ວິທີການຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກ?

ການແນະນໍາ

ການຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກແມ່ນລັກສະນະພື້ນຖານຂອງວິສະວະກໍາໂຄງສ້າງ. ມັນຮັບປະກັນວ່າໂຄງສ້າງສາມາດສະຫນັບສະຫນູນການໂຫຼດທີ່ມີຈຸດປະສົງໂດຍບໍ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວ. ຂະບວນການດັ່ງກ່າວກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະສົມປະສານທີ່ສັບສົນຂອງຄຸນສົມບັດດ້ານວັດຖຸ, ການອອກແບບໂຄງສ້າງ, ແລະການໂຫຼດນໍາໃຊ້. ເຂົ້າໃຈວິທີການກໍານົດຄວາມສາມາດນີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບວິສະວະກອນແລະສະຖາປະນິກທີ່ອອກແບບແລະປະເມີນຜົນ ໂຄງສ້າງເຫຼັກ . ບົດຂຽນນີ້ degves ເຂົ້າໄປໃນວິທີການ, ພື້ນຖານທິດສະດີ, ແລະການພິຈາລະນາພາກປະຕິບັດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງທີ່ສຸດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໃນການຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດຂອງເຫຼັກ.

ແນວຄິດພື້ນຖານໃນການອອກແບບໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ກ່ອນທີ່ຈະຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານທີ່ຄວບຄຸມການອອກແບບໂຄງສ້າງຂອງເຫຼັກ. ເຫຼົ່ານີ້ປະກອບມີຄຸນສົມບັດທາງວັດຖຸເຊັ່ນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile, ແລະ modulus ຂອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ. ພຶດຕິກໍາຂອງເຫລັກສະແຕນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດຕ່າງໆ ນອກຈາກນັ້ນ, ປັດໃຈເຊັ່ນ buckling, ຄວາມອິດເມື່ອຍ, ແລະຂໍ້ບົກຜ່ອງດ້ານວັດຖຸມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມສາມາດໂດຍລວມຂອງໂຄງສ້າງ.

ຄຸນລັກສະນະດ້ານວັດຖຸຂອງເຫຼັກ

ເຫຼັກແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບອັດຕາສ່ວນທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ສູງຂອງມັນ, ຄວາມເປັນຫມັນ, ແລະ versatility. ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດແມ່ນຄວາມກົດດັນທີ່ເຫຼັກກ້າທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຜິດພາດໃນການຈັດຜິດພາດ. ສໍາລັບສະແດງເຫຼັກໂຄງສ້າງ, ຈຸດແຂງປົກກະຕິຂອງຜົນຜະລິດປົກກະຕິຕັ້ງແຕ່ 250 MPA ເຖິງ 460 MPA. ຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ຫນາແຫນ້ນ, ສູງກ່ວາຜົນຜະລິດທີ່ໃຫ້ຜົນຜະລິດ, ແມ່ນຄວາມກົດດັນສູງສຸດທີ່ເຫຼັກສາມາດຕ້ານທານໄດ້ໃນເວລາທີ່ມີຄວາມຍືດຍຸ່ນກ່ອນຄໍ. modulus ຂອງຄວາມຍືດຍຸ່ນ, ປະມານ 200 gpa ສໍາລັບເຫຼັກ, ມີຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງວັດຖຸ.

ປະເພດຂອງການໂຫຼດ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກແມ່ນຖືກຕ້ອງໃນປະເພດຕ່າງໆຂອງການໂຫຼດ:

1. ການໂຫຼດທີ່ເສຍຊີວິດ: ການໂຫຼດແບບຖາວອນຈາກນ້ໍາຫນັກຂອງໂຄງສ້າງແລະການຕິດຕັ້ງແບບຄົງທີ່.

2. ການໂຫຼດທີ່ມີຊີວິດ: ການໂຫຼດຊົ່ວຄາວຫຼືສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຄືກັບຄົນ, ເຟີນິເຈີ, ພາຫະນະ.

3. ພາລະສິ່ງແວດລ້ອມ: ການໂຫຼດຈາກລົມ, ຫິມະ, ກິດຈະກໍາທີ່ມີແຜ່ນດິນໄຫວ, ແລະການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ.

ການປະເມີນຜົນທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງການໂຫຼດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການອອກແບບທີ່ປອດໄພ.

ລະຫັດການອອກແບບແລະມາດຕະຖານ

ລະຫັດອອກແບບໃຫ້ຄໍາແນະນໍາແລະສູດເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື. ຢູ່ສະຫະລັດອາເມລິກາສະຖາບັນການກໍ່ສ້າງເຫຼັກ (AISC) ເຜີຍແຜ່ປື້ມຄູ່ມືການກໍ່ສ້າງເຫຼັກ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ລະຫັດເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ເວລາເຂົ້າໃນປັດໄຈບັນຊີຄວາມປອດໄພ, ການປະສົມປະສານດ້ານການປະສົມປະສານ, ແລະຂໍ້ມູນສະເພາະດ້ານວັດຖຸ. ການປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຈໍາເປັນໃນຂະບວນການຄິດໄລ່.

ວິທີການຄິດໄລ່

ການຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຫຼາຍຂັ້ນຕອນແລະການພິຈາລະນາ:

1. ການກໍານົດພາລະທີ່ໃຊ້

ຂັ້ນຕອນທໍາອິດແມ່ນການກໍານົດພາລະທັງຫມົດທີ່ປະຕິບັດຕາມໂຄງສ້າງ. ນີ້ປະກອບມີການຄິດໄລ່ການໂຫຼດທີ່ເສຍຊີວິດໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງວັດຖຸແລະຂະຫນາດ, ການປະເມີນການໂຫຼດທີ່ມີຊີວິດແລະການປະເມີນຜົນສິ່ງແວດລ້ອມເປັນຂໍ້ມູນໃນພາກພື້ນ.

2. ການເລືອກສະມາຊິກໂຄງສ້າງ

ການເລືອກສະມາຊິກໂຄງສ້າງທີ່ເຫມາະສົມ (ສາຍຄໍ, ຖັນ) ກ່ຽວຂ້ອງກັບການພິຈາລະນາປັດໄຈຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຮູບຮ່າງຂອງສ່ວນ, ຂະຫນາດແລະຊັ້ນມ. ຮູບຊົງທົ່ວໄປປະກອບມີ I-beams, ຊ່ອງທາງ, ແລະທໍ່. ການຄັດເລືອກແມ່ນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກປະເພດການໂຫຼດແລະຄວາມຍາວຂອງ spans.

3. ການຄິດໄລ່ຄຸນສົມບັດສ່ວນ

ຄຸນສົມບັດຂອງພາກສ່ວນເຊັ່ນເຂດພື້ນທີ່, ຊ່ວງເວລາຂອງຄວາມບໍ່ມີປະສິດຕິພາບ, ແລະພາກສ່ວນ Modulus ແມ່ນຄິດໄລ່ສໍາລັບສະມາຊິກທີ່ເລືອກ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສໍາຄັນໃນການກໍານົດຄວາມສາມາດຂອງສະມາຊິກເພື່ອຕ້ານທານກັບກໍາລັງທີ່ໂຄ້ງແລະບີບອັດ.

4. . ການວິເຄາະພຶດຕິກໍາທີ່ມີໂຄງສ້າງ

ການວິເຄາະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການຄິດໄລ່ກໍາລັງພາຍໃນແລະຊ່ວງເວລາພາຍໃນໂຄງສ້າງໂດຍໃຊ້ວິທີການຕ່າງໆເຊັ່ນ:

- ການວິເຄາະທີ່ສະຖິດ: ສໍາລັບໂຄງສ້າງທີ່ການໂຫຼດຈະຖືກນໍາໃຊ້ຊ້າໆແລະຄົງທີ່.

- ການວິເຄາະແບບເຄື່ອນໄຫວ: ສໍາລັບໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ອງປ່ຽນແປງຫຼືການໂຫຼດຜົນກະທົບ.

ການວິເຄາະອົງປະກອບທີ່ລະອຽດ (FEA) Software ມັກໃຊ້ສໍາລັບໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນມັກຈະເປັນແບບຢ່າງແລະຈໍາລອງການປະພຶດ.

5. ການກວດສອບຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກສາມາດລົ້ມເຫລວໂດຍຜ່ານຮູບແບບຕ່າງໆ:

- ຜົນຜະລິດ: ເມື່ອຄວາມກົດດັນເກີນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດ.

- buckling: ສໍາລັບສະມາຊິກ compression ມັກຖັນ.

- ຄວາມອິດເມື່ອຍ: ເນື່ອງຈາກວົງຈອນການໂຫຼດໃນໄລຍະເວລາ.

ການຄິດໄລ່ຕ້ອງຮັບປະກັນວ່າຄວາມກົດດັນໃນການອອກແບບແມ່ນຢູ່ໃນຂອບເຂດຈໍາກັດທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ທຸກຮູບແບບລົ້ມເຫຼວທີ່ອາດຈະເກີດຂື້ນ.

ການຄິດໄລ່ຕົວຢ່າງ

ພິຈາລະນາພຽງແຕ່ທ່ອນເຫຼັກທີ່ສະຫນັບສະຫນູນທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນເຄື່ອງຫມາຍການໂຫຼດທີ່ແຈກຢາຍເປັນເອກະພາບ (UDL). ຂັ້ນຕອນໃນການຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດຂອງມັນມີດັ່ງນີ້:

ຂັ້ນຕອນທີ 1: ກໍານົດຄຸນສົມບັດດ້ານວັດຖຸ

ສົມມຸດວ່າ beam ແມ່ນເຮັດດ້ວຍເຫຼັກກ້າ ASTM A36 ດ້ວຍຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດ (ສົກກະປົກ) ຂອງ 250 MPA.

ຂັ້ນຕອນທີ 2: ເລືອກຂະຫນາດ beam

ເລືອກ W-section (ກະດານ flange ກວ້າງ - flange), ຍົກຕົວຢ່າງ, ເປັນ W310x60. ຄຸນສົມບັດແມ່ນ:

- ພາກ Modulus (SX): 938 x 10 ³ ມມ³

- ປັດຈຸບັນຂອງ inertia (ix): 145 x 10 ⁶ ມມ⁴

ຂັ້ນຕອນທີ 3: ຄິດໄລ່ຊ່ວງເວລາສູງສຸດ

ສໍາລັບ beam ສະຫນັບສະຫນູນພຽງແຕ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ UDL:

[{max} = frac {wl ^ 2}}} ]

ບ່ອນທີ່:

- (W ) = ໂຫລດຄວາມຍາວຂອງຫນ່ວຍ (N / MM)

- (l ) = ຄວາມຍາວແອອັດ (ມມ)

ຂັ້ນຕອນທີ 4: ກໍານົດຊ່ວງເວລາທີ່ອະນຸຍາດ

ປັດຈຸບັນໂຄ້ງທີ່ອະນຸຍາດ (m _{ອະນຸຍາດ} ) ແມ່ນ:

[{{ອະນຸຍາດ} = f_y times s_x ]

[0

ຂັ້ນຕອນທີ 5: ແກ້ໄຂບັນຫາສູງສຸດ

ການຈັດແຈງສູດລະດັບສູງສຸດເພື່ອແກ້ໄຂສໍາລັບ (W ):

[[W = F = F = FRAC {8M_ {ອະນຸຍາດ}}} {l ^ 2}]

ສົມມຸດວ່າຄວາມຍາວຂອງສະແຕນເລດ (L = 6000 000 , 'ຂໍ້ຄວາມ {MM} ):

[0 W = F = F = FRAC {ເວລາ 234.5 ເທົ່າກັບ 10 ^ 3} {(6000) ^ 2} = 5.22} {n / mm} ]

ດັ່ງນັ້ນ, beam ສາມາດສະຫນັບສະຫນູນການໂຫຼດເປັນເອກະພາບຂອງ 5.22 n / mm ໃນໄລຍະ 6 ແມັດ.

ການພິຈາລະນາແບບພິເສດ

ໃນພາກປະຕິບັດ, ປັດໃຈເພີ່ມເຕີມຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາ:

ປັດໃຈທີ່ກໍາລັງໂຫລດແລະປັດໃຈຄວາມປອດໄພ

ລະຫັດອອກແບບຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການນໍາໃຊ້ປັດໃຈການໂຫຼດແລະການຕໍ່ຕ້ານເພື່ອບັນຊີສໍາລັບຄວາມບໍ່ແນ່ນອນ. ຍົກຕົວຢ່າງ, ການອອກແບບໂຫຼດແລະການອອກແບບປັດໄຈການໂຫຼດ (LRSFD) ໃຊ້ເວລາໂຫຼດທີ່ມີຄວາມນິຍົມແລະຫຼຸດຜ່ອນຈຸດແຂງດ້ານວັດສະດຸເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພ.

ການວິເຄາະ Buckling ສໍາລັບຖັນ

ສໍາລັບຄໍລໍາ, ສູດໂຫຼດທີ່ສໍາຄັນຂອງ Euler

[1) {CR} = frac {pi {pi ^ 2 ei} {((kl)}

ບ່ອນທີ່:

- (e ) = monulus ຂອງ elasticity

- (ຂ້ອຍ ) = ປັດຈຸບັນຂອງ inertia

- (k ) = ປັດໃຈຄວາມຍາວຂອງຄໍລໍາ

- (l ) = ຄວາມຍາວທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນ

ການອອກແບບຕ້ອງຮັບປະກັນວ່າການໂຫຼດທີ່ໃຊ້ແມ່ນຫນ້ອຍກ່ວາການໂຫຼດ buckling ທີ່ສໍາຄັນ.

ເຄື່ອງມືຊອບແວແລະການຈໍາລອງ

ວິສະວະກໍາສະໄຫມໃຫມ່ແມ່ນຂື້ນກັບຊອບແວສໍາລັບການຄິດໄລ່ທີ່ສັບສົນ:

- ການວິເຄາະອົງປະກອບທີ່ລະອຽດອ່ອນ (FEA): ເຄື່ອງມືເຊັ່ນ ANSYS, Abaqus ຈໍາລອງພຶດຕິກໍາທີ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ.

- ຊອບແວອອກແບບ: ໂປແກຼມເຊັ່ນ SAP2000, Staad.pro ຊ່ວຍໃນການອອກແບບແລະວິເຄາະໂຄງສ້າງ.

ເຄື່ອງມືເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ສໍາລັບເລຂາຄະນິດທີ່ສັບສົນ, ການປະສົມປະສານໂຫຼດ, ແລະພຶດຕິກໍາທາງດ້ານວັດຖຸທີ່ເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ຈະຄິດໄລ່ດ້ວຍຕົນເອງ.

ເຄັດລັບໃນການປະຕິບັດສໍາລັບວິສະວະກອນ

- ການກວດສອບຄູ່: ກວດສອບການຄິດໄລ່ເປັນເອກະລາດຫຼືໃຊ້ວິທີການທາງເລືອກ.

- ປັບປຸງໃຫມ່ກັບລະຫັດ: ລະຫັດອອກແບບແມ່ນຖືກປັບປຸງເປັນໄລຍະ; ຮັບປະກັນຄວາມສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານລ້າສຸດ.

- ພິຈາລະນາການກໍ່ສ້າງ: ການອອກແບບທີ່ມີວິທີການກໍ່ສ້າງທີ່ເປັນຈິງແລະຄວາມສາມາດດ້ານສິ່ງຂອງໃນໃຈ.

- ບັນຊີສໍາລັບການສະກັດກັ້ນ: ຄວາມສາມາດບໍລິການຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຈໍາກັດການປ້ອງກັນໃນລະດັບທີ່ຍອມຮັບໄດ້ສໍາລັບການເຮັດວຽກຂອງໂຄງສ້າງ.

ສະຫຼຸບ

ການຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດໃນການໂຫຼດຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກແມ່ນຂະບວນການທີ່ມີຄວາມລະອຽດທີ່ລວມຕົວວິທະຍາສາດທາງວັດສະດຸ, ການວິເຄາະທີ່ມີໂຄງສ້າງ, ແລະການຍຶດຫມັ້ນກັບລະຫັດອອກແບບ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈຄຸນສົມບັດຢ່າງລະອຽດຂອງ ໂຄງສ້າງເຫຼັກ ແລະນໍາໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ເຂັ້ມງວດ, ວິສະວະກອນສາມາດອອກແບບໂຄງສ້າງທີ່ປອດໄພແລະມີປະສິດຕິພາບ. ຄວາມກ້າວຫນ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນເຄື່ອງມືຄອມພິວເຕີ້ແລະເຕັກໂນໂລຢີວັດສະດຸເພີ່ມຕື່ມກ່ຽວກັບຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງການຄິດໄລ່ເຫຼົ່ານີ້. Mastery ຂອງແນວຄວາມຄິດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສິ່ງທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບວິສະວະກອນທີ່ມີຄວາມດີເລີດໃນການອອກແບບໂຄງສ້າງແລະຄວາມຊື່ສັດ.