Çelik Kesitlerin Eğilme Dayanımı Hesaplaması: Kapsamlı Bir Kılavuz

Çelik bir kiriş bir köprünün ağırlığına veya bir vincin basıncına nasıl dayanır? Bu makale, elastik, elastik-plastik ve plastik aşamalar kavramlarını açıklayarak çelik kesitlerin eğilme mukavemeti hesaplamalarını incelemektedir. Okuyucular, farklı kesitlerin mukavemetini ve sertliğini anlayarak, çeşitli yükler altında yapıların güvenliğini ve stabilitesini nasıl sağlayacaklarını öğreneceklerdir. Yapılarımızı uzun ve dayanıklı tutan temel ilkeleri kavramak için bu kitaba dalın.

İçindekiler

Birinci Bölüm: Giriş

1. Kavram:

Zemin kirişleri, vinç kirişleri, aşıklar, köprüler vb. gibi yanal yükleri destekler.

2. Sınıflandırma:

(1) Katı ağ:

H-şekilli çelik profil: İşlenmesi kolay, üretimi basit ve düşük maliyetlidir.

Kompozit kesit: H şeklindeki çelik, aşağıdaki gereklilikleri karşılayamadığında güç ve sertlik.

(2) Kafes yapısı:

Açıklık 40 metreyi aştığında, en iyisi kafes kiriş kullanmaktır.

3. Kiriş ızgarası:

Dikey ve yatay olarak kesişen ana ve tali kirişlerden oluşan düzlemsel bir sistem.

(1) Basitleştirilmiş kiriş ızgarası: Tek ana ışın.

(2) Sıradan kiriş ızgarası: Ana ve ikincil kirişlere bölünmüştür.

(3) Bileşik kiriş ızgarası: Ana kirişlere, yatay ve dikey ikincil kirişlere bölünmüştür.

4. Kirişler ve plakalar arasındaki etkileşim:

(1) Ortak çalışma: Kompozit zemin döşemesi.

(2) İşbirliği yapılmayan işler: Genel betonarme döşeme.

İkinci Bölüm: Eğilme Dayanımı.

Kesitteki normal gerilimin gelişimi üç aşamaya ayrılabilir:

(1) Elastik aşama: Dinamik yük altında.

(2) Elastik-plastik aşama: Statik yük veya dolaylı dinamik yük altında.

(3) Plastik aşama:

Bir kesitin elastik-plastik aşaması sırasında bükülme kapasitesi:

Dikdörtgen bir kesit için:

(1) Elastik aşama:

(2) Plastik sahne:

(3) Elastik-plastik aşama:

Kesit şekil faktörü:

Üçüncü Bölüm: Kodlar Tarafından Benimsenen Mukavemet Hesaplama Formülleri.

I. Eğilme normal gerilimi:

Limit durum olarak kısmi kesit plastik gelişimi (1/4 kesit, a = h/8):

Formülde:

γ moment için kısmi güvenlik faktörüdür ve tasarım kodunun 5. Bölümündeki Tablo 5.1'e göre belirlenebilir.

Moment için kısmi güvenlik faktörünün 1.0 olarak alınması gereken iki durum vardır.

II. Kesme mukavemeti:

Yöntem:

S:

Kesme mukavemeti, ince duvarın kalınlık yönü boyunca eşit olarak dağıldığı varsayılarak kesme akışı teorisi kullanılarak hesaplanabilir.

(1) Ağ üzerindeki herhangi bir noktadaki dikey kayma gerilmesini hesaplarken, bu noktanın üstündeki veya altındaki brüt kesitin tarafsız eksen x'e göre alan atalet momentini hesaplamak gerekir.

(2) Flanş üzerindeki herhangi bir noktadaki yatay kayma gerilmesi hesaplanırken, bu noktanın solundaki veya sağındaki brüt kesitin x tarafsız eksenine göre alan atalet momentinin hesaplanması gerekir.

Nerede tw kayma gerilmesinin hesaplandığı konumdaki kesitin kalınlığıdır.

III. Ağın yerel burkulma gerilmesi:

Mobil merkezi vinç tekerlek presi

Sabit merkezi yük (destek reaksiyon kuvveti).

Bir kirişin flanşı büyük bir sabit merkezi yüke (mesnet reaksiyonları dahil) maruz kaldığında ve Şekil 5-5 (a) uyarınca hiçbir takviye sağlanmadığında veya Şekil 5-5 (b) uyarınca hareketli bir konsantre yüke (vinç tekerleği basıncı gibi) maruz kaldığında, ağ yüksekliğinin kenarındaki yerel basınç dayanımı hesaplanmalıdır. Konsantre yükün uygulama noktasından h yükseklik aralığına yayıldığı varsayılırsay 1:2.5 oranında ve h yükseklik aralığında 1:1 oranında yayılır.Rağın yüksekliği boyunca eşit olarak dağıtılır kenar hesaplama. Elde edilen σc maksimum teorik yerel basınca çok yakındır. Yerel basınç dayanımı aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

Formülde,

  • F - dinamik yükler için dinamik katsayı ile çarpılması gereken konsantre yük;
  • ψ - konsantre yük amplifikasyon faktörü. Ağır hizmet tipi çalışma seviyesi vinç tekerlek basıncı için ψ = 1,35; diğer yükler için ψ = 1,0;
  • lz - ağ plakasının hesaplanan yüksekliğindeki konsantre yükün varsayılan dağılım uzunluğu. Orta açıklıktaki bir konsantre yük için, lz=a+5hy+2hRkiriş ucu destek reaksiyon kuvveti için, lz=a+2.5hy+a1;
  • a - açıklık yönü boyunca konsantre bir yükün taşıma uzunluğu. Vinç tekerleği basıncı için, mevcut veri olmadığında, 50 mm olarak alınabilir;
  • hy - kirişin tepesinden ağ plakasının hesaplanan yüksekliğine kadar olan mesafe;
  • hR - rayın yüksekliğidir. Kirişin üst kısmında ray yoksa, hR=0;
  • a1 - kirişin ucundan destek plakasının dış kenarına kadar olan mesafe ve değeri 2,5h'den büyük olmamalıdıry.

Hesaplama tatmin edici olmadığında, sabit konsantre yük veya destek, enine takviyeler yerleştirilerek veya kesit boyutu değiştirilerek güçlendirilebilir. Ancak, hareketli konsantre yükleri taşırken, sadece kesit boyutu değiştirilebilir.

IV. Karmaşık gerilme durumu altında eşdeğer gerilme.

Karın vibratörü hesaplanan yükseklikte önemli normal gerilime, kayma gerilimine veya yerel basınç gerilimine maruz kaldığında, o konumdaki eşdeğer gerilimin hesaplanması gerekir.

Formülde:

σ, τ, σc - Karın plakası hesaplama yüksekliğinin aynı noktasında eğilme normal gerilimi, kayma gerilimi ve yerel basınç gerilimi, çekme gerilimi için pozitif ve basınç gerilimi için negatif;

β1 - Yerel bir noktada basınç dayanımının tasarım değerini artırmak için katsayı. σ ve σc aynı işarete sahip olduğunda veya σc=0, β1=1.1; σ ve σc zıt işaretli olduğunda, β1=1.2.

Dördüncü Bölüm: Kirişlerin Genel Stabilite Hesaplaması

1. Temel Kavramlar

Genel istikrarsızlık olgusu:

Mekanizma analizi: 

Kiriş bükülerek deforme edildikten sonra, üst flanş sıkıştırmaya maruz kalır. Kirişin yanal rijitliğinin yetersiz olması nedeniyle, kiriş yanal burkulma deformasyonu yaşayacaktır. Momentin neden olduğu düzlemdeki eğilme deformasyonu, kiriş kesitinin yukarıdan aşağıya doğru eşit olmayan eğilmesi nedeniyle burulma deformasyonu ile birlikte meydana gelir.

Bu nedenle, kirişin genel kararsızlığı eğilme-burulma burkulması veya daha doğru bir ifadeyle yanal eğilme ve burulma burkulması şeklini alır.

2. Tek Eksenli Simetrik Kesitli Basit Destekli Kirişin Kritik Eğilme Momenti Hesaplama Formülü:

(1) C1, C2, C3 - Yük tipine bağlı

(2) Iy, Iw, It - Enine kesitin eylemsizlik momenti

(3) L - Yanal yönde desteklenmemiş uzunluk

(4) a - Yükseklik yönünde hareket noktasının konumu.

(5)

Yük durumuKatsayı
GC2G
Orta açıklık konsantre yükü1.350.550.41
Tüm açıklık boyunca eşit olarak dağıtılmış yük1.130.460.53
Saf bükme1.000.001.00

Çelik kirişlerin genel stabilitesini etkileyen ana faktörler şunlardır:

(1) Yanal yönde desteklenmemiş uzunluk veya sıkıştırılmış flanşın yanal destek noktası arasındaki L1 mesafesi. L1 değeri ne kadar küçük olursa, kirişin genel stabilitesi o kadar iyi ve kritik eğilme momenti o kadar yüksek olur.

(2) Çeşitli atalet momentleri de dahil olmak üzere enine kesitin boyutu. Atalet momenti ne kadar büyük olursa, kirişin genel stabilitesi de o kadar iyi olur. Özellikle, sıkıştırılmış flanş b1'in genişliğinin artırılması, formüldeki βy değerini de artırabilir.

(3) Kirişin uç destekleri tarafından kesit üzerindeki kısıtlamalar. Kesitin y ekseni etrafındaki dönüşü üzerindeki kısıtlamalar iyileştirilebilirse, kirişin genel stabilitesi büyük ölçüde iyileştirilecektir.

(4) Yükleme tipi: Saf eğilme, düzgün dağılmış yük, orta açıklıkta konsantre yük.

(5) Kesitin yükseklik yönü boyunca yükün etki noktasının konumu, bir değer; üst flanş için negatif ve alt flanş için pozitif.

3. Genel Stabilitenin Doğrulanması

Tek düzlemli bükme:

4. Genel Kararlılık Katsayısı

1. Kaynaklı I-şekilli kesit, çift eksenli simetrik, saf eğilme yükü.

2. Kaynaklı I-şekilli kesit, tek eksenli simetrik (asimetrik kesit ve farklı yüklerin etkileri)

Eğer φb>0,6'dan büyükse kararlılık katsayısı olarak alınır:

3. Haddelenmiş sıradan I-şekilli çelik basit destekli kiriş.

4. Sıcak haddelenmiş kanal çeliği basit destekli kiriş.

5. Çift eksenli simetrik I-şekilli konsol kiriş.

5. Genel istikrarı sağlayın.

Kirişin sıkıştırılmış flanşı bir zemin kaplaması ile kaplanır (betonarme veya çelik levha) ve sıkıştırılmış flanşın yanal yer değiştirmesini önlemek için sıkıca bağlanmalıdır.

Basit mesnetli H-kirişler veya I-kirişler için, serbest uzunluk L1'in sıkıştırılmış flanşın genişliği b'ye oranı Tablo 5.4'te belirtilen değeri aşmamalıdır.

Tablo 5.4: Basit mesnetli H-kirişler veya I-kirişler için genel stabilite hesabının gerekli olmadığı maksimum L1/b1 değeri.

Çelik sınıfıOrta açıklıkta yanal destek noktaları olmayan bir kiriş.Yükün nereye uygulandığına bakılmaksızın, açıklık boyunca sıkıştırmaya maruz kalan ve yanal destek noktalarına sahip bir flanşa sahip bir kiriş.
Yük flanşa uygulanır.Yük alt flanşa uygulanır.
Q23513.020.016.0
Q34510.516.513.0
Q3910.015.512.5
Q4209.515.012.0

6. Genel stabilite için doğrulama adımları:

1. Genel stabilite doğrulamasının gerekli olup olmadığını belirleyin.

2. Kesit parametrelerini hesaplayın.

3. Yük koşullarına göre eşdeğer kritik eğilme momenti katsayısı βb'yi elde edin.

4. Genel kararlılık katsayısı ϕb'yi elde etmek için değerleri formüllerde yerine koyun ve genel kararlılığı doğrulayın.

Örnek: 5-2,5-3

Bölüm 5 - Kirişlerin yerel stabilitesi ve takviye tasarımı

1. Genel bakış:

Flanş Plakası: Yük nispeten basittir ve plakanın genişlik-kalınlık oranı sınırlandırılarak yerel stabilite sağlanır.

Web Plakası: Yük karmaşıktır ve mukavemet gereksinimlerini karşılamak için kesit yüksekliği genellikle büyüktür. Ağ plakasının yükseklik/kalınlık oranını sınırlamaya devam edersek, ağ plakasının değeri çok büyük olacaktır ve bu da ekonomik olmayacaktır. Bu nedenle, takviyeler genellikle plakanın boyutunu azaltmak ve yerel stabilite taşıma kapasitesini artırmak için kullanılır.

1. Enine takviyeler

2. Boylamasına takviyeler

3. Kısa takviyeler

2. Kanat flanş plakasının yerel stabilitesi.

Tasarım prensibi: Eşit mukavemet prensibi.

Elastik tasarıma göre (plastik gelişimi dikkate almamak için γ=1.0 ile), aşağıdaki faktörlerin etkisi nedeniyle artık stresgerçek kesit elastik-plastik aşamaya girmiştir. "Spesifikasyon" Et=0.7E.

Plastik gelişim dikkate alınırsa (γ > 1.0), plastik gelişim daha büyük olacaktır ve Et=0.5E.

3. Ağ plakasının burkulması

Hayır.Ağ plakasının durumu.Sertleştirici düzenleme özellikleri
1 στ=0Sertleştiriciler ihmal edilebilir.
2στ≠0Yapısal ve hesaplama gerekliliklerini karşılayan enine takviyelerin takılması tavsiye edilir.       
3 Yapısal ve hesaplama gerekliliklerini karşılayan enine takviyelerin takılması tavsiye edilir.       
4
Sıkıştırılmış flanş bükülmeye karşı sınırlandırılmıştır.
Boyuna takviyeler, yapısal ve hesaplama gereksinimlerini karşılayacak şekilde, eğilme gerilmesinin yüksek olduğu kesitin sıkıştırma bölgesine eklenmelidir.
5
Sıkıştırılmış flanş bükülmek için serbesttir.
6Hesaplama amaçları için gerekli olduğunda. 
7Yerel basınç gerilimi yüksek olduğunda.Gerekirse, yapısal ve hesaplama gereksinimlerini karşılamak için sıkıştırma bölgesinde kısa stifnerler düzenlenmelidir.
8Kiriş desteğindeYapısal ve hesaplama gereksinimlerini karşılayan destekleyici takviyelerin takılması tavsiye edilir.  
9Flanşın büyük bir sabit konsantre yüke maruz kaldığı durumlarda.
10Her durumdah0/tw geçmemelidir 

1. Kompozit gerilmeli plakaların burkulması

Sadece enine takviyelere sahip ağ plakası yapılandırılmıştır.

Ağ plakası aynı anda hem enine hem de boyuna takviyelerle yapılandırılmıştır.

(1) Sıkıştırılmış flanş ve boylamasına takviyeler arasında.

(2) Gergi flanşı ile boylamasına takviyeler arasında.

Kısa enine takviyeler, sıkıştırılmış flanş ile boyuna takviyeler arasına monte edilir.

2. Ağ plakası için stifnerlerin yapım gereksinimleri

(1) Ağ plakasının her iki tarafında çiftler halinde yapılandırılmış çelik enine takviyeler.

Dışa doğru çıkıntı yapan genişlik:

Kalınlık:

(2) Ağ plakasının bir tarafında yapılandırılmış çelik enine takviyeler.

Dışa doğru çıkıntı yapan genişlik: yukarıdaki formüle göre hesaplanan değerin 1,2 katından büyük olmalıdır.

Kalınlık: Dışa doğru çıkıntı yapan genişliğinin 1/15'inden az olmamalıdır.

(3) Hem enine hem de boyuna stifnerlerle güçlendirilmiş ağ levhada, enine stifnerler sürekli kalırken boyuna stifnerler kesişme noktalarında ayrılmalıdır.

Z ekseni etrafındaki eylemsizlik momenti de bunu sağlamalıdır:

(4) Enine takviyelerin ucunun işlenmesi:

3. Destek için takviyeler

(1) Stabilite hesaplaması:

Destek için takviyelerin stabilitesi, ekseni boyunca sabit konsantre yüklere veya kiriş destek reaksiyonlarına maruz kalan bir sıkıştırma elemanı olarak hesaplanır. Bu sıkıştırma elemanının A kesit alanı, 15t içinde hem takviye hem de ağ plakası alanını içerir.w sertleştiricinin her iki tarafında. Hesaplama uzunluğu yaklaşık olarak h0 olarak alınır.

(2) Basınç dayanımı hesaplaması:

Kiriş için destek stifnerlerinin ucu, taşıdıkları sabit konsantre yüke veya destek reaksiyonuna göre hesaplanmalıdır. Takviyelerin ucu düz ve sıkı bir şekilde kesildiğinde, uç yüzdeki basınç gerilmesi aşağıdaki gibi hesaplanmalıdır:

Nerede?

  • fce çelik uç yüzey sıkıştırmasının mukavemet tasarım değeridir;
  • Ace destek takviyelerinin flanş plakasına veya kolon başlığına temas ettiği alandır.

Ağ plakası enine takviyeleri için tasarım adımları:

1. Çapraz çubukların takılmasının gerekli olup olmadığını belirleyin;

2. Çapraz çubukları takın ve a, bs, ts aralıklarını belirleyin;

3. Ağ plakasının kompozit gerilme durumunu doğrulayın;

4. Destekleyici takviyenin doğrulanması: kaynak (çapraz çubuklar ve ağ plakası arasındaki bağlantı), eksenel sıkıştırma stabilitesi doğrulaması (z ekseni düzleminin dışında stabilizasyon) ve mukavemet doğrulaması dahil.

Örnek 5-3: Örnek 5-2'deki koşullara ve sonuçlara dayanarak, Şekil 5-9(b)'de gösterilen ana kiriş bölümünün gereklilikleri karşılayıp karşılamadığını doğrulayın. Ana kiriş her iki ucu basit destekli bir kiriştir, Q235 çelikten yapılmıştır ve E43 serisi manuel kaynak elektrotları ile kaynaklanmıştır.

Çözüm:

1. Ana kirişin yük taşıma kapasitesi:

Ana kirişin basitleştirilmiş hesaplama diyagramı Şekil 5-9(a)'da gösterilmektedir. Her iki taraftaki ikincil kirişler tarafından ana kirişe uygulanan basınç 2×73.69+2×2.33=152.04 kN'dir ve kirişin ucundaki ikincil kirişlerin basıncı ortadaki ikincil kirişinkinin yarısı kadardır.

Şekil 5-9. Ana kirişin basitleştirilmiş hesaplama diyagramı.

Ana kirişin destek reaksiyonu R=2×152.04=304.08 kN'dir.

Kirişin maksimum eğilme momenti M=(304.08-76.02)x5-152.04×2.5=760.2 kN.m'dir.

2. Kesit özelliklerini hesaplayın:

A=131,2 cm², Ix=145449 cm⁴, Wx=3513,3 cm³. Ana kirişin öz ağırlığı 131.2×10²x7850x10-⁶x1.2=123.6 kg/m=1.211 kN/m'dir. 1,2 faktörü, ana kiriş takviyesinin artan katsayısını dikkate almak içindir. Ana kirişin ağırlığı dikkate alındıktan sonra eğilme momentinin tasarım değeri M=760.2+1.2×1.211×10²/8=760.2+18.2=778.4 kN-m'dir.

Ana kirişin kendi ağırlığı hesaba katıldıktan sonra destek üzerindeki tepki kuvvetinin tasarım değeri R=304.08+1.2×1.211×10/2=304.08+7.27=311.3kN olarak kabul edilir.

3. Güç kontrolü

İkincil kirişin bağlantısında destekleyici takviyeler sağlanmıştır ve yerel basınç gerilmesi yoktur. Ayrıca, kayma gerilmesi nispeten küçük olduğundan, diğer kesit dönüştürülmüş gerilmeleri doğrulamaya gerek yoktur.

4. İkincil kiriş üzerinde, ikincil kirişin stabilitesini sağlayan ve ana kiriş için yanal bir destek noktası olarak hizmet edebilen sert bir plaka bulunmaktadır.

Bu noktada, l1/b1=2500/240=10.4<16, genel stabilite hesaplama yapılmadan sağlanabilir.

5. Sertlik kontrolü

İkincil kiriş tarafından iletilen yükün toplam standart değeri FT=(15.5+0.52)×7.5=120.2kN, therefore,

İkincil kiriş tarafından iletilen yükün toplam standart değeri FQ=2.5×4.2×7.5=78.75kN, therefore,

6. Yerel istikrar

Flanş: b/t=(120-4)/14=8.3<13, yerel stabilite gereksinimini karşılar ve γx 1,05 olarak alınabilir; Web plakası: h0/tw=800/8=100, enine takviyelerin sağlanması gerekir, detaylar atlanmıştır.

Bölüm 6. İnce Plakaların Burkulma Sonrası Dayanımı

1. İnce plakaların burkulma sonrası mukavemet kavramı ve analizi:

İnce plaka burkulduktan sonra, plakanın ortasında enine çekme gerilmeleri oluşur ve bu da plakanın uzunlamasına bükülme deformasyonunu daha da kısıtlayarak artan basınca dayanmaya devam etmesini sağlar.

2. Burkulma Sonrası Mukavemet Dikkate Alınarak Ağ Plakasının Kesme Taşıma Kapasitesinin Analizi:

1. Burkulma sonrası kesme taşıma kapasitesi: Formül (5-94)

2. Kesme taşıma kapasitesi iki kısımdan oluşur: Burkulma kesme kuvveti (burkulma mukavemeti) + çekme alanı kesme kuvveti (burkulma sonrası mukavemet).

3. Gerilim alanı kesme kuvveti:

(1) Gerilim alanı yöntemi (karmaşık);

(2) Kod spesifikasyonu.

3. Burkulma Sonrası Mukavemet Dikkate Alınarak Ağ Plakasının Eğilme Taşıma Kapasitesinin Analizi:

Ağ plakasının eğilme taşıma kapasitesinin burkulma sonrasında bir miktar azaldığı göz önünde bulundurulmalıdır.

İki varsayım:

(1) Etkili yükseklik;

(2) Gerilim bölgesi ve sıkıştırma bölgesi arasındaki simetri.

Taşıma kapasitesinin hesaplanması için formül:

4. Burkulma sonrası mukavemeti dikkate alan kirişler için hesaplama formülü (aynı anda eğilme momenti ve kesme kuvvetine maruz kalan):

Formülde,

  • M ve V, kirişin aynı kesiti üzerindeki eğilme momenti ve kesme kuvvetinin tasarım değerleridir
  • V < 0,5Vu olduğunda, V=0,5Vu alın
  • M < M olduğundaf, M = Mf

Bu şunu gösterir:

(1) Kesit üzerindeki M, M'den küçük olduğundaf flanşın dayanabileceği, ağ plakası Vu kesme kuvvetini taşıyabilir;

(2) Kesit üzerindeki V 0,5Vu'dan az olduğunda, M = MAB.

5. Burkulma Sonrası Dayanımı Dikkate Alan Enine Takviye Tasarımı

(1) Destekleyici takviyeler tek başına Denklem (5.99)'u karşılayamıyorsa, burkulma bölgesinin uzunluğunu azaltmak için ağın her iki tarafına eşleştirilmiş enine takviyeler eklenmelidir.

(2) Enine takviyelerin kesit boyutları, Denklem 5.85'e göre ağ takviyelerinin yapım gerekliliklerini karşılamalıdır.

(3) Çelik yapı şartnamelerine göre, merkezi enine takviye eksenel bir sıkıştırma elemanı olarak ele alınmalı ve ağ düzlemi dışındaki stabilitesi aşağıdaki formül kullanılarak eksenel kuvvete dayalı olarak hesaplanmalıdır:

Takviye F konsantre enine yüke maruz kaldığında, Ns F kadar artırılmalıdır.

Bölüm 7. Çelik Kirişlerin Tasarımı

1. Haddelenmiş Çelik Kirişlerin Tasarımı

Maksimum eğilme momenti M'nin tasarım değerini hesaplayınmaksimum gerçek koşullara dayalı olarak kiriş için.

Eğilme mukavemeti ve genel stabiliteye dayalı olarak gerekli kesit modülünü belirleyin:

Kesit tablolarına dayanarak çelik kesitini belirleyin.

Bölümün doğrulanması:

(1) Mukavemet doğrulaması: eğilme, kesme, yerel sıkıştırma ve eşdeğer gerilme.

(2) Rijitlik doğrulaması: kirişin sapma-açıklık oranını doğrulayın.

(3) Genel stabilite doğrulaması (çelik bölümün yerel stabilitesi genellikle doğrulama gerektirmez).

(4) Doğrulama sonuçlarına göre bölümü ayarlayın ve tasarım gereksinimlerini karşılayana kadar doğrulamayı tekrar gerçekleştirin.

2. Kompozit Kirişlerin Kesit Tasarımı

1) Yük koşullarına bağlı olarak gerekli kesit modülünü belirleyin.

2) Kiriş yüksekliğini belirleyin:

  • Minimum yükseklik: hmin kiriş sertliği tarafından belirlenir.
  • Maksimum yükseklik: hmaksimum mimari tasarım gereksinimleri tarafından belirlenir.
  • Ekonomik yükseklik: he minimum çelik tüketimi tarafından belirlenir.

Seçilen yükseklik: hmin ≤ h ≤ hmaksimum.

3). Ağın kalınlığını belirleyin (tüm kesme kuvvetlerinin ağ tarafından karşılandığını varsayarak), ardından:

Alternatif olarak, ağ kalınlığı ampirik formüller kullanılarak belirlenebilir:

4). Flanş genişliğini belirleyin:

Ağ kalınlığı belirlendikten sonra, flanş alanı Af eğilme dayanımı gereksinimlerine göre belirlenebilir. Örnek olarak I şeklinde bir kesit ele alalım:

Bir kez Af belirlendiğinde, diğer değeri belirlemek için b veya t seçilebilir.

5). Bölümün doğrulanması:

  • Mukavemet doğrulaması: eğilme, kesme, yerel sıkıştırma ve eşdeğer gerilme mukavemeti.
  • Rijitlik doğrulaması: kirişin sapma-açıklık oranını doğrulayın.
  • Genel stabilite doğrulaması.
  • Yerel stabilite doğrulaması (flanş plakası).
  • Doğrulama sonuçlarına göre bölümü ayarlayın ve tasarım gereksinimlerini karşılayana kadar doğrulamayı tekrar gerçekleştirin.
  • Takviyeleri gerçek koşullara göre hesaplayın ve düzenleyin.

6). Ağ ve Flanş Arasındaki Kaynakların Hesaplanması

Bağlantı kaynağı esas olarak aşağıdakilere direnmek için kullanılır bükme kesme'dir ve birim uzunluk başına kayma

Kiriş, destek takviyeleri olmadan sabit bir konsantre yüke maruz kaldığında, üst flanş kaynağı hem kesme kuvveti T1 ve konsantre kuvvet F. F tarafından üretilen birim uzunluk başına kuvvet V1:

3. Kaynaklı Kompozit Kirişler için Kesit Değişikliği

Amacımız: Çelikten tasarruf etmek ve eğilme momentindeki değişikliklerle başa çıkmak için.

Bölüm değiştirme yöntemleri:

  • Flanş genişliğini değiştirin.
  • Flanş kalınlığını veya katman sayısını değiştirin.
  • Ağ yüksekliğini ve kalınlığını değiştirin.

Dikkat edilmesi gereken noktalar:

  • Bu yöntem yalnızca uzun açıklıklar için kullanılır.
  • Şiddetli gerilim yoğunlaşmasını önlemek için kesit değişimi kademeli olmalıdır.
  • Eşdeğer gerilme doğrulanmalıdır.

Bölüm 8. Çelik Kirişlerin Eklenmesi

1. Sınıflandırma:

  • Fabrika eklemesi: Optimum kalite için kontrollü ortamlarda gerçekleştirilir.
  • Yerinde birleştirme: Taşıma veya elleçleme sınırlamaları olduğunda kullanılır.

2. Haddelenmiş çelik kesitler için birleştirme yöntemleri:

  • Alın kaynağı: Maksimum mukavemet ve dikişsiz görünüm için tam nüfuziyetli kaynaklar.
  • Ekleme plakası kaynağı: Kiriş bölümlerini birleştirmek için ek plakalar kullanır, tasarımda esneklik ve daha kolay saha montajı sunar.

3. Kompozit kiriş birleştirme teknikleri:

  • Fabrikada birleştirme: Gerilimi dağıtmak ve yapısal bütünlüğü korumak için ağ ve flanşlar kademelendirilmiştir.
  • Yerinde birleştirme: Saha montajını kolaylaştırmak ve inşaat süresini kısaltmak için ağ ve flanşlar aynı bölümde birleştirilir.

Önemli hususlar:

  • Ek yerleri: Yapısal etkiyi en aza indirmek için ek yerlerini nispeten düşük eğilme gerilimi olan alanlara stratejik olarak yerleştirin.
  • Kalite kontrol: Yerinde kaynak, çevresel faktörler ve erişilebilirlik sorunları nedeniyle tutarlı kalitenin korunmasında zorluklar ortaya çıkarır.
  • Tahribatsız test: Ekleme bütünlüğünü sağlamak için ultrasonik veya radyografik test gibi titiz denetim protokolleri uygulayın.
  • Yük aktarımı: Eksenel, kesme ve moment kuvvetleri dahil olmak üzere beklenen tüm yükleri etkili bir şekilde aktarmak için ek yerleri tasarlayın.

Bölüm 9. Birincil ve İkincil Çelik Kirişlerin ve Kiriş Desteklerinin Bağlantısı

1. Birincil ve ikincil çelik kiriş bağlantıları:

  • Üst üste binen bağlantılar: Mükemmel kesme aktarımı ve basitleştirilmiş montaj sağlar.
    - Oturtulmuş bağlantılar: İkincil kiriş, birincil kirişe kaynaklanmış bir raf açısı üzerinde durur.
    - Üst ve alt flanş klemens bağlantıları: Geliştirilmiş moment direnci sunar.
  • Alın bağlantıları: Gömme kiriş düzenlemeleri ve tek tip derinlik gereksinimleri için idealdir.
    - Uç plaka bağlantıları: Hassas hizalama için kiriş uçlarında cıvatalı veya kaynaklı plakalar.
    - Fin plaka bağlantıları: Kesme yüklerini aktarmak için basit ve ekonomiktir.

2. Kiriş destek tipleri:

  • Düz plaka destekleri:
    - Orta dereceli yükler için basit ve uygun maliyetli.
    - Düzgün yatak yüzeyi ve kolay kurulum sağlar.
  • Yay şeklindeki destekler:
    - Yükleri daha eşit dağıtarak stres konsantrasyonlarını azaltır.
    - Ağır yükler veya dönme hareketinin beklendiği yerler için idealdir.
  • Menteşeli destekler:
    - Termal genleşme ve büzülmeye uyum sağlayarak dönme hareketine izin verir.
    - Destekleyici yapılara moment aktarımını azaltın.

Temel tasarım hususları:

  • Yük kapasitesi: Öngörülen yüklere ve yapısal gereksinimlere göre destek tipini seçin.
  • İnşa edilebilirlik: Kurulum kolaylığını ve prefabrikasyon potansiyelini göz önünde bulundurun.
  • Servis Kolaylığı: Bağlantıları ve destekleri gelecekteki bakım veya değişiklikleri kolaylaştıracak şekilde tasarlayın.
  • Korozyon koruması: Özellikle açıkta kalan bağlantılar için uygun koruyucu önlemleri uygulayın.
Unutmayın, paylaşmak önemsemektir! : )
Shane
Yazar

Shane

MachineMFG'nin Kurucusu

MachineMFG'nin kurucusu olarak, kariyerimin on yıldan fazlasını metal işleme sektörüne adadım. Kapsamlı deneyimim, sac metal imalatı, talaşlı imalat, makine mühendisliği ve metaller için takım tezgahları alanlarında uzman olmamı sağladı. Bu konular hakkında sürekli düşünüyor, okuyor ve yazıyorum, sürekli olarak alanımın ön saflarında kalmaya çalışıyorum. Bilgi ve uzmanlığımın işiniz için bir değer olmasına izin verin.

Ayrıca Beğenebilirsiniz
Onları sadece sizin için seçtik. Okumaya devam edin ve daha fazlasını öğrenin!

Güç ve Sertlik: Temel Farklılıkları Anlamak

Aynı yük altında bir malzeme bükülürken diğerinin kırılmasını sağlayan nedir? Aralarındaki fark güç ve sertliklerinde yatmaktadır. Bu makale bu önemli özellikleri incelemekte ve mukavemeti...

Malzeme Mekaniğinde Mukavemet ve Rijitliği Anlamak

Bu makalede, mühendislikteki büyüleyici güç ve sertlik kavramlarını keşfediyoruz. Bu prensiplerin, köprülerden binalara kadar günlük nesnelerin güvenliğini ve dayanıklılığını nasıl sağladığını öğreneceksiniz...

Yüksek Mukavemetli Cıvata Kırılması: Neden Analizi

Yüksek mukavemetli cıvatalar üretim sırasında neden arızalanır? Bu makale, kırılan yüksek mukavemetli cıvataların incelenmesini ele almakta ve döküm hatalarının ve uygunsuz sıcak dövmenin suçlu olduğunu ortaya koymaktadır. İnceleyerek...
MachineMFG
İşinizi bir sonraki seviyeye taşıyın
Haber bültenimize abone olun
En son haberler, makaleler ve kaynaklar haftalık olarak gelen kutunuza gönderilir.

Bize Ulaşın

Cevabımızı 24 saat içinde alacaksınız.