Табыстар:
- Бөлім класы, бұрау және қосылу талаптарымен бірге AI үшін болат элементін тексеруді дәл анықтау мүмкіндігі
- Профильдік кестемен және стандартты формуламен AI берген кернеуді, иілу ұзындығын және комбинация мәндерін тексеру мүмкіндігі
- Тұрақтылық пен комбинацияны басқаруда қолмен есептеулер мен бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы AI шығысын кросс-валификациялау пәнін қолдану мүмкіндігі.
Болат конструкциялар; Ол өнеркәсіптік ғимараттарда, көпірлерде, көп қабатты болат жақтауларда және шатыр жүйелерінде жиі кездеседі. Болат конструкциясының темірбетоннан айырмашылығы элементтердің орнықтылығы (бұрылуы) және қосылу (болт, дәнекерлеу) мінез-құлқы, сондай-ақ созылу және қысу беріктігі анықталады. Болат баған материалдың ағып кетуіне дейін көп уақыт бұрын иілу (кенеттен бүйірден иіліп, беріктігін жоғалту) арқылы құлауы мүмкін. Болат конструкциясының есептеулері TS EN 1993 / Eurocode 3 ережелеріне сәйкес жасалады. AI профиль мүмкіндіктерін есте сақтайды, кернеуді есептейді, иілу бақылауын орнатады; бірақ ол секция класы, бұрылыс ұзындығы және қосылым сияқты маңызды мәселелерде оңай қателіктер жібереді. Бұл бөлімде біз AI-де болат элементін тексеруді қалай орнату керектігін және нәтижені тексеруді көреміз.
Болат конструкциясының негізгі компоненттері
AI жүйесінде болат элементінің есебін орнату кезінде келесі құрамдастарды көрсетіңіз:
- Профиль: IPE, HEA, HEB, қорап, құбыр т.б. және өлшемі (мысалы, IPE 300). Профиль кестесінен көлденең қима ауданы А, инерция моменті I, қима модулі W алынған.
- Материал: Болат маркасы (S235, S275, S355) → аққыштық шегі f_y (тиісінше 235, 275, 355 МПа). Жобалық беріктік материал коэффициентімен γ_M есептеледі.
- Күштер: осьтік күш N, момент M, ығысу V (жобалық мәндер).
- Тұрақтылық параметрлері: Бұрғылау ұзындығы (тиімді ұзындық), аяқталу жағдайлары, бүйірлік шектеулер.
- Комбинация: болт класы (8.8, 10.9), дәнекерлеу түрі және өлшемі.
Бөлім класы маңызды ұғым болып табылады: ол профильдің жергілікті иілуден өтпей-ақ пластикалық түрде әрекет ете алатындығын анықтайды (1–4-сыныптар). Әлсіз, жұқа қабырғалы секциялар (4-сынып) жергілікті түрде бұралып қалады және олардың беріктігін азайту керек. Егер AI бөлім сыныбын өткізіп жіберсе, есептеу дұрыс емес болуы мүмкін.
Назар аударыңыз: болатта «элемент аққыштық шегінен аспайды» деп айту оның қауіпсіз екенін білдірмейді. Сығымдау элементтері шығымдылық деңгейінен әлдеқайда төмен тоқырауы мүмкін. Кернеу штангасы үшін кернеуді бақылау жеткілікті болғанымен, баған үшін көбінесе бұрау (тұрақтылық) бақылауы шешуші болып табылады. Егер AI тек шиеленісті тексерсе, ол толық емес.
Бекіту ұзындығы және тиімді ұзындық
Колоннаның иілу күші оның физикалық ұзындығына емес, «бұрылу ұзындығына» байланысты. Бұрылу ұзындығы тиімді ұзындық коэффициенті K арқылы есептеледі: L_cr = K · L. K соңғы шарттарға байланысты:
Ақырғы шартқа сәйкес шамамен K мәндері (теориялық): Екі ұшты біріктірілген: K ≈ 1,0 Бір шеті якорьді, бір ұшты: K ≈ 0,7 Екі ұшты якорьді: K ≈ 0,5 Бір шеті якорлы, екіншісі бос (консоль): K ≈ 2,0 L =-і бағаналы, екі баған, мысал L_cr = 1,0 · 4 = 4 мЕгер бірдей баған консоль болса: L_cr = 2,0 · 4 = 8 м → иілу күші әлдеқайда төмен!
Көріп отырғанымыздай, бірдей физикалық ұзындық соңғы жағдайға байланысты иілу күшін бірнеше рет өзгертеді. Егер AI «Мен бағанның ұзындығына тең иілу ұзындығын алдым» десе, соңғы шарттар шын мәнінде тұжырымдалғанына күмәнданбай оны қабылдамаңыз.
Әлсіз шақыру / Күшті шақыру
ƏЛСІЗ: «HEB 200 бағананы көтере ме?» (Жүктеме, ұзындық, соңғы күй, болат класы, ось жоқ.) ҚҰШТЫ: "TS EN 1993 стандартына сәйкес қысым элементінің бұралуын басқару:- HEB 200 профилі, болат S275 (f_y = 275 МПа)- Колонна ұзындығы L = 4 м, екі шеткі қосылыс (K = 1,0) - ELY 09 осьтік қысым қалай есептелген мыналар:1) Бөлім класын анықтаңыз2) Әлсіз осьтегі иілу ұзындығы мен жіңішкелігін3) Бұрылуын азайту коэффициенті және иілу беріктігі N_b,Rd4) N_Ed / N_b,Rd қатынасы (< 1?)5) Сіз пайдаланған профиль мәндерін (A, i) және әрбір коэффициенттің көзін көрсетіңіз (профиль кестесінен растаймын)"
Стрессті, тоқырауды және буындарды тексеру
Профиль мәндері. AI IPE 300 инерция аймағын немесе моментін қате есте сақтауы мүмкін. Әрбір профиль мүмкіндігін (A, I, W, i) ресми профиль кестесінен растаңыз. Қате A мәні бүкіл есептеуді бұзады.
Жіңішкелік және ось. Бұрылу әлсіз осьте (кіші инерция моменті бар бағытта) болады. Егер AI күшті осьті пайдаланса, ол күшті шамадан тыс және қауіпті деп есептейді. Қай осьтің бүгілуі тексеріліп жатқанын тексеріңіз.
Аралас бақылау. Болат элементтің өзі жеткілікті болса да, оның комбинациясы (болт/дәнекерлеу) жеткіліксіз болса, ол құлап кетуі мүмкін. Болттың ығысу/ұсау күші және дәнекерлеу тігісінің беріктігі бөлек есептеледі. Егер AI комбинацияны өткізіп жіберсе, есептік жазба толық емес.
Латеральды бұралу (LTB). Иілуге тырысатын арқалықтарда қысым басы жеткілікті түрде ұсталмаса, арқалық бүйірге бұрылып, күшін жоғалтуы мүмкін; Бұл бүйірлік бұралу деп аталады. Арқалықтың иілу күшін есептегенде, AI бұл тұрақтылық режимін айналып өтіп, сәулені өзінен күштірек етіп көрсетуі мүмкін. Нұсқауда қысым басы қай аралықта бүйірлік ұсталатынын көрсетіңіз (мысалы, еден, көлденең қосылым) және AI LTB басқаруын орындайтынын тексеріңіз. Сонымен қатар, иілу және осьтік күш бірге әрекет ететін болат бағандарда өзара әрекеттесу теңдеулері қолданылуы керек (біріктірілген әсер); Тек осьтік немесе тек иілуді басқару жеткіліксіз екенін ескеріңіз. Тұрақтылық пен өзара әрекеттесуді тексерудің бұл түрлері болат конструкциясының қолмен есептеу арқылы оңай ескерілмейтін бөлігі болып табылады және бағдарламалық құралмен айқас тексерілуі керек.
бақылау
Не іздеу керек
жиі қате
Профиль мәндері
Кестедегі A, I, W дұрыс па?
Қате профиль мәні
Бөлім класы
1-4 сыныптар анықталды ма?
сабақты өткізіп жіберу
бүгу осі
Әлсіз ось қолданылды ма?
Күшті осьті алу
Тиімді ұзындық K
Жиек жағдайы дұрыс па?
әрқашан K 1 деп қабылдаңыз
комбинациясы
Болт/дәнекерлеу жеткілікті ме?
қосылуды өткізіп жіберіңіз
Үш шағын корпус
1-жағдай – қате ось. Инженер Кан HEA 220 бағаны үшін AI-дан бұрмалауды бақылауды сұрайды. AI күшті ось инерция моментін пайдаланады және N_Ed/N_b,Rd = 0,7 (қауіпсіз) береді. Can әлсіз осьпен қайта есептейді: қатынас 1,15, яғни баған қауіпті. Дұрыс осьті басқару құлау қаупін болдырмайды.
2-жағдай – қате профиль мәні. AI IPE 240 көлденең қимасының ауданын 39,1 см² орнына 53,8 см² (IPE 300-ге жақын) береді. Бұл бағанды бұрынғыдан күштірек етеді. Инженер профиль кестесінен A = 39,1 см² растайды және есептеуді түзетеді.
3-жағдай – өткізіп жіберілген қосылу. Трус қосалқы басы үшін AI тартуды тексеруді дұрыс орындайды, бірақ болтпен біріктіруді есептемейді. Инженер N = 320 кН кернеу үшін M20 8,8 болттардың кесу және ұсақтау беріктігін жеке есептейді және болттардың қажетті санын анықтайды. Элемент жеткілікті, бірақ комбинация есептелмеген қосылым үзілуі мүмкін.
Көшіретін шақыру үлгілері
ПРОФИЛЬДІ ТЕКСЕРУ СҰРАҚ:"Келесі профиль үшін бөлім сипаттарын беріңіз: [профиль, мысалы, IPE 300]. А аймағы, инерция моменттері Iy және Iz, қима модульдері, iy және iz инерция радиустары. Мен бұл мәндерді ресми профиль кестесінен ӨЗІМ тексеремін; дереккөзді көрсетіңіз және сенімді емес мәнді белгілеңіз."
БІРІКТІ ТЕКСЕРУ НҰСҚАУЫ: "TS EN 1993 стандартына сәйкес болат қосылымын тексеріңіз:- Есептік күш N_Ed = [...], болт M[..] класы [8.8/10.9]- Болттың ығысу беріктігін және пластинаның ұсақталу күшін БӨЛІК есептеңіз- Болттардың қажетті санын беріңіз және ең аз жиекті/қашықтықтың көзін формуламен растаңыз I)."
Жалпы қателер
- Тек қысым элементінің керілуін тексеру және бұрауды (тұрақтылықты) өткізіп жіберу.
- Күшті осьте иілуді есептеу және шешуші әлсіз осьті жіберіп алу.
- К тиімді ұзындық коэффициентін соңғы жағдайға қарамастан 1,0 деп қабылдау.
- AI берген профиль мүмкіндіктерін (A, I, W) кестеден растамай пайдалану.
- Элементтің беріктігін есептеу және қосылымды тексеруді ұмыту (болт/дәнекерлеу).
- Секция сыныбын анықтамай, жұқа қабырғалы секцияда жергілікті бүгуді елемеу.
Қысқаша
- Анық профильді, болат класын, күштерді, аяқталу жағдайларын және комбинация туралы ақпаратты беру арқылы болат есебін бастаңыз.
- Сығымдау элементтеріндегі тоқырауды (тұрақтылықты) бақылау көбінесе кернеумен анықталады.
- Бұрылу ұзындығын тиімді ұзындық коэффициентімен K және әрқашан әлсіз осьте тексеріңіз.
- Ресми кестеден профиль мүмкіндіктерін растаңыз; Қате A бүкіл есептеуді бұзады.
- Элемент жеткілікті болса да, қосылымды (болт/дәнекерлеу) бөлек есептеу керек.
- Қорытынды тексеру қолмен есептеу және бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы кросс-тексерілуі және инженермен мақұлдануы керек.
Қолданбалы тапсырма
Болат қысу элементін таңдаңыз (сіз профильді, болат сыныбын, ұзындығын, соңғы күйін және осьтік жүктемені көрсетесіз). AI-дан TS EN 1993 стандартына сәйкес қима сыныбын, бүгу ұзақтығын, бүгу күшін және N_Ed/N_b,Rd қатынасын сұраңыз. Содан кейін: (1) кестеден профиль мәндерін (A, i) растаңыз, (2) иілу әлсіз осьте басқарылатынын тексеріңіз, (3) K коэффициентінің соңғы жағдайға сәйкес келетінін тексеріңіз, (3) болаттың ықтимал дизайнына сәйкес келетінін тексеріңіз (4) есептеу. Айырмашылықтардың көзін анықтаңыз және түзетіңіз.
бақылау парағы
- [ ] Мен профильді, болат сыныбын, күштер мен аяқталу шарттарын нақты анықтадым.
- [ ] Бөлім сыныбы анықталғанын тексердім.
- [ ] Мен бұрылыс әлсіз осьте есептелгенін тексердім.
- [ ] Мен тиімді ұзындық коэффициенті K соңғы шартқа сәйкес келетінін тексердім.
- [ ] Мен ресми кестеден профиль мүмкіндіктерін растадым.
- [ ] Мен қосылым (болт/дәнекерлеу) беріктігін бөлек тексердім.
- [ ] Мен нәтижені қолмен тәуелсіз есептеу/бағдарламалық құрал арқылы айқас тексеріп, оны растадым.