Ачаа түрүүлэх чадварыг ойлгох: Бүтцүүн зохиомжийн үндэс
Аталгын бүтцийн ачаа тээвэрлэх чадвар нь бүтцийн бүтцэд алдаа, хэт их хэлбэлзэлгүйгээр янз бүрийн хүчнийг аюулгүй тэсвэртэй тэсвэрлэх чадвар юм. Мэргэжлийн инженерчлэлийн хувьд энэ хүчин чадал нь бүтцийн бүрэлдэхүүнд байдаг тулгуур хүч (хүчлийн болон даралт), буруулгын үе, буруулгын хүч, тэдгээрийн хослууд зэрэг нь тэсвэртэй байх чадвартай нь тодорхойлогдож, бүгд нь AISC 360 (LRFD Байршийн бүтэц нь үхсэн ачаа (барилгын бие даасан жин), амьд ачаа (хуульчид, машин механизм, тоног төхөөрөмж), салхины ачаа, газар хөдлөлтийн хүч, бусад орчны ачааг тэсвэрлэх боломжтой байх ёстой - Тийм ээ. Үндсэн зарчим нь, алтны бүрэлдэхүүний загварын хүч нь хүчин зүйлтэй холбогдсон ачаалалтай холбоотойгоор тогтоосон шаарддаг хүчтэй тэнцэх эсвэл давхарддаг.
Бүтээн байгуулалтын зэс нь үржихүй цэгтээ хүртэл шугамаар уян хатан хариу үйлдэл үзүүлдэг бөгөөд дараа нь бүтэлгүйтэхээс өмнө пластикийн дарамт хийх өндөр чадавхтай байдаг энэ харилцан адаптацийн чадвар нь аюулгүй байдлын чухал шинж чанар юм, түүн дотор газар хөдөлгөөн зэрэг экстрем үзэлдүүд үед хүч түүхийн үед уруулахын өмнө анхны санамж өгөх ба бүтэц хүчний энергийг шингээх чадварыг хангаж өгөх. Энэ хүч түүхийн чадварыг урьдчилан таамаглах ба батлах чадвар нь нарийн материал шинж чанарууд, нарийн үйлдвэрлэл ба үйлдвэрлэлийн бүх үе шатад хатуу чанарын хяналт дээр суурилж өгөх. .
Бүтцийн үйлдлийн чанарыг нөлөөлөх түлхүүр материал шинж чанарууд
Гүрвэлт бүтцийн хүч түүхийн чадвар нь үндэснээс холбогдсон дурдагдаж буй материал шинж чанаруудаар тодорхойлогдож өгөх. Хүч түүхийн хязгаар (fy) найман шинж чанаруудын хамгийн чухал параметр юм, түүн дотор материал пластик деформацийн үед хүч түүхийн хязгаарыг илтгэн өгөх. Түүн дотор хязгаарын төлөвийн дизайн-ын үндэс юм. Таталцан түүхийн хязгаар (fu) материал хугацаа хүртэл хүч түүхийн хамгийн их хязгаарыг илтгэн өгөх, нэмэлт аюулгүй байдлын хязгаарыг хангаж өгөх. Хүч түүхийн хязгаарын таталцан түүхийн хязгаарын харьцаа харилцан адаптацийн чадварыг ба материал хүч түүхийн хүчний дахин тархалтын чадварыг нөлөөлөх. Сунаж чадах чадвар харилцан холбоотой чанар—хагаралгүй деформацлах чадвар—сейсмик төлөөлөл, нүүрлүүлэх, холбох зэрэг үйлдэлд онцгой чухал. Хүчирхэг чадвар , Чарпи V-ховилын туршилтаар хэмжигддэг, материал нь гэнэт ачаалал үүрд энергийг шингээх чадварыг илтгэдэг, түүн дотроо бүүр хүйтэн орчинд онцгой чухал. . Баглах чанар , химийн бүрдэл (тодорхойлохдоо нүүрстөрөөд эквивалент утга) үүрд тодорхойлогддэг, талбай ба цехийн холболтуудын чанарыг нөлөөлдэг. .
Эдгээр чанарууд хамааралгүй биш; өндөр хүчтнүүр нь их вака дуктильность ба холбох чадварын үүрд хохиромжтой байдаг. . Жишээ нь, нүүрстөрөөд, марганец, ниобий, ванадий зэрэг холимог нэмцүүдийн нэмэлт нь хүчтнүүрийг нэмэгдүүлдэг, гэтэл дуктильность ба хүчтнүүрийг сөрөг нөлөөлдэг. . Түүн тулд материал сонгохдоо үзүүрлүүлэх шаардлагатай бүх чанаруудын тэнцвэрт үзүүрлүүлэлт шаардлагатай.
Түүнд хэрэглэдэг бүтээлийн ганын түүнд хэрэглэдэг ангилалууд: харьцуулалт тойм
Тохиром урт хүчлэг бүхий ганын төрлийг сонгох нь ачаа түүх чадварыг нөлөөлөх хамгийн шууд арга юм. Дэлхийн зах зээлд хамгийн их тархаж буй бүтцүүдийн ганын төрлүүд нь хэд хэдэн гол ангилалд хуваагдаж, тус бүрд өөрсдийн хүчлэг бүхий хязгаарын онцлог ба хэрэглээний тодорхой хүрээ байдаг .
ASTM A36 а36 ганын төрөл — Север Америкад бүтцүүдийн үндсэн ганын төрөл бөлгөөн, хүчлэг бүхий хязгаар нь 250 МПа (36 ksi). Түүн дээрх үнэ хямд, холбогдом хүчтүүн, хөнгөн бүтцүүдийн ачаа түүх чадварын хувьд тохиром урт хүчлэг бүхий ганын төрөл юм а36 ганын төрөл нь ерөнхий бүтцүүдийн хүчлэг бүхий хязгаарын хувьд хэрэглэдэг, хөнгөн индустриал барилгын бүтцүүд, ачаа түүх чадварын хувьд жинхэнэ хүчлэг бүхий хязгаарын хувьд онцгой шаардлага тавигдахгүй газруудад хэрэглэдэг ASTM A572 50 ангиллын а572 ганын төрөл нь хүчлэг бүхий хязгаар нь 345 МПа (50 ksi) бөлгөөн, мостын бүтцүүд ба хүнд барилгын бүтцүүдийн хавтгай ганын хувьд өргөн хэрэглэдэг . Astm a992 а992 ганын төрөл нь Север Америкад барилгын бүтцүүдийн хувьд өргөн хавтгай балкасны стандарт ганын төрөл бөлгөөн, хүчлэг бүхий хязгаар нь 345 МПа (50 ksi) . Түүн дээр A36 ба A572-той харьцуулж, илүү сайн холбогч шинж чанарыг санал болгой. Америкад хөршүүдийн хүрээсүүдийг бүтээхдээ анхны сонголт болой. . Европын S-ангилал (S235, S275, S355, S460) нь MPa-д хамгийн бага хүч төвөгтүүрүүн хүчийг заалгой. . S355 нь Европт хамгийн их тархаж буй бүтэц хоолойн гурил, хүч, холбогч шинж чанар ба үнэ хоорондын тэнцвэрт байдалыг санал болгой.
Зуурмуйн хувьд, ASTM A709 Grade 50W (цаг агаарын нөлөөнд түүрхүүр гурил) эсвэл HPS 70W (өндөр үр дүнт гурил) нь чухал таталцан держащие элементүүдийн хувьд тодорхойлогдой. . Өндөр хүчт гурил (HSS) , ерөнхийдөө үлгэрт нь хамгийн бага 460 МПа-ын хүч төвдөрлөн дүрсүүлэх чадвар бүхий гурил ган гэж тодорхойлогддог , горяч-катан сеченийн S500 ба холбогдсон, хоосон сеченийн S960 маркийн гурил ган нь илүү өргөн тархаж байна . S690 маркийн гурил ганын хүч төвдөрлөн дүрсүүлэх чадвар нь түүнд түүнд хэрэглэдэг S355 маркийн гурил ганын хүч төвдөрлөн дүрсүүлэх чадварын бараг хоёр дахин илүү. Харин илүү өндөр маркийн гурил ган нь ажилд оруулж бүх төрлийн жингийн хэмнэлтийг хангаж бөлгөн, гэтэл нь нэгж материал үнэ нь илүү өндөр бөлгөн, харуулалт багасдог, бүгдлүүлэх хандлага илүү түүнд хүчтэр бөлгөн .
Материалын сонголт: Хүч, хикмүүл, хийнгүүл зүйн тэнцвэр
Тухайн бүтцэд хамгийн тохиромуй гурил ганын марка сонгох нь олон тооны, их ведом хооронд төрсөн үлдэш хүчин зүйлсийн тэнцвэрт баланс хийх систематик нандин шаардлагатай. Эхлэх цэг нь үйлчлэх ачаалал ба бүтцийн геометрийн үндсэн дээр тооцож бүтцэд шаардлагатай хүч төвдөрлөн дүрсүүлэх чадварыг тодорхойлох юм. Илүү өндөр хүчтний маркийн гурил ган нь бага, хөнгөн сеченийг хүлээж, материал хэрэглээг ба суурин үнэгүүдийг хэмнэж бөлгөн гэтгүй, үүн дээр материал үнэсийн нэмэгдэл, харилцан уянхай бүтээмж ба холбогч бүтээмж буурал, ажилд орж буй өндөр хүчтэй гурилд локал ба глобал бүгдлэлтийн төвөгтэй бүтээмж нэмэгдэл зүйлсийн нөлөөллийг тооцох ёстой. .
Типичны барилгын хүрдүүдийн хувьд, ASTM A992 (345 МПа) аНУ-д стандарт анхны цэг болой. , өөрөө S355 европт ийнхүү үүрэг гүйцэтгэнэ. Хүнд индустриал барилгын бүтэц, мостууд, өндөр барилгын хувьд A572 Grade 50 (плиталар) эсвэл S460 така үндэсний түвшин шаардлагад нийцүүлж бүтэцдээ ашиглах үндэслэлтэй. Сейсмик бүсүүдэд чинь хүчтүүлүүр төвөгтэй бүтээмжийн шаардлагад онцгой анхаарах ёстой, ажилд орж буй Чарпи V-нотч утга баталгаажигдсан гурилыг захиалж бүтэцдээ ашиглах ёстой. коррозионд өртөх орчинд бүтэцдээ ашиглахдаа, дуслын гурил зэрэг ASTM A588 хамгаалах үйлчилгээний тавиур сонгож болой шаардлагатай хөндлөн огтлосын хэмжээ ба зүүднүүрт материал бүлгийн бүрхүүл бүлгийн нөөц бүрэн байгаа эсэхийг чагтлах ёстой, учир нь дээд ангилалд материал бүлгийн нөөц хязгаарлагдмуйн аль нь бүлгийн хугацаа урт баймуйн .
Материалын зүүднүүрт нөлөөлөл нь үүнд илүү чухал ажиглалт юм. Материалын зүүднүүрт нэмэгдэхүүд, материал стандартын доод хязгаарын хүч төвдөл нь ихэвчлэн буурмуйн энэ нь зүүднүүрт хэсгүүдийн механик боловсруулалт (хөврөлт) нь багасмуйн. Түүнхүүд дизайн хийгчид шаардлагатай хөндлөн огтлосын зүүднүүрт тооцоо хийх ёстой, номиналь ангилалын шинж чанаруудыг бүх зүүднүүрт хүчин төвдөл гэж үзмүйн.
Угаах чадвар, үйлдвэрлэлийн талаарх анхаарал
Хүчний шилжилт нь гишүүнүүдийн хооронд холбоосын цэгт явагдмуйн, төрөл бүрийн сталь бүтэцт сталь деталүүдийн итгэмүйн чадвар нь үүнд онц чухал юм - Тийм ээ. Цаасан зэсийн хайлуулж болох чадвар нь голчлон нүүрсний тэнцвэрт (CEV) үнэ цэнэтэй нь тодорхойлогдож, нүүрс болон бусад элсэлтийн элементүүд нь хатуужилт, хагалгаанд өртөхүйц байдлын эсрэг хамтарсан нөлөөг тодорхойлдог. CEV-ийн үнэ цэнэ нь багатай бутлуур нь ерөнхийдөө илүү элсэх боломжтой бөгөөд урьдчилан халаах, элсэлтийн дараах дулааны эмчилгээг бага шаардаж байна. A36 болон A992 нь маш сайн хайгуулын чадвартай байдаг бол өндөр хүчтэй ангилалд илүү хатуу хайгуулын арга хэмжээ шаарддаг. Тиймээс цахилгаан зэсийн ангилалыг сонгохдоо ашиглах үйлдвэрлэлийн арга замыг харгалзан үзэх ёстой, ялангуяа орчны нөхцөл нь үйлдвэрлэлийн орчинд байгаагаас илүү хяналтгүй байж болох талбайд элсэн засах үед.
Баримт материалыг сонгоход тустай удирдамж
Үйлдвэрлэлийн тогтмол практик, загварын дүрэмд үндэслэн цахилгаан байгууламжийн материалын сонгон шалгаруулалтад дараах ерөнхий удирдамжийг хэрэглэнэ :
-
Хөнгөн ачаалал, ерөнхий хүрээ : ASTM A36 (250 MPa) эсвэл S235 нь жин бууруулах нь чухал биш тохиолдолд зардал үр дүнтэй шийдлийг өгдөг.
-
Барилгын хүнд тогтвортой ачаалалд зориулан бүтэц үүсгэх : ASTM A992 эсвэл A572 50-р ангилал (345 МПа), буюу S355 — өргөн хавтгай балкас болон бүтэц хэлбэрүүдийн хүч, холбогдошоо чанар, дэд хөрөнгө хувьд тэнцвэрт харьцаа олгож өгдөг.
-
Замын гууртас ба онцгой чухал дүүрэн бүтэц : Онцгой сунгалт хүчтэй хэсгүүдийн хувьд ASTM A709 50W (цаг агаарын нөхцөлд түүн дээрх төрх үүсгэж үлдмүү) эсвэл HPS 70W тодорхойлох, хагаралын төвөгтөй чанарын шаардлагад нийцүүлэх .
-
Чичиргээний бүсүүд : Стал нь Charpy V-нотч төвөгтөй чанар ба сунгалт чанарын нэмэлт шаардлагад нийцүүлэхийг шалгах .
-
Гадаа буюу коррозид нөхцөлд : Цаг агаарын нөхцөлд түүн дээрх төрх үүсгэж үлдмүү стал (ASTM A588) ашиглах буюу хамгаалах давхаргууд (галванис, эпоксид будаа) тодорхойлох .
-
Архитектурт ил харагдах стал бүтэц : Хөнгөн хазаайлах хязгаарууд ба сайжруулсан гадаргуугийн чанарын шаардлагууд тодорхойлох .
-
Өндөр бат бэх хэрэглээ : S460 буюу түүн дээд ангилалуудыг авч үзэх боловч сунгалт чанарын буурал, холбогдошоо хийхийн нарийн төвөгтөй чанар, хүнд бүгдлүүлэлтийн шаардлагуудыг тооцох .
Дүндээс, аливаа гуурсан гөрөөсний хамгийн тохиромжтой материал сонгох нь ачааллын шаардлалууд, орчин нөхцөлд үлдэх хугацаа, үйлдвэрлэх чадвар, хүртэмүүр хязгаарлалтуудыг комплексноо үнэлэхийг таагүйдүүр.
