באַסיקס פון שטאָל סטראַקטשערז

** וויכטיק פאַכמאַן טאָן: ** דאָס איז אַן אַרקייוו בילדונגקרייז טעקסט, נישט אַ קראַנט פּלאַן ספּעסיפיקאַטיאָן, סטאַטיק כעזשבן, דערווייַז פון מאַסע קאַפּאַציטעט אָדער מאַנופאַקטורינג און פֿאַרזאַמלונג ינסטראַקשאַנז. דער פּלאַן פון שטאָל סטראַקטשערז מוזן אַרייַננעמען פאַקטיש אַקשאַנז, קאַנעקשאַנז, פעסטקייַט, מידקייַט, פייַער, קעראָוזשאַן און אַלע אנדערע באַטייַטיק טנאָים לויט גילטיק רעגיאַליישאַנז און סטאַנדאַרדס, מיט די פֿאַראַנטוואָרטלעכקייט פון די אָטערייזד דיזיינער.

דער פּלאַן און קאַנסטראַקשאַן פון שטאָל סטראַקטשערז איז נישט טייל פון די קראַנט ציבור פאָרשלאָג פון Savo Kusić. די היינטיקע פּראָדוקציע פאָקוס באשטייט פון הילצערנע פענסטער, הוודען-אַלומינום פענסטער און מנהג טירן.

שטאָל סטראַקטשערז האָבן אַ פּראָסט שטריך אין אַז זיי מערסטנס צונויפשטעלנ זיך פון הייס-ראָולד שטאָל. דזשוינינג איז געטאן ניצן ריוואַץ, סקרוז אָדער וועלדינג. דאָס כולל שטאָל סטראַקטשערז פֿאַר בריקן, בנינים, אינדוסטריע און מיינינג, הידראַוליק אינזשעניריע, פּילערז, טאָווערס, טאַנגקס, אין אַ ברייטערער זינען און פֿאַר קריינז, שיפּבילדינג, בוילערז, אאז“ו ו. דער פאָקוס פון די פאלגענדע פּרעזאַנטיישאַנז איז די באַהאַנדלונג פון יקערדיק קאַנסעפּס.

מאַטעריאַלס

די הויפּט קאַנסטראַקשאַן מאַטעריאַל פון שטאָל קאַנסטראַקשאַנז זענען ראָולד פּראָופיילז פון קאַנסטראַקשאַן קוואַליטעט שטאָל S235, S275, S355, S420, S450. דעפּענדינג אויף די סטאַנדאַרט, עס זענען עטלעכע פאַרשידענע טייפּס פון קאַנסטראַקשאַן שטאָל, ווו די נומער אין די קלאַסאַפאַקיישאַן יוזשאַוואַלי ינדיקייץ די טענסאַל שטאַרקייַט פון די שטאָל. עס זענען עטלעכע אותיות סימבאָלס, ווו אין דעם פאַל די S שטייט פֿאַר סטראַקטשעראַל שטאָל. די מערסט פּראָסט פארמען געניצט זענען S, B (באַטאָנען סטעעלס, ריינפאָרסמאַנט) און י (פּרעססטרינג שטאָל).

שטאָל ראָולד שטיצט

עס איז אַ ברייט קייט פון שטאָל פּראָופיילד שטיצן און יעדער האט זייַן אייגן ציל, אַדוואַנטידזשיז און דיסאַדוואַנטידזשיז.

• ו-פּראָפילעס
• איך-פּראָפילעס מיט שמאָל לעגס (IPE, IPN)
• איך-פּראָפילעס מיט ברייט לעגס (HEA, HEB, HEM, HD)
• פּוסט פּראָופיילז / באָקסעס (קייַלעכיק, קוואַדראַט, רעקטאַנגגיאַלער)
• שיץ
• קאַלט-געגרינדעט פּראָדוקטן (דערגרייכט דורך קאַלט ראָולינג אַ פלאַך פּאַס און טוויסטינג אַ פלאַך פּאַס)

יעדער פון די פּראָופיילז איז אַנדערש אין פאָרעם, דימענשאַנז, ציל, אאז“ו ו. פֿאַר בייַשפּיל, עס זענען איבער 20 פאַרשידענע IPN פּראָופיילז, וואָס אַנדערש אין דימענשאַנז; גרעסערע פּראָופיילז קענען בעסער וויטסטאַנד בוקקלינג (פלעקסוראַל און לאַטעראַל-טאָרסיאָנאַל), דיפלעקשאַנז, אאז”ו ו.

עס זענען פיר קלאסן פון שטאָל דיפּענדינג אויף צי זיי דערגרייכן די טראָגן פונט ווען די דרוק איז געוואקסן, צי די אַנאַליסיס איז פּלאַסטיק אָדער גומע, וואָס איז די מאַסע קאַפּאַציטעט פון די קרייַז אָפּטיילונג, אאז“ו ו ווו דער ערשטער קלאַס איז דער בעסטער און דער פערט איז די ערגסט. מער וועגן די סטרוקטור און שטאַרקייַט פון שטאָל קענען זיין לייענען דאָ.

וואָולטידזש יקוואַליזיישאַן און קעריינג קאַפּאַציטעט ביי פעסט מאַסע

בעאַרינג קאַפּאַציטעט. די דימענשאַנז פון שטאָל סטראַקטשערז זענען באשלאסן אַזוי אַז באַטייַטיק שטענדיק דיפאָרמיישאַנז זענען יקסקלודיד. די שייַכעס קאַפּאַציטעט, אָבער, אין פילע קאַסעס איז נישט ויסגעמאַטערט אין קיין וועג ווען די העכסטן קאָמפּאַראַטיווע דרוק ריטשאַז די טראָגן פונט - דעמאָלט די דיפאָרמיישאַנז וואַקסן פיל פאַסטער ווי די סטרעסאַז. פֿאַר סטראַקטשעראַל שטאָל, די זעלבע אָפענגיקייַט ווי ווען ייעלדינג קענען זיין גענומען ווי די שיעור פון האָאָקע ס געזעץ פֿאַר אַלגעמיינע דרוק טנאָים. אין דעם פאַל פון כאָומאַדזשיניאַס דרוק שטאַטן, וואָס זענען גלייַך אין יעדער אָרט, קיין ענדערונגען פאַלן ווען די שיעור פון פּראַפּאָרשאַנאַליטי איז יקסידיד, אַחוץ אַז די גאַנץ דעפאָרמאַטיאָנס וואַקסן פאַסטער ווי די דרוק.

עקוואַליזאַטיאָן פון דרוק בעשאַס בענדינג. אין דעם פאַל פון בענדינג פון אַ שטראַל, די רעקטילינעאַר דרוק פאַרשפּרייטונג לויט די נאַוויער כייפּאַטאַסאַס אַפּלייז, ביז די ברעג דרוק σ = מ / וו טוט נישט יקסיד די שיעור פון פּראַפּאָרשאַנאַליטי. לאַנדזשאַטודאַנאַל יקספּאַנשאַנז ε = ε(σ). דאָס איז אמת אין מינדסטער פֿאַר קליין בענדס. סטרעססעס וואָס זענען העכער ווי די פּראַפּאָרשאַנאַל דרוק קענען בלויז וואַקסן סלאָולי ווי די יקספּאַנשאַנז ε. אין Fig. 1 ווייזט די בענדינג דרוק פאַרשפּרייטונג פֿאַר די געגעבן אַפּערייטינג דיאַגראַמע און פֿאַר פאַרשידן וואַלועס פון ברעג יקספּאַנשאַן. דער שטח פון פּראַפּאָרשאַנאַליטי (געצייכנט מיט אַ קרייַז אויף אַלע וואָולטידזש שורות) דעריבער ווערט קלענערער און קלענערער מיט ינקריסינג ברעג דיילאַטיישאַן. דער ברעג וואָולטידזש איז ערשטער לימיטעד דורך σF. בלויז נאָך זייער באַטייַטיק דיפאָרמיישאַנז, די מאַקסימום דרוק העכערונג העכער σF, אַזוי אַז די השפּעה פון די סטרוקטוראַל שטאָל ריינפאָרסמאַנט ווערט קענטיק (פאַל 5).

פיג. 1 - בענדינג וואָולטידזש יקוואַלאַזיישאַן

יקוואַליזיישאַן פון דרוק פּיקס. די פאַרשפּרייטונג פון לאַנדזשאַטודאַנאַל סטרעסאַז אַריבער די אָפּטיילונג דורך די מיטן פון די לאָך אין אַ איין טענסיאָנעד דרילד רוט קאָראַספּאַנדז בעערעך צו די שורה2אין פייַג.2. די וואָולטידזש שפּיץ σמאַקס דעפּענדס אויף די ד/ב פאַרהעלטעניש. עס איז מערסטנס אַרום σמאַקס =2—3σm, ווו σm = S/FM  דינאַוץ די דורכשניטלעך ווערט פון די טענסאַל דרוק אין די אָפּטיילונג וויקאַנד דורך די לאָך ביי FM. Sl.2גילטיק ביז די וואָולטידזש שטאַט יקסידז די P-לימיט. ביי העכערע לאסטן, כדי צו דערגרייכן א געוויסער דיילאציע, דארפן וואולטאַדזשעס נידעריקער ווי לויט די גלייך-ליניע געזעץ בלויז נעבן דעם לאך. אין די מערסט סטרעסט פונקטן, די סטרעסאַז וועט ניט מער פאַרגרעסערן פּראַפּאָרשאַנאַלי מיט S, אָבער גאַנץ סלאָולי. ב ײ דע ר גרענ ץ װע ט מע ן באקומע ן איבע ר דע ר גאנצע ר סעקציע2—2אַן בעערעך מונדיר פאַרשפּרייטונג פון לאַנדזשאַטודאַנאַל סטרעסאַז σם = σף. שערן און טראַנזווערס דרוק זענען אָפּגעלאָזן. די פאַנגקשאַנז פון דרוק יקוואַליזיישאַן בעשאַס די פּאַמעלעך פאַרגרעסערן פון די קראַפט S אין די רוט באַווייַזן אַז די געוויינטלעך אופֿן פֿאַר שטאָל סטראַקטשערז אונטער די ווירקונג פון אַ סטאַטיק מאַסע איז גערעכטפארטיקט, צו איגנאָרירן די דרוק פּיקס בעשאַס דימענשאַנז און צו פאַרגלייַכן בלויז די דורכשניטלעך דרוק σm=S/Fm אין די וויקאַנד אָפּטיילונג Fm מיט די ערלויבט ווערט.

Sl.2

דימענסיאָנינג פּראָצעדור לויט די מאַסע קאַפּאַציטעט

ווען די מאַסע ינקריסיז, וואָולטידזש יקוואַליזיישאַן אַקערז אין די אָפּטיילונג. אין טאן אַזוי, די סטרעסאַז זענען ריגרופּיד פון די מערסט סטרעסט טיילן פון דער אָפּטיילונג צו די ווייניקער סטרעסט. אזוי לאנג ווי די דעפאָרמאציעס זענען נישט אזוי גרויס, אז מען דארף זיי נעמען אין באטראכט ווען מען שטעלט די גלייך-באדינגונגען, קען דער פראצעס גארנישט טוישן אויף דער גרויסקייט פון דער איינפלוס פון S, M, אאז“ו ו מיט סטאַטיש באשלאסן סטרוקטורן.

קעסיידערדיק און ראַם שטיצט: אונטער די האַשאָרע פון ​​​​האָאָקע ס געזעץ, עס איז באקומען פֿאַר איין קעסיידערדיק שטיצן פון קעסיידערדיק אָפּטיילונג (פיג.3) מאָמענט שורה געוויזן אונטער אַ. די בענדינג סטרעסאַז זענען פּראַפּאָרשאַנאַל צו די בענדינג מאָומאַנץ מ. אויב ביידע לאָודז פאַרגרעסערן גלייַך, די P-לימיט וועט זיין יקסידיד בייַ די מיטל שטיצן ב. די שייַכעס לימיט איז ריטשט ווען די לימיטינג מאָמענט מדף איז ריטשט אין די פעלד אויך. אין דעם פאַל פון אַ שטראַל קלאַמפּט אויף ביידע זייטן פון אַ קעסיידערדיק סאַמעטריקאַל אָפּטיילונג מיט אַ קאַנסאַנטרייטאַד קראַפט (Fig.4) מאָמענט יקוואַליזיישאַן יגזיסץ פון די אָנהייב. ווען די P-לימיט איז יקסידיד, עס איז קיין ענדערונג אין דער מאָמענט פאַרשפּרייטונג. אויף די פאַרקערט, אין די פאַל פון אַ גלייַך פונאנדערגעטיילט מאַסע (Fig.5) די יקוואַליזיישאַן פון די מאָומאַנץ פירט צו אַ רעדוקציע פון ​​די פּינטשינג מאָמענט מיט -2/3 Mוועגן אויף -1/2 Mאָ.

Sl. 4

Sl. 3 און די ווי. 5, ריספּעקטיוולי: בענדינג מאָומאַנץ: אַ) איידער, ב) שיעור שטאַט נאָך קראַפט ריגרופּינג; אַ) איידער, ב) נאָך יקוואַלייזינג די מאָמענטום

לאַטאַס קאַנסטראַקשאַנז: מיט ינעווייניק סטאַטיקלי ינדעטמינאַטע טראַסיז, ​​עס זענען ענלעך דיפּענדאַנסיז ווי מיט ראַם קאַנסטראַקשאַנז. די צווייטיק סטרעסאַז, וואָס זענען שייַכות צו די נאָודז וואָס זענען שטרענג אין בענדינג, קענען זיין אָפּגעלאָזן אין דער ערשטער אַפּראַקסאַמיישאַן ווען עוואַלואַטינג די מאַסע קאַפּאַציטעט. פּלאַסטיסייזד סעקשאַנז אַקט סימאַלערלי צו דזשוינץ, אַזוי אַז די סטאַטיק קאַמף פון די גערדער אונטער די לעצט מאַסע עס קענען נאָך פירן איז נעענטער צו אַז פון אַ ידעאַל בינטל מיט דזשוינץ אין די נאָודז. אין דעם פאַל פון קאַנסטראַקשאַנז מיט אָפט ריפּיטיד לאָודז, אין וואָס מידקייַט שטאַרקייַט דערשיינונגען זאָל זיין גענומען אין חשבון, עס זענען דעריבער היפּש ספקות קעגן גענומען יקוואַלאַזיישאַן פון פאָרסעס אין חשבון בעשאַס דימענשאַנז. אויף די פאַרקערט, עס איז פון פּראַקטיש וויכטיקייט צו פאַרענדיקן די השפּעה פון די דיספּלייסמאַנט פון שטיצן. זינט די אַרבעט שטאַרקייַט פון יחיד סטראַקטשעראַל עלעמענטן דעפּענדס בלויז אויף די דרוק לימאַץ, און נישט אויף די גרייס פון די גאַנץ דיפאָרמיישאַנז, די דיספּלייסמאַנץ פון די שטיצן האָבן קיין ווירקונג אויף די שייַכעס קאַפּאַציטעט.

אָלטערנייטינג מאַסע: די האַשאָרע פון ​​אַ קעסיידערדיק מאַסע פאַל איז ראַרעלי איינגעזען. מיט בריק גערדערז, עס זענען בייַטעוודיק מאַסע שטאַטן. אַסאַמפּשאַנז וועגן פאָרסעס און דרוק פאַרשפּרייטונג אין יחיד סטראַקטשעראַל עלעמענטן, וואָס פאַרפּאָשעטערן, זענען פּראָסט אין פּראַקטיש אַרבעט מיט שטאָל סטראַקטשערז, לויט די פריערדיקע, זיי זענען גערעכטפארטיקט אונטער פּראָסט צושטאנדן. דאָס איז ספּעציעל אמת פֿאַר ניגלעקטינג היגע וואָולטידזש פּיקס. עס קען נישט זיין רעקאַמענדיד צו צולייגן דעם אופֿן פון דימענשאַנז לויט די מאַסע קאַפּאַציטעט אונטער (דינאַמיש) מידקייַט לאָודינג. אזוי, די דימענשאַנז פּראָצעדור לויט די מאַסע קאַפּאַציטעט איז לימיטעד צו די פאַל פון פּרידאַמאַנאַנטלי סטאַטיק לאָודז, ספּעציעל צו קאַנסטראַקשאַנז אין די בנין אינדוסטריע. אין אנדערע קאַסעס, אין וואָס אכטונג זאָל זיין באַצאָלט צו די אויסזען פון מידקייַט, עס וועט זיין יקסקלודיד באַטייַטיק דיפאָרמיישאַנז און די ילאַסטיסאַטי טעאָריע זאָל זיין גענומען ווי אַ יקער. אין טאן אַזוי, מען זאָל שטרעבן צו אַ גענוג גרויס ווייַטקייט פון די טראָגן פונט. די טאַפנאַס פון קאַנסטראַקשאַן שטאָל דעמאָלט גיט עטלעכע נאָך זיכערהייט.

אָלטערנאַטיוו דרוק

קאַלט סטרעטשינג און יידזשינג: אין פייג. 6 די דרוק-דייליישאַן שורה פון אַ קייַלעכיק רוט, וואָס איז געווען יקספּאָוזד צו אָלטערנייטינג טענסאַל און קאַמפּרעסיוו סטרעסאַז, איז געווען געווענדט. יחיד מאַסע פּראַסעסאַז זענען אנגעצייכנט מיט נומערן לויט זייער סדר. עלאַסטיק דילאַטיישאַנז אַז צוריקקומען אויף אַנלאָודינג אויך פאַלן נאָך גרויס סטרעטשיז פּראַפּאָרשאַנאַל צו די סטרעסאַז. ווען טשאַנגינג די וואָולטידזש צייכן, די פּ-לימיט כּמעט גאָר פארשווינדט. דעריבער, די גומע פּראָפּערטיעס פון קאַנסטראַקשאַן שטאָל ציען אין די קעלט שטאַט טאָן ניט שטימען מיט די אָריגינעל וואַלועס. דעפּענדינג אויף די פריערדיקע פּראַסעסינג, גאַנץ באַטייַטיק דיפעראַנסיז קענען זיין געוויזן.

פיג. 6

צוזאמען מיט דעם קומען מער וואונדער פון יידזשינג. דער טערמין כולל אַלע ענדערונגען אין פּראָפּערטיעס וואָס פאַלן איבער צייַט אָן פונדרויסנדיק השפּעה. סטרעטש יידזשינג קענען זיין באמערקט נאָך שטענדיק דיפאָרמיישאַן דורך קאַלט סטרעטשינג. אויב פּערמאַנאַנטלי אויסגעשטרעקט פּראָבע ספּעסאַמאַנז זענען לינקס פֿאַר עטלעכע מאָל אָן מאַסע אין צימער טעמפּעראַטור, די טענסאַל שטאַרקייַט און, אין אַ ווייניקער מאָס, די טירינג שטאַרקייַט העכערונג העכער די אָריגינעל ווערט, בשעת די ילאָנגגיישאַן אין ברעכן דיקריסאַז (Fig. 7). דער יידזשינג פּראָצעס לאַסץ פֿאַר טעג, אָבער איז רידוסט צו אַ ביסל שעה אָדער בלויז מינוט אויב די סטראַקטשעראַל שטאָל איז העאַטעד צו וועגן 300 oC. עס זאָל אויך זיין דערמאנט אַז סטרעטשינג יידזשינג אַקערז סיימאַלטייניאַסלי מיט סטרעטשינג, אויב דאָס כאַפּאַנז אין טעמפּ. 200 - 400 oC, ד“ה אין די בלוי שייַנען געגנט.

פיג. 7 - אַ) יקספּאַנשאַן שורה פון אַ דאַבלי לאָודיד רוט; ב) דייליישאַן שורה פון אַ רוט אויסגעשטרעקט אין אַ קאַלט שטאַט

דערשפעטערדיקע אקציע און היסטערעסיס: אין א גאָר עלאַסטישן מאַטעריאַל איז פאַראַן אַן אומבאַקאַנטע קעגנצייַטיק אָפענגיקייט צווישן די דרוק און דיפאָרמיישאַן שטאַט, אַזוי אַז זיכער דרוק שטימען שטענדיק צו די זעלבע דיפאָרמיישאַנז און וויצע ווערסאַ. מיט אַ געגעבן געזעץ פון ילאַסטיסאַטי, די דיפאָרמיישאַנז אָפענגען נישט אויף די ילאַפּסט צייט זינט די מאַסע איז געווען געווענדט, און אויך נישט אויף די וועג ווי די מאַסע איז געווענדט. דיווייישאַנז פון ריין גומע נאַטור קענען זיין דיסקרייבד אין צוויי גראַדעס פון דערנענטערנ זיך: אין די גומע געגנט עס זענען קליין דיווייישאַנז; זיי קענען זיין איגנאָרירט אין דער ערשטער דערנענטערנ זיך. זיי קענען זיין באשלאסן דורך פּינטלעך מעזשערמאַנץ, ספּעציעל ווען קאַמפּערינג די דרוק נעענטער צו די גומע שיעור. ניימלי, דיילאַטיישאַן איז נישט בלויז אַ וואָולטידזש פֿונקציע, אָבער מיט אַ פארמאכט מאַסע ציקל און דער זעלביקער וואָולטידזש, עס איז שטענדיק אַ ביסל קלענערער בעשאַס אַנלאָודינג ווי בעשאַס לאָודינג. דיווייישאַן פון גאַנץ ילאַסטיסאַטי, י.ע. דער חילוק צווישן קאָראַספּאַנדינג יקספּאַנשאַנז אין די זעלבע סטרעסאַז איז גערופן גומע היסטערעסיס. אויב די מאַסע ציקל איז ריפּיטיד מער אָפט, דאָס איז באקומען אין נישט צו הויך וואָולטידזשיז - אַ פֿאַרמאַכט שלייף פון היסטערעסיס אָדער דאַמפּינג. Sl. 8 ווייזט די דאַמפּינג לופּס פֿאַר פאַרשידן אַק מאַסע וואַלועס. די ברייט פון די לופּס ינקריסיז שטארק מיט די הייך פון די וואָולטידזש. די שטח פון די שלייף איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו די דיפאָרמיישאַן אַרבעט, וואָס איז פאַרפאַלן אין יעדער ציקל און קאָנווערטעד אין היץ. אויך, די דיפאָרמיישאַנז זענען וועריאַבאַל ניט בלויז מיט די הייך פון די וואָולטידזש אָבער אויך מיט צייט, זיי אָפענגען אויף די גיכקייַט און לאָודינג אופֿן. דער טייל פון די דיפאָרמיישאַן, וואָס דעפּענדס אויף צייַט, איז גערופן די אַפטערפעקט. היסטערעסיס און אַפטערפעקט פאַלן סיימאַלטייניאַסלי. ווי אַ הערשן, זיי זענען פון קיין פּראַקטיש וויכטיקייט פֿאַר די טייפּס פון קאַנסטראַקשאַן שטאָל וואָס פאַלן אין שטאָל סטראַקטשערז אין צימער טעמפּעראַטורעס.

Sl. 8

** אַפּלאַקיישאַן באַמערקונג: ** היסטארישע מאַטעריאַל דעזיגניישאַנז, אַסאַמפּשאַנז, דייאַגראַמז און פּראָוסידזשערז אין דעם טעקסט זאָל ניט זיין געוויינט ווי אַ פאַרטרעטער פֿאַר קראַנט סטאַנדאַרדס, ספּעציפיש פּראָדוקט קעראַקטעריסטיקס, כעזשבן מאָדעל און עקספּערט וועראַפאַקיישאַן פון די קוילעלדיק קאַנסטראַקשאַן.