमा साना विचलनहरू छन्; तिनीहरू पहिलो अनुमानमा बेवास्ता गर्न सकिन्छ। तिनीहरू सही मापन द्वारा निर्धारण गर्न सकिन्छ, विशेष गरी जब तनाव लोचदार सीमा को नजिक तुलना गर्नुहोस्। अर्थात्, फैलावट भोल्टेजको कार्य मात्र होइन, तर बन्द लोड चक्र र समान भोल्टेजको साथ, यो लोडिङको समयमा भन्दा अनलोडिङको समयमा सधैं थोरै सानो हुन्छ। पूर्ण लोचबाट विचलन, अर्थात्। समान तनावहरूमा संगत विस्तारहरू बीचको भिन्नतालाई इलास्टिक हिस्टेरेसिस भनिन्छ। यदि लोड चक्र धेरै पटक दोहोर्याइएको छ भने, यो धेरै उच्च भोल्टेजहरूमा प्राप्त हुन्छ - हिस्टेरेसिस वा डम्पिंगको बन्द लूप। क्र. 8 ले विभिन्न AC लोड मानहरूका लागि डम्पिङ लूपहरू देखाउँछ। लूपको चौडाइ भोल्टेजको उचाइसँग जोडदार रूपमा बढ्छ। लूपको क्षेत्र विरूपण कार्यको लागि समानुपातिक छ, जुन प्रत्येक चक्रमा हराउँछ र गर्मीमा रूपान्तरण हुन्छ। साथै, विकृतिहरू भोल्टेजको उचाइमा मात्र होइन तर समयको साथमा पनि परिवर्तनशील हुन्छन्, तिनीहरू लोड गर्ने गति र विधिमा निर्भर हुन्छन्। विरूपण को भाग, जो समय मा निर्भर गर्दछ, aftereffect भनिन्छ। हिस्टेरेसिस र प्रभाव एकै समयमा हुन्छ। एक नियमको रूपमा, तिनीहरू ती प्रकारका निर्माण इस्पातका लागि कुनै व्यावहारिक महत्त्व छैनन् जुन कोठाको तापमानमा इस्पात संरचनाहरूमा हुन्छ।

क्र. 8

आवेदन नोट: पाठमा ऐतिहासिक सामग्री पदनाम, अनुमान, रेखाचित्र र प्रक्रियाहरू वर्तमान मापदण्डहरू, विशिष्ट उत्पादन विशेषताहरू, गणना मोडेल र समग्र निर्माणको विशेषज्ञ प्रमाणीकरणको विकल्पको रूपमा प्रयोग गर्नु हुँदैन।