Ως μηχανικός, είναι δουλειά μου να σχεδιάζω και να κατασκευάζω κατασκευές που δεν είναι μόνο χρήσιμες αλλά και ασφαλείς και διαρκούν πολύ.
Η κατανόηση της αντοχής του ρουλεμάν είναι ένα σημαντικό μέρος της δομικής μηχανικής.
Όταν διαιρείτε την αποτελεσματική περιοχή ρουλεμάν με το μέγιστο φορτίο που μπορεί να αντέξει μια κολόνα, τοίχωμα, το πέλμα ή ο σύνδεσμος μέχρι να σπάσει, λαμβάνετε τη δύναμη ρουλεμάν.
Είναι αυτό που εμποδίζει τα κτίριά μου να πέσουν.
Ως φοιτητής μηχανικής ή ως μηχανικός, θα πρέπει να σχεδιάσετε κατασκευές που μπορούν να αντισταθούν τόσο στις φυσικές όσο και στις ανθρώπινες δυνάμεις.
Γι' αυτό πρέπει να μάθω πολλά για τη δύναμη ρουλεμάν για να βεβαιωθώ ότι τα κτίριά μου είναι ασφαλή και διαρκούν πολύ.
Σε αυτό το άρθρο, θα βουτήξω βαθύτερα στον κόσμο της αντοχής ρουλεμάν, διερευνώντας τους διαφορετικούς παράγοντες που την επηρεάζουν και πώς οι μηχανικοί μπορούν να υπολογίσουν και να εξασφαλίσουν τη δομική σταθερότητα.
Φορέστε, λοιπόν, το σκληρό καπέλο σας και το σκελετό σας και ελάτε να εξερευνήσουμε μαζί τον συναρπαστικό κόσμο της αντοχής!
Κατανόηση της αντοχής ρουλεμάν
Επίσημος ορισμός:
Το μέγιστο φορτίο που θα αντέξει μια κολόνα, τοίχωμα, το πέλμα ή ο σύνδεσμος μέχρι την αστοχία, διαιρούμενο με την αποτελεσματική περιοχή έδρασης.
Η αντοχή του ρουλεμάν είναι μια πολύ σημαντική ιδέα στη μηχανική, ειδικά σε τομείς όπως η κατασκευή και ο σχεδιασμός αεροπλάνων.
Αναφέρεται στο μέγιστο βάρος ή πίεση που μπορεί να κρατήσει μια κατασκευή πριν καταρρεύσει.
Θα μιλήσουμε για αντοχή ρουλεμάν, αντοχή διαρροής και τελική αντοχή ρουλεμάν σε αυτό το άρθρο.
Αντοχή ρουλεμάν
Το μέγιστο φέρον φορτίο που μπορεί να τοποθετηθεί σε μια κατασκευή πριν αστοχήσει, διαιρούμενο με την περιοχή που υποστηρίζει το φορτίο, είναι γνωστό ως φέρουσα αντοχή.
Όπως αναφέρθηκε ήδη, η φέρουσα αντοχή μιας κατασκευής δεν είναι το μέγιστο βάρος ή πίεση που μπορεί να κρατήσει πριν καταρρεύσει.
Αντίθετα, είναι η αποτελεσματική περιοχή ρουλεμάν διαιρούμενη με το μέγιστο φορτίο που μπορεί να αντέξει μια στήλη, τοίχωμα, το πέλμα ή ο σύνδεσμος μέχρι να σπάσει.
Η αντοχή του ρουλεμάν μπορεί να μετρηθεί με αντοχή σε εφελκυσμό, θλίψη, κάμψη και κάμψη, καθώς και με σκληρότητα ρουλεμάν.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η αντοχή σε εφελκυσμό, θλίψη και κάμψη δεν σχετίζονται άμεσα με την αντοχή ρουλεμάν.
Κατά την οικοδόμηση, είναι σημαντικό να γνωρίζετε τη φέρουσα αντοχή κατασκευών όπως οι τοίχοι και οι κολώνες για να βεβαιωθείτε ότι μπορούν να κρατήσουν τα φορτία που προορίζονται να υποστηρίξουν.
Κατά τον ίδιο τρόπο, κατά το σχεδιασμό ενός αεροσκάφους, η φέρουσα αντοχή του πλαισίου αεροσκάφους πρέπει να είναι σε θέση να αντέχει διαφορετικές πιέσεις και δυνάμεις που του ασκούνται κατά την απογείωση, την πτήση, την αναρρίχηση, την προσγείωση και άλλους επιχειρησιακούς ελιγμούς.
Αντοχή διαρροής
Ένας άλλος σημαντικός τρόπος για να μετρήσετε πόσο ισχυρό είναι κάτι είναι από την αντοχή του.
Ορίζεται ως η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ένα στερεό υλικό όταν παραμορφωθεί εντός του ορίου ελαστικότητας του.
Η αντοχή διαρροής είναι η μέγιστη τάση ή φορτίο που μπορεί να αντέξει ένα στερεό υλικό όταν παραμορφωθεί μέχρι το ελαστικό του όριο, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα όταν αφαιρεθεί το φορτίο.
Η τάση ή το φορτίο που απαιτείται για τη μόνιμη αλλαγή του σχήματος ενός υλικού ονομάζεται τάση διαρροής του.
Μετά από αυτό το σημείο, το υλικό δεν θα επιστρέψει όπως ήταν.
Στα όλκιμα υλικά, η αντοχή διαρροής είναι πολύ χαμηλότερη από την τελική αντοχή, ενώ στα εύθραυστα υλικά, δεν υπάρχει σημείο διαρροής και επομένως δεν υπάρχει αντοχή διαρροής.
Απόλυτη αντοχή ρουλεμάν
Η απόλυτη αντοχή ρουλεμάν είναι η μεγαλύτερη πίεση που μπορεί να λάβει ένα στερεό υλικό πριν σπάσει.
Συχνά χρησιμοποιείται με τον ίδιο τρόπο όπως η «τελική αντοχή σε εφελκυσμό». Η απόλυτη αντοχή ρουλεμάν και η τελική αντοχή σε εφελκυσμό είναι και οι δύο τρόποι για να μιλήσουμε για το πόση πίεση μπορεί να υποστεί ένα στερεό υλικό πριν σπάσει.
Από τις δοκιμές ρουλεμάν, μπορείτε να μάθετε την τάση διαρροής του ρουλεμάν και την τελική του τάση.
Η ισχύς απόδοσης ρουλεμάν (BYS) βρίσκεται με τη χάραξη μιας γραμμής παράλληλης προς την αρχική κλίση της καμπύλης παραμόρφωσης της τάσης έδρασης σε παραμόρφωση μετατόπισης 0,002.
Στο τέλος, η αντοχή ρουλεμάν, η αντοχή διαρροής και η τελική αντοχή ρουλεμάν είναι όλες σημαντικές ιδέες στη μηχανική.
Η αντοχή ρουλεμάν είναι το μεγαλύτερο βάρος που μπορεί να κρατήσει μια κατασκευή πριν σπάσει και η αντοχή διαρροής είναι η μεγαλύτερη πίεση που μπορεί να υποστεί ένα υλικό πριν αρχίσει να αλλάζει μόνιμα σχήμα.
Η απόλυτη αντοχή ρουλεμάν και η τελική αντοχή σε εφελκυσμό είναι και οι δύο τρόποι για να μιλήσουμε για το πόση πίεση μπορεί να υποστεί ένα υλικό πριν σπάσει.
Κατανοώντας αυτές τις ιδέες, οι μηχανικοί μπορούν να κατασκευάσουν δομές και υλικά που είναι ασφαλή και αξιόπιστα.
Σπρώχνοντας τα όρια: Η σημασία της φέρουσας αντοχής στο σχεδιασμό κτιρίων
Ακόμα είναι δύσκολο να το καταλάβεις; Να αλλάξω λίγο την άποψη:
Εάν θέλετε να σχεδιάσετε ένα κτίριο που δεν θα καταρρεύσει σαν ένα σπίτι από τραπουλόχαρτα, το κλειδί είναι να βεβαιωθείτε ότι μπορεί να κρατήσει το βάρος όλων των παράλογων προσδοκιών, των παράλογων απαιτήσεων και των αναπόφευκτων λαθών σας.
Επειδή ας το παραδεχτούμε, αν δεν ξεπερνάτε τα όρια της φέρουσας δύναμης του κτιρίου σας, ζείτε πραγματικά τη ζωή στο έπακρο;
Εντάξει, αυτό ήταν απλώς ένα αστείο για να μοιάζει με τηλεοπτική διαφήμιση.
Τώρα ας επιστρέψουμε στην εξήγηση.
Παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή του ρουλεμάν
Εδαφολογικοί Παράγοντες
Ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα που επηρεάζουν την αντοχή μιας κατασκευής είναι το πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει.
Οι ακόλουθοι εδαφικοί παράγοντες επηρεάζουν τη φέρουσα ικανότητα του εδάφους:
- Διατμητική αντοχή: Η διατμητική αντοχή του εδάφους είναι ένας τρόπος για να μετρήσετε πόσο καλά ένα έδαφος μπορεί να αντισταθεί σε δυνάμεις που προσπαθούν να το διασπάσουν.
- Πλάτος και βάθος θεμελίωσης: Το πλάτος και το βάθος μιας βάσης μπορεί να έχει μεγάλη επίδραση στο πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει.
Γενικά, ένα foundation μπορεί να κρατήσει περισσότερο βάρος εάν είναι πιο φαρδύ και βαθύτερο.
- Βάρος του εδάφους και τυχόν επιπλέον βάρος από πάνω του: Το βάρος του εδάφους και οποιοδήποτε επιπλέον βάρος από πάνω του μπορεί να επηρεάσει το βάρος του χώματος.
Θλιπτική Αντοχή Σκυροδέματος
Ένα άλλο πράγμα που επηρεάζει τη φέρουσα αντοχή είναι το πόσο ισχυρό είναι το σκυρόδεμα όταν συμπιέζεται.
Η θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος μετά από 28 ημέρες χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό των ποδιών τοίχου και είναι σημαντικό να χρησιμοποιηθεί ένα μείγμα σκυροδέματος με τη σωστή αντοχή για το σκοπό της κατασκευής.
Μορφή και Διαστάσεις της Δομής
Η αντοχή μιας κατασκευής μπορεί επίσης να επηρεαστεί από το σχήμα και το μέγεθός της, όπως το πλάτος, το μήκος και το πάχος της.
Μια κατασκευή με μεγαλύτερη επιφάνεια θα έχει γενικά μεγαλύτερη φέρουσα ικανότητα.
Κατανομή Φορτίου και Τύπος Φορτίου
Η αντοχή μιας κατασκευής μπορεί να επηρεαστεί από το είδος του φορτίου που θα ασκηθεί σε αυτήν.
Η αντοχή μιας κατασκευής μπορεί να επηρεαστεί από ζωντανά φορτία, νεκρά φορτία και φορτία ανέμου.
Θέση και Προσανατολισμός της Δομής
Η αντοχή της δομής μπορεί επίσης να επηρεαστεί από το πού βρίσκεται και το πώς είναι στημένο.
Η ικανότητα του εδάφους να συγκρατεί το βάρος μπορεί να επηρεαστεί από πράγματα όπως ο τύπος του εδάφους και το επίπεδο των υπόγειων υδάτων.
Η φέρουσα αντοχή μιας κατασκευής μπορεί επίσης να επηρεαστεί από τις καιρικές συνθήκες, όπως ο άνεμος, η βροχή και οι αλλαγές στη θερμοκρασία.
Διεθνής Οικοδομικός Κώδικας
Ο Διεθνής Οικοδομικός Κώδικας έχει προτάσεις για το είδος θεμελίωσης που πρέπει να χρησιμοποιηθεί και πώς πρέπει να κατασκευαστεί.
Μεταξύ αυτών των προτάσεων, αλλά όχι όλων, είναι οι ακόλουθες:
- Ικανότητα φυσικού ή συμπιεσμένου εδάφους να συγκρατεί το βάρος.
- Διατάξεις για τη μείωση των επιπτώσεων των εδαφών που κυκλοφορούν πολύ.
- Βάθος γραμμής παγετού.
- Ελάχιστος οπλισμός για βάσεις από σκυρόδεμα.
- Ελάχιστα βάθη για ξύλινους στύλους που πρέπει να τοποθετηθούν σε τσιμεντένιες βάσεις.
Συντελεστής ασφαλείας ρουλεμάν
Ο συντελεστής ασφαλείας του ρουλεμάν χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της δομικής σταθερότητας.
Ο συντελεστής ασφάλειας είναι η αναλογία του μέγιστου φορτίου που μπορεί να ασκηθεί σε ένα ρουλεμάν προς το μέγιστο φορτίο που μπορεί να ασκηθεί σε αυτό.
Θεωρείται ότι η αποτυχία θα συμβεί όταν ο συντελεστής ασφάλειας είναι μικρότερος από 1.
Μπορείτε να υπολογίσετε την επιτρεπόμενη φέρουσα ικανότητα με μια εξίσωση που λαμβάνει υπόψη τις παραμέτρους του εδάφους και το σχήμα του θεμελίου.
Πρότυπα Αξιολόγησης
Η ποιότητα της αναγνώρισης πεδίου, της δειγματοληψίας εδάφους και των δοκιμών διάτμησης μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια των υπολογισμών ευστάθειας.
Για να βεβαιωθείτε ότι ο συντελεστής ασφάλειας είναι σωστός και αξιόπιστος, έχουν γίνει πρότυπα αξιολόγησης για τον παράγοντα ασφάλειας στην ανάλυση ευστάθειας θεμελίωσης.
Τελικά, υπάρχουν πολλά πράγματα που επηρεάζουν το πόσο ισχυρή είναι μια κολόνα, ένας τοίχος, ένα πόδι ή ένας σύνδεσμος.
Οι μηχανικοί πρέπει να σκεφτούν το έδαφος, τη θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος, το σχήμα και το μέγεθος της κατασκευής, πώς κατανέμεται το φορτίο και τι είδους φορτίο είναι, πού και πώς τοποθετείται η κατασκευή και ποιος είναι ο Διεθνής Οικοδομικός Κώδικας λέει.
Επιπλέον, ο συντελεστής ασφάλειας ρουλεμάν χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της δομικής σταθερότητας και υπάρχουν πρότυπα αξιολόγησης για τη διασφάλιση ακριβών και αξιόπιστων υπολογισμών.
Προσδιορισμός φέρουσας αντοχής υλικών
Παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή του ρουλεμάν
Η αντοχή μιας στήλης, τοίχου, βάσης ή αρμού εξαρτάται από πολλά πράγματα, όπως το έδαφος, το σχέδιο της θεμελίωσης, το σχήμα και το μέγεθος της κατασκευής, τον τρόπο κατανομής του φορτίου και το περιβάλλον.
Εδαφικοί παράγοντες: Η φέρουσα ικανότητα του εδάφους καθορίζεται από τρεις εδαφικούς παράγοντες: αντοχή σε διάτμηση, πλάτος και βάθος θεμελίωσης και βάρος και πρόσθετη επιβάρυνση του εδάφους.
Όταν ένα πέλμα τοποθετείται πάνω από χώμα που δεν κολλάει μεταξύ τους, η ικανότητά του να συγκρατεί το βάρος εξαρτάται από το πόσο φαρδύ είναι.
Οι υπολογισμοί σταθερότητας μπορεί να είναι λανθασμένοι εάν οι δοκιμές επιτόπιας αναγνώρισης, δειγματοληψίας εδάφους και διάτμησης δεν γίνουν καλά.
Σχεδιασμός θεμελίωσης: Ο Διεθνής Οικοδομικός Κώδικας παρέχει συστάσεις για τον τύπο θεμελίωσης και τα κριτήρια σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, τη φέρουσα ικανότητα φυσικού ή συμπαγούς εδάφους, διατάξεις για τον μετριασμό των επιπτώσεων εκτεταμένων εδαφών, βάθος γραμμής παγετού, ελάχιστο οπλισμό για βάσεις από σκυρόδεμα και ελάχιστη βάθη ενσωμάτωσης για ξύλινους στύλους σε βάσεις από σκυρόδεμα.
Διαστάσεις και σχήμα του κτιρίου: Οι τοίχοι και οι κολώνες πρέπει να στηρίζονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο κέντρο των στηριγμάτων για να αποφευχθεί η μονόδρομη διατμητική αστοχία (δοκός), η οποία συμβαίνει όταν η δοκός σπάει υπό γωνία περίπου 45 μοιρών ως προς τον τοίχο. .
Η κατανομή φορτίου είναι ο τρόπος με τον οποίο κατανέμονται τα φορτία της κατασκευής, όπως τα ζωντανά φορτία, τα νεκρά φορτία και τα φορτία ανέμου.
Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες περιλαμβάνουν τη θέση και τον προσανατολισμό του κτιρίου, καθώς και τις συνθήκες του εδάφους και το πόσο εκτεθειμένο είναι σε πράγματα όπως ο άνεμος, η βροχή και οι αλλαγές στη θερμοκρασία.
Προσδιορισμός φέρουσας αντοχής υλικών
Το ξύλο, ο χάλυβας και ο χαλκός, για παράδειγμα, έχουν διαφορετικές αντοχές έδρασης που εξαρτώνται από την αντοχή τους σε εφελκυσμό, τη θλιπτική αντοχή, τη σκληρότητα, την ολκιμότητα, την ελαστικότητα και άλλες ιδιότητες που είναι μοναδικές για κάθε υλικό.
Για παράδειγμα, η φέρουσα αντοχή του ξύλου εξαρτάται από τον κόκκο, την πυκνότητα και την ποσότητα υγρασίας του, ενώ η φέρουσα αντοχή του χάλυβα εξαρτάται από πράγματα όπως η σύνθεση του κράματος, η θερμική επεξεργασία και οι φυσικές του διαστάσεις, όπως η εξωτερική του διάμετρος, το πάχος του τοιχώματος, και μήκος.
Αντοχή σε εφελκυσμό: Η αντοχή σε εφελκυσμό ενός υλικού είναι η ποσότητα δύναμης που χρειάζεται για να το τραβήξει μέχρι να σπάσει.
Αντοχή σε θλίψη: Για να υπολογίσετε τη θλιπτική αντοχή ενός υλικού, μετράτε πόση δύναμη χρειάζεται για να το συνθλίψετε μέχρι να σπάσει.
Αντοχή ρουλεμάν από χάλυβα
Η εξωτερική διάμετρος, το πάχος του τοιχώματος και το μήκος ενός χαλύβδινου σωλήνα, καθώς και οι ιδιότητες του υλικού του χάλυβα, όπως η αντοχή διαρροής και η τελική αντοχή εφελκυσμού, καθορίζουν πόσο βάρος μπορεί να φέρει.
Μια αριθμομηχανή μπορεί να χρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε γνωρίζει τις απαιτήσεις φόρτωσης της εφαρμογής του και εάν ο σωλήνας θα χρησιμοποιηθεί ως δοκός ή στήλη για να υπολογίσει τι μέγεθος σωλήνα χρειάζεται.
Η φέρουσα αντοχή του χαλύβδινου σωλήνα μπορεί να υπολογιστεί με τη βοήθεια μαθηματικών εξισώσεων ή προγραμμάτων υπολογιστή που λαμβάνουν όλα αυτά υπόψη.
Για παράδειγμα, η φέρουσα ικανότητα ενός χαλύβδινου σωλήνα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο Euler, ο οποίος λαμβάνει υπόψη το μήκος του σωλήνα, το μήκος χωρίς στήριξη και τη ροπή αδράνειας.
Άλλες εξισώσεις, όπως ο τύπος AISC από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Κατασκευών από Χάλυβα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καταλάβουμε πόσο ισχυρός είναι ένας χαλύβδινος σωλήνας κάτω από διαφορετικά φορτία.
Δοκιμές εδάφους για φέρουσα ικανότητα
Οι δοκιμές εδάφους είναι ένας σημαντικός τρόπος για να καταλάβουμε πόσο ισχυρή είναι η βάση ενός κτιρίου και πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει.
Περιλαμβάνει την τοποθέτηση δειγμάτων εδάφους μέσω δοκιμών στο εργαστήριο για να μάθετε ποιες είναι οι ιδιότητές τους και τη χρήση άλλων μεθόδων για να μάθετε πόσο σταθερό είναι το έδαφος.
Εργαστηριακές δοκιμές για τις ιδιότητες του εδάφους:
Τα δείγματα εδάφους μπορούν να υποβληθούν σε διάφορες δοκιμές στο εργαστήριο για να μάθουν για τις ιδιότητές τους.
Αυτές οι δοκιμές περιλαμβάνουν τη δοκιμή Consolidated Undrained (CU), τη δοκιμή Unconfined Compression, τη Triaxial Compression Test, την Shear Box Test, την Vane Test, τη Consolidation Test, τη Swelling and Sucution Test, τη Permeability Test και τις Chemical Analyses.
Αυτές οι δοκιμές απαιτούνται για την περιγραφή και την ταξινόμηση του εδάφους και για να ληφθεί υπόψη το χρώμα, η υφή και η συνοχή τόσο των διαταραγμένων όσο και των μη διαταραγμένων δειγμάτων από την τοποθεσία.
Τρόποι για να καταλάβετε πόσο ισχυρό είναι το έδαφος:
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τρόποι για τον υπολογισμό της φέρουσας ικανότητας του εδάφους, όπως η θεωρία Terzaghi Ultimate Bearing Capacity, η οποία υπολογίζει την απόλυτη φέρουσα ικανότητα για ρηχά συνεχή θεμέλια.
Χρησιμοποιεί μια εξίσωση που λαμβάνει υπόψη παραμέτρους του εδάφους όπως η συνοχή, το πραγματικό βάρος μονάδας, το βάθος του πέλματος και το πλάτος του πέλματος.
Ένας άλλος τρόπος για να υπολογίσετε πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει ένα ακόρεστο λεπτόκοκκο έδαφος είναι να χρησιμοποιήσετε τη διατμητική αντοχή από δοκιμές χωρίς περιορισμούς συμπίεσης.
Η εξίσωση φέρουσας ικανότητας (στραγγισμένη) λειτουργεί μόνο για ρηχά βάσεις που υποστηρίζουν κατακόρυφα φορτία που δεν είναι έκκεντρα.
Χρησιμοποιώντας την απεριόριστη αντοχή σε θλίψη για την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας:
Η μη περιορισμένη θλιπτική αντοχή λειτουργεί μόνο για εδάφη που κολλούν μεταξύ τους.
Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει ένα μη συνεκτικό χώμα γιατί χρειάζεται διαφορετικό σύνολο παραμέτρων.
Η δοκιμή εδάφους είναι ένας σημαντικός τρόπος για να μάθετε πόσο ισχυρή είναι η βάση ενός κτιρίου και πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει.
Οι ιδιότητες του εδάφους εντοπίζονται μέσω εργαστηριακών δοκιμών και υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να υπολογίσετε πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει ένα έδαφος με βάση τις ιδιότητές του.
Για συνεκτικά και μη συνεκτικά εδάφη, είναι σημαντικό να χρησιμοποιείτε τις σωστές μεθόδους και να λαμβάνετε υπόψη διαφορετικές παραμέτρους εδάφους για κάθε μέθοδο.
Φέρουσα Αντοχή Τεκτονισμού
Μέγιστη ωφέλιμη καταπόνηση για τοιχοποιία σκυροδέματος
Στην ακραία ίνα συμπίεσης της τοιχοποιίας σκυροδέματος, η μεγαλύτερη καταπόνηση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είναι 0,0025.
Ενισχυμένος Τεκτονισμός
Για ενισχυμένη τοιχοποιία, οι τάσεις θλίψης και εφελκυσμού στον οπλισμό κάτω από την καθορισμένη αντοχή διαρροής είναι ίσες με το μέτρο ελαστικότητας του οπλισμού επί την παραμόρφωση του χάλυβα.
Διατμητική Ικανότητα Τοιχοποιίας
Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε την ονομαστική φέρουσα αντοχή της τοιχοποιίας κοιτάζοντας πόσο μπορεί να αντέξει υπό πίεση.
Σε μια απλή δοκό ανοιγμάτων, η ικανότητα διάτμησης πηγαίνει από το 0 στη βάση στο άπειρο στη μέση.
Στους σχετικούς κώδικες και οδηγίες σχεδιασμού, μπορείτε να βρείτε τον τύπο για τον υπολογισμό της διατμητικής ικανότητας ως συνάρτηση του M/Vd.
Σημαντικά ζητήματα για το σχεδιασμό τοιχοποιίας
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι αυτοί οι υπολογισμοί βασίζονται σε ορισμένες υποθέσεις και σχεδιαστικούς κώδικες.
Όταν σχεδιάζετε την τοιχοποιία, πρέπει να σκεφτείτε προσεκτικά πράγματα όπως τα είδη των φορτίων, τις ιδιότητες των υλικών και τον τρόπο διαμόρφωσης της δομής.
Πριν κάνετε οποιουσδήποτε υπολογισμούς ή λάβετε οποιεσδήποτε αποφάσεις σχεδιασμού σχετικά με κατασκευές τοιχοποιίας, είναι καλύτερο να ελέγξετε τους σχετικούς κώδικες και οδηγίες σχεδιασμού.
Επιδράσεις της υψηλής θερμοκρασίας στον χάλυβα
Ο χάλυβας χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή και τη μηχανική, αλλά όταν ζεσταίνεται πολύ, χάνει την ικανότητά του να συγκρατεί το βάρος.
Περίπου 425°C είναι η υψηλότερη θερμοκρασία πάνω από την οποία ο χάλυβας αρχίζει να χάνει την ικανότητά του να συγκρατεί το βάρος.
Μεταξύ 600°C και 650°C, ο χάλυβας θα χάσει το ήμισυ της αντοχής του και, ανάλογα με το πόσο βάρος φέρει, θα μπορούσε να σπάσει.
Γύρω στους 500°C, η αντοχή του δομικού χάλυβα θερμής έλασης χάνει μεγάλο μέρος της χωρητικότητάς του σε θερμοκρασία δωματίου.
Στους 1100°F (593,33°C), ο χάλυβας εξακολουθεί να έχει περίπου το 50% της αντοχής του.
Όταν ο χάλυβας λιώνει στους περίπου 2700°F (1482,22°C), χάνει όλη του τη δύναμή του.
Τις περισσότερες φορές, κατά το σχεδιασμό, θεωρείται ότι όλη η χωρητικότητα χάνεται σε περίπου 2200°F (1204,44°C).
Επίδραση της φωτιάς στον δομικό χάλυβα
Στον χάλυβα ποιότητας S275 BS EN 10025, ένα τμήμα δομικού χάλυβα θερμής έλασης ποιότητας S275 που έχει πυρκαγιά και έχει θερμανθεί περισσότερο από 600°C μπορεί να χάσει ορισμένες από τις ιδιότητές του αφού κρυώσει.
Ανεξάρτητα από το πόσο καυτή είναι η φωτιά, ωστόσο, η πίεση διαρροής σε θερμοκρασία δωματίου ή η αντικατάσταση δεν θα χρειαστεί εάν το μέλος πληροί όλες τις άλλες απαιτήσεις μηχανικής, όπως το να είναι ίσιο.
Όταν ο δομικός χάλυβας του βαθμού S355 θερμαίνεται σε θερμοκρασία άνω των 600°C σε φωτιά, η υπολειπόμενη αντοχή διαρροής και η αντοχή του σε εφελκυσμό επίσης μειώνονται.
Αντοχή διάτμησης μπουλονιών - Υπολογισμοί ικανότητας ρουλεμάν, σχισίματος και διατμητικής ικανότητας
Συμβουλή: Ενεργοποιήστε το κουμπί υπότιτλων εάν το χρειάζεστε. Επιλέξτε «αυτόματη μετάφραση» στο κουμπί ρυθμίσεων, εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με την ομιλούμενη γλώσσα. Ίσως χρειαστεί να κάνετε πρώτα κλικ στη γλώσσα του βίντεο προτού η αγαπημένη σας γλώσσα γίνει διαθέσιμη για μετάφραση.
Χρήσεις αντοχής ρουλεμάν
Κατασκευή κτιρίων:
Τα κτίρια και οι κατασκευές όλων των ειδών πρέπει να είναι αρκετά ισχυρά ώστε να συγκρατούν το βάρος τους.
Λέει πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει μια κολόνα, τοίχος, βάση ή σύνδεσμος πριν σπάσει.
Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν υπολογισμούς που ονομάζονται «αντοχή ρουλεμάν» για να βεβαιωθούν ότι το κτίριο μπορεί να κρατήσει το δικό του βάρος καθώς και το επιπλέον βάρος που προέρχεται από ανθρώπους, εξοπλισμό και περιβάλλον.
Σχεδιασμός γέφυρας:
Οι γέφυρες πρέπει να κατασκευαστούν έτσι ώστε να μπορούν να χειρίζονται βαριά φορτία όπως αυτοκίνητα, άνεμος και σεισμούς.
Η φέρουσα αντοχή της θεμελίωσης και των δομών στήριξης, όπως οι προβλήτες και τα στηρίγματα, είναι ένας βασικός παράγοντας για να υπολογίσετε πόσο βάρος μπορούν να κρατήσουν.
Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν επίσης φέρουσα δύναμη για να υπολογίσουν πόσο βάρος μπορεί να χωρέσει μια δοκός, δοκός ή καλώδιο.
Μαθηματική Μηχανική:
Στη μηχανολογία, η αντοχή ρουλεμάν είναι πολύ σημαντική επειδή χρησιμοποιείται για να υπολογίσει πόσο βάρος μπορούν να αντέξουν τα γρανάζια, τα ρουλεμάν και οι άξονες.
Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν υπολογισμούς αντοχής ρουλεμάν για να βεβαιωθούν ότι τα εξαρτήματα μπορούν να χειριστούν τις δυνάμεις και τις τάσεις της εφαρμογής, όπως σε βαρέα μηχανήματα, οχήματα και αεροπλάνα.
Αεροδιαστημική επιχείρηση:
Η αντοχή του ρουλεμάν είναι επίσης σημαντική στην αεροδιαστημική βιομηχανία, όπου χρησιμοποιείται για να υπολογίσει πόσο βάρος μπορούν να χωρέσουν εξαρτήματα όπως φτερά, άτρακτοι και όργανα προσγείωσης.
Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν υπολογισμούς που ονομάζονται «αντοχή ρουλεμάν» για να βεβαιωθούν ότι το αεροπλάνο μπορεί να χειριστεί τις δυνάμεις και τις πιέσεις που προκύπτουν από την πτήση, όπως αναταράξεις, απογείωση και προσγείωση.
Υπεράκτια κτίρια:
Όταν σχεδιάζετε και κατασκευάζετε κατασκευές όπως εξέδρες πετρελαίου, ανεμογεννήτριες και πλατφόρμες που βρίσκονται στη θάλασσα, η αντοχή του ρουλεμάν είναι ένας σημαντικός παράγοντας.
Αυτά τα κτίρια πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν σε δύσκολες καιρικές συνθήκες, όπως ισχυρούς ανέμους, κύματα και ρεύματα.
Η αντοχή ρουλεμάν χρησιμοποιείται για να υπολογίσει πόσο βάρος μπορούν να αντέξουν τα θεμέλια και οι δομές στήριξης, καθώς και πόσο βάρος μπορούν να αντέξουν ο εξοπλισμός και τα μηχανήματα το πολύ.
Επιχειρήσεις εξόρυξης:
Στη βιομηχανία εξόρυξης, η φέρουσα αντοχή είναι πολύ σημαντική επειδή χρησιμοποιείται για να υπολογίσει πόσο βάρος μπορεί να ασκηθεί σε υπόγειες δομές στήριξης όπως πυλώνες και δοκοί.
Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν υπολογισμούς που ονομάζονται «αντοχή φέρουσας» για να βεβαιωθούν ότι οι κατασκευές μπορούν να χειριστούν το βάρος του βράχου παραπάνω καθώς και τις δυνάμεις και τις τάσεις που προκαλούνται από τη διαδικασία εξόρυξης, όπως η ανατίναξη και η γεώτρηση.
συμπέρασμα
Καθώς τελειώνουμε τη συζήτηση για τη δύναμη ρουλεμάν, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι αυτή η ιδέα είναι σημαντική όχι μόνο στη μηχανική, αλλά στη ζωή γενικότερα.
Ακριβώς όπως ένα κτίριο χρειάζεται μια ισχυρή βάση για να σταθεί ψηλά, χρειαζόμαστε μια ισχυρή βάση για να αντιμετωπίσουμε τις προκλήσεις της ζωής.
Πρέπει να έχουμε τις ρίζες μας στις πεποιθήσεις, τις αξίες και τις αρχές μας για να αντισταθούμε σε πράγματα που προσπαθούν να μας γκρεμίσουν.
Τα κτίρια δεν είναι το μόνο πράγμα που πρέπει να είναι γερά. Η ζωή μας πρέπει επίσης να είναι δυνατή.
Πρέπει να καταλάβουμε πόσο βάρος μπορούμε να σηκώσουμε, να βρούμε τη σωστή βοήθεια και να βεβαιωθούμε ότι έχουμε μια ισχυρή βάση για να σταθούμε.
Έτσι, πριν φύγετε από αυτό το άρθρο, αφιερώστε ένα λεπτό για να σκεφτείτε πόσο δυνατός είστε.
Σε τι χτίζεις το σπίτι σου; Πόσα μπορείτε να μεταφέρετε; Και πώς μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι έχετε τη βοήθεια που χρειάζεστε για να αντιμετωπίσετε τις προκλήσεις της ζωής; Θυμηθείτε ότι μια καλοσχεδιασμένη ζωή μπορεί να διαρκέσει εξίσου όσο ένα καλοσχεδιασμένο κτίριο.
Βγείτε λοιπόν έξω και φτιάξτε μια ζωή που μπορεί να υποστηρίξει τα όνειρά σας.
Σύνδεσμοι και παραπομπές
ACI 318-14 Απαιτήσεις οικοδομικού κώδικα για δομικό σκυρόδεμα και σχολιασμός
Κεφάλαιο 3: Φορτία σχεδιασμού για κτίρια κατοικιών
Συνιστώμενες ελάχιστες απαιτήσεις για την κατασκευή τοίχων από τοιχοποιία
Κοινοποίηση στο…
