எஃகு கட்டமைப்பின் சுமை தாங்கி திறனை எவ்வாறு கணக்கிடுவது

அறிமுகம்

எஃகு கட்டமைப்பின் சுமை தாங்கும் திறனைக் கணக்கிடுவது கட்டமைப்பு பொறியியலின் அடிப்படை அம்சமாகும். தோல்வி ஆபத்து இல்லாமல் கட்டமைப்பு நோக்கம் கொண்ட சுமைகளை பாதுகாப்பாக ஆதரிக்க முடியும் என்பதை இது உறுதி செய்கிறது. இந்த செயல்முறை பொருள் பண்புகள், கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டு சுமைகளின் சிக்கலான இடைவெளியை உள்ளடக்கியது. இந்த திறனை எவ்வாறு துல்லியமாக தீர்மானிப்பது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது பொறியாளர்கள் மற்றும் கட்டடக் கலைஞர்களுக்கு வடிவமைத்து மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது எஃகு கட்டமைப்புகள் . இந்த கட்டுரை எஃகு கட்டமைப்புகளின் சுமை தாங்கும் திறனைக் கணக்கிடுவதில் ஈடுபட்டுள்ள முறைகள், தத்துவார்த்த அடித்தளங்கள் மற்றும் நடைமுறைக் கருத்தாய்வுகளை ஆராய்கிறது.

எஃகு கட்டமைப்பு வடிவமைப்பில் அடிப்படை கருத்துக்கள்

சுமை தாங்கும் திறனைக் கணக்கிடுவதற்கு முன், எஃகு கட்டமைப்பு வடிவமைப்பை நிர்வகிக்கும் அடிப்படைக் கருத்துகளைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். மகசூல் வலிமை, இழுவிசை வலிமை மற்றும் நெகிழ்ச்சித்தன்மையின் மட்டு போன்ற பொருள் பண்புகள் இதில் அடங்கும். பல்வேறு ஏற்றுதல் நிலைமைகளின் கீழ் எஃகு நடத்தை -டைஷன், சுருக்க, வளைத்தல் மற்றும் வெட்டு -முழுமையாக பகுப்பாய்வு செய்யப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, பக்கிங், சோர்வு மற்றும் பொருள் குறைபாடுகள் போன்ற காரணிகள் கட்டமைப்பின் ஒட்டுமொத்த திறனை பாதிக்கின்றன.

எஃகு பொருள் பண்புகள்

எஃகு அதன் அதிக வலிமை-எடை விகிதம், நீர்த்துப்போகும் மற்றும் பல்துறைத்திறன் ஆகியவற்றிற்கு பெயர் பெற்றது. மகசூல் வலிமை என்பது எஃகு பிளாஸ்டிக்காக சிதைக்கத் தொடங்கும் மன அழுத்தமாகும். கட்டமைப்பு எஃகு, வழக்கமான மகசூல் பலங்கள் 250 MPa முதல் 460 MPa வரை இருக்கும். இழுவிசை வலிமை, மகசூல் வலிமையை விட அதிகமாகும், கழுத்து முன் நீட்டப்படும்போது எஃகு தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச அழுத்தமாகும். நெகிழ்ச்சித்தன்மையின் மட்டு, எஃகு சுமார் 200 ஜி.பி.ஏ., பொருளின் விறைப்பை அளவிடுகிறது.

சுமைகளின் வகைகள்

எஃகு கட்டமைப்புகள் பல்வேறு வகையான சுமைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன:

1. இறந்த சுமைகள்: கட்டமைப்பின் சொந்த எடை மற்றும் எந்தவொரு நிலையான நிறுவல்களிலிருந்தும் நிரந்தர சுமைகள்.

2. நேரடி சுமைகள்: மக்கள், தளபாடங்கள், வாகனங்கள் போன்ற தற்காலிக அல்லது நகரக்கூடிய சுமைகள்.

3. சுற்றுச்சூழல் சுமைகள்: காற்று, பனி, நில அதிர்வு செயல்பாடு மற்றும் வெப்பநிலை மாற்றங்களிலிருந்து சுமைகள்.

இந்த சுமைகளின் துல்லியமான மதிப்பீடு பாதுகாப்பான வடிவமைப்பிற்கு இன்றியமையாதது.

வடிவமைப்பு குறியீடுகள் மற்றும் தரநிலைகள்

வடிவமைப்பு குறியீடுகள் பாதுகாப்பு மற்றும் நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த வழிகாட்டுதல்கள் மற்றும் சூத்திரங்களை வழங்குகின்றன. யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸில், அமெரிக்கன் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் ஸ்டீல் கன்ஸ்ட்ரக்ஷன் (ஏ.ஐ.எஸ்.சி) எஃகு கட்டுமான கையேட்டை வெளியிடுகிறது, இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த குறியீடுகள் பாதுகாப்பு, சுமை சேர்க்கைகள் மற்றும் பொருள் விவரக்குறிப்புகள் ஆகியவற்றின் காரணிகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கின்றன. கணக்கீட்டு செயல்பாட்டில் இந்த தரங்களுடன் இணங்குவது அவசியம்.

கணக்கீட்டு முறைகள்

சுமை தாங்கும் திறனைக் கணக்கிடுவது பல படிகள் மற்றும் பரிசீலனைகளை உள்ளடக்கியது:

1. பயன்பாட்டு சுமைகளை தீர்மானித்தல்

முதல் படி கட்டமைப்பில் செயல்படும் அனைத்து சுமைகளையும் அடையாளம் காண்பது. பொருள் அடர்த்தி மற்றும் பரிமாணங்களின் அடிப்படையில் இறந்த சுமைகளைக் கணக்கிடுவது, ஆக்கிரமிப்பு தரத்திற்கு நேரடி சுமைகளை மதிப்பிடுதல் மற்றும் பிராந்திய தரவுகளின்படி சுற்றுச்சூழல் சுமைகளை மதிப்பிடுதல் ஆகியவை இதில் அடங்கும்.

2. கட்டமைப்பு உறுப்பினர்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது

பொருத்தமான கட்டமைப்பு உறுப்பினர்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது (விட்டங்கள், நெடுவரிசைகள், டிரஸ்கள்) குறுக்கு வெட்டு வடிவம், அளவு மற்றும் பொருள் தரம் போன்ற காரணிகளைக் கருத்தில் கொள்வதை உள்ளடக்குகிறது. பொதுவான வடிவங்களில் ஐ-பீம்கள், சேனல்கள் மற்றும் குழாய்கள் அடங்கும். தேர்வு சுமை வகை மற்றும் இடைவெளிகளின் நீளத்தால் பாதிக்கப்படுகிறது.

3. பிரிவு பண்புகளை கணக்கிடுதல்

தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உறுப்பினர்களுக்கு பகுதி, மந்தநிலையின் தருணம் மற்றும் பிரிவு மாடுலஸ் போன்ற பிரிவு பண்புகள் கணக்கிடப்படுகின்றன. வளைக்கும் மற்றும் சுருக்க சக்திகளை எதிர்ப்பதற்கான உறுப்பினரின் திறனை தீர்மானிப்பதில் இந்த பண்புகள் முக்கியமானவை.

4. கட்டமைப்பு நடத்தை பகுப்பாய்வு செய்தல்

கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வு என்பது போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி கட்டமைப்பிற்குள் உள்ள உள் சக்திகளையும் தருணங்களையும் கணக்கிடுவதை உள்ளடக்குகிறது:

- நிலையான பகுப்பாய்வு: சுமைகள் மெதுவாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு மாறாமல் இருக்கும் கட்டமைப்புகளுக்கு.

- டைனமிக் பகுப்பாய்வு: மாறி அல்லது தாக்க சுமைகளுக்கு உட்பட்ட கட்டமைப்புகளுக்கு.

வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு (FEA) மென்பொருள் பெரும்பாலும் சிக்கலான கட்டமைப்புகளுக்கு மாதிரியாகவும், சுமைகளின் கீழ் நடத்தை உருவகப்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

5. தோல்வி முறைகளுக்கு எதிராக சரிபார்க்கிறது

எஃகு கட்டமைப்புகள் பல்வேறு முறைகள் மூலம் தோல்வியடையக்கூடும்:

- மகசூல்: மன அழுத்தம் விளைச்சல் வலிமையை மீறும் போது.

- பக்கிங்: நெடுவரிசைகள் போன்ற சுருக்க உறுப்பினர்களுக்கு.

- சோர்வு: காலப்போக்கில் சுழற்சி ஏற்றுதல் காரணமாக.

அனைத்து சாத்தியமான தோல்வி முறைகளுக்கும் வடிவமைப்பு அழுத்தங்கள் அனுமதிக்கக்கூடிய வரம்புகளுக்குள் இருப்பதை கணக்கீடுகள் உறுதி செய்ய வேண்டும்.

எடுத்துக்காட்டு கணக்கீடு

சீரான விநியோகிக்கப்பட்ட சுமை (யுடிஎல்) க்கு உட்பட்ட வெறுமனே ஆதரிக்கப்பட்ட எஃகு கற்றை கவனியுங்கள். அதன் சுமை தாங்கும் திறனைக் கணக்கிடுவதற்கான படிகள் பின்வருமாறு:

படி 1: பொருள் பண்புகளை தீர்மானிக்கவும்

பீம் 250 MPa இன் மகசூல் வலிமையுடன் (FY) ASTM A36 எஃகு மூலம் ஆனது என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள்.

படி 2: பீம் அளவைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்

ஒரு W-SECTION (பரந்த-அடுக்கு கற்றை) என்பதைத் தேர்வுசெய்க, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு W310x60. பண்புகள்:

- பிரிவு மாடுலஸ் (எஸ்எக்ஸ்): 938 x 10 ³ மிமீ³

- மந்தநிலையின் தருணம் (ix): 145 x 10 ⁶ மிமீ⁴

படி 3: அதிகபட்ச தருணத்தைக் கணக்கிடுங்கள்

UDL இன் கீழ் வெறுமனே ஆதரிக்கப்பட்ட கற்றைக்கு:

[M_ {max} = frac {wl^2} {8} ]

எங்கே:

- (w ) = ஒரு யூனிட் நீளத்திற்கு சுமை (n/mm)

- (l ) = இடைவெளி நீளம் (மிமீ)

படி 4: அனுமதிக்கக்கூடிய தருணத்தை தீர்மானிக்கவும்

அனுமதிக்கக்கூடிய வளைக்கும் தருணம் (மீ _{அனுமதி} ):

[M_ {அனுமதி} = f_y times s_x ]

[M_ {அனுமதிக்கவும்

படி 5: அதிகபட்ச சுமைக்கு தீர்க்கவும்

(W ) க்கு தீர்க்க அதிகபட்ச தருண சூத்திரத்தை மறுசீரமைத்தல்:

[w = frac {8m_ {அனுமதி}} {l^2} ]

ஒரு இடைவெளி நீளத்தை அனுமானித்து (l = 6000 , உரை {மிமீ} ):

[w = frac {8 முறை 234.5 முறை 10^3} {(6000)^2} = 5.22 , உரை {n/mm} ]

எனவே, பீம் 6 மீட்டர் இடைவெளியில் 5.22 N/mm சீரான சுமையை ஆதரிக்க முடியும்.

மேம்பட்ட பரிசீலனைகள்

நடைமுறையில், கூடுதல் காரணிகளைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்:

சுமை காரணிகள் மற்றும் பாதுகாப்பு காரணிகள்

வடிவமைப்பு குறியீடுகளுக்கு நிச்சயமற்ற தன்மைகளைக் கணக்கிட சுமை மற்றும் எதிர்ப்பு காரணிகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும். சுமை மற்றும் எதிர்ப்பு காரணி வடிவமைப்பு (எல்.ஆர்.எஃப்.டி) முறை, எடுத்துக்காட்டாக, பாதுகாப்பை உறுதிப்படுத்த காரணி சுமைகள் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட பொருள் பலங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

நெடுவரிசைகளுக்கான பக்கிங் பகுப்பாய்வு

நெடுவரிசைகளுக்கு, யூலரின் முக்கியமான சுமை சூத்திரம் பக்கிங் சுமையை தீர்மானிக்கிறது:

[P_ {cr} = frac { pi^2 ei} {(kl)^2} ]

எங்கே:

- (e ) = நெகிழ்ச்சித்தன்மையின் மாடுலஸ்

- (i ) = மந்தநிலையின் தருணம்

- (k ) = நெடுவரிசை பயனுள்ள நீள காரணி

- (l ) = ஆதரிக்கப்படாத நீளம்

பயன்படுத்தப்பட்ட சுமை முக்கியமான பக்கிங் சுமையை விட குறைவாக இருப்பதை வடிவமைப்பு உறுதிப்படுத்த வேண்டும்.

மென்பொருள் கருவிகள் மற்றும் உருவகப்படுத்துதல்

நவீன பொறியியல் சிக்கலான கணக்கீடுகளுக்கான மென்பொருளை பெரிதும் நம்பியுள்ளது:

- வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு (FEA): ANSYS, ABAQUS போன்ற கருவிகள் சுமைகளின் கீழ் கட்டமைப்பு நடத்தை உருவகப்படுத்துகின்றன.

- வடிவமைப்பு மென்பொருள்: SAP2000, Staad.pro போன்ற நிரல்கள் கட்டமைப்புகளை வடிவமைக்கவும் பகுப்பாய்வு செய்யவும் உதவுகின்றன.

இந்த கருவிகள் சிக்கலான வடிவியல், சுமை சேர்க்கைகள் மற்றும் பொருள் நடத்தைகள் ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுகின்றன.

பொறியாளர்களுக்கான நடைமுறை உதவிக்குறிப்புகள்

- இருமுறை சரிபார்க்கும் கணக்கீடுகள்: கணக்கீடுகளை சுயாதீனமாக சரிபார்க்கவும் அல்லது மாற்று முறைகளைப் பயன்படுத்தவும்.

- குறியீடுகளுடன் புதுப்பிக்கப்பட்டு: வடிவமைப்பு குறியீடுகள் அவ்வப்போது புதுப்பிக்கப்படுகின்றன; சமீபத்திய தரங்களுடன் இணங்குவதை உறுதிசெய்க.

- கட்டமைப்பைக் கவனியுங்கள்: நடைமுறை கட்டுமான முறைகள் மற்றும் புனையமைப்பு திறன்களை மனதில் கொண்டு வடிவமைக்கவும்.

- விலகல்களுக்கான கணக்கு: கட்டமைப்பின் செயல்பாட்டிற்கு ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய நிலைகளுக்கு விலகல்களைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு சேவைத்திறன் தேவைப்படுகிறது.

முடிவு

எஃகு கட்டமைப்புகளின் சுமை தாங்கும் திறனைக் கணக்கிடுவது என்பது பொருள் அறிவியல், கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வு மற்றும் வடிவமைப்பு குறியீடுகளை பின்பற்றுவதை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு நுணுக்கமான செயல்முறையாகும். பண்புகளை முழுமையாக புரிந்துகொள்வதன் மூலம் எஃகு கட்டமைப்புகள் மற்றும் கடுமையான பகுப்பாய்வு முறைகளைப் பயன்படுத்துதல், பொறியாளர்கள் பாதுகாப்பான மற்றும் திறமையான கட்டமைப்புகளை வடிவமைக்க முடியும். கணக்கீட்டு கருவிகள் மற்றும் பொருட்கள் தொழில்நுட்பத்தில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்கள் இந்த கணக்கீடுகளின் துல்லியத்தையும் நம்பகத்தன்மையையும் மேலும் மேம்படுத்துகின்றன. கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் ஒருமைப்பாட்டில் சிறந்து விளங்க உறுதியளித்த பொறியியலாளர்களுக்கு இந்த கருத்துகளின் தேர்ச்சி அவசியம்.