Hver er þyngdahlögunarkraftur kassakornsins?

Byggingarhugmyndir: Mikilvægi lögunar kassakorns fyrir háan þyngdahlögunarkraft

Lokaður þversniðsgerð samanborin við opið þversnið fyrir mótstöðu við beygju og snúning

Lokaður þversniðsformur kassastuks gefur honum ávinning í snúningstöðugleika. Þessi eiginleiki gerir hann áhrifamikinn fyrir bogna brúar eða uppbyggingar sem eru undir ójafnvægisáhöldum. Opnir þversniðsformar, eins og I-stukar, snúa sig undir snúningstöðu og þurfa oft aukalega styrkju eða stífur. Við beygju virka efri og neðri flensarnir sem tögrit og þrýstrit á viðkomandi hátt, og lóðréttu veggirnir taka á móti skerfukrafti. Innbyggður lögun kassastuks framlengir jafnari dreifingu á spennu á milli þversniðs ummálsins, sem minnkar spennuhækkun og aukar mótstöðu hlutarins gegn útmattun. Innbyggð snúningstöðugleiki kassastuks myndi afnema nauðsynina af flóknum hliðstyrikerfum fyrir langar spenna eða þungt áhölduða kranastuka. Þetta myndi gera uppbygginguna auðveldari, minnka heildarmassa steinsins og lægja uppbyggingarkostnaðinn. Fyrir uppbyggingar sem krefjast hárra beygjuþol og snúningstöðugleika er kassastukur bestur valkosturinn.

Áhrif flensbreiddar, vefdyptar og vegggþykkleika á stífni og dreifingu á styrk

Bredda á flens er mikilvæg fyrir sig, en hún getur aðeins gefið massatregðu. Þetta valdar því að stífleiki sé beint tengdur við snúningstregðu og mun líka beint ákvarða hámarks leyfilega brotun. Stærri áhrif hafa breytingar á dýpt á millistikunum. Þar sem mótstöðu við brjótlun á hluta er í þriðju veldi af hæð hluta, gefa jafnvel litlar aukningar í dýpt á millistikunum miklar aukningar í getu; því má gera margar aukningar án þess að kostnaðurinn aukist neitt eða að mestu leyti. Mótstöðu við staðbundna brotun áhrifar þykkt veggs. Minnkun á þykkt veggs getur lægt getu og krafist einnig viðbótar innri liða í lóðréttu stefnu til að bæta mótstöðu við þrýstispennu eða skerðunarspennu. Þetta getur líka krafst viðbótar stífisnúa. Í tengslum við venjulegar aðferðir í byggingu á staðfestum hlutum verða aðrar áhrifar, svo sem framkvæmdarmöguleiki og kostnaður, líka tekin tillit til í slíkum hönnun. Til dæmis, við samfellt brúhönnun, getur betónplata sem efri hluti minnkað notkun steins, en látið betóninn taka þrýstihleðsluna. Betónplata sem efri hluti er líka góð leið til að nýta þrýstihluta hlutarins. Sterki, stífleiki, notagildismarkmið og kostnaður eru alltaf hámarkaðir með notkun endanlega þátta greiningar.

Efni- og framleiðsluþættir sem takmarka beinlega þyngdahlögunargetu kassagyrðis

Jafnvægi á milli öryggis og brotspennu vs. útmattunarstöðugleiki í stáltegundum

Hönnuðir velja stáltegundir byggt á þolmöguleika og framleiðslumörkum. Hásterkt stál (t.d. S460 og hærra) getur veitt meiri þolmöguleika og aukna stífni með minni plötustyrk og lægra þyngd. Hins vegar þýðir hærri brotþolstyrkur venjulega lægri stöðugleika og minni móttölu gegn útmattun, sem báðar eiginleikar geta verið sérstaklega mikilvægar við endurtekna álagshluti eins og í iðnaðarhræðum og brúgnum yfir sjávarvegi. Til dæmis má nota 690 MPa kalt- og hitameðhöndlað stál til að veita framúrskarandi þolmöguleika við staðföst álag, en það hefur áhættu brjótsbrota í köldum umhverfi, sem má gera viðeigandi með því að taka tillit til kröfu um Charpy V-greindar áhrifaprófunar. Fatigue-klassanir og kröfur um stöðugleika í EN 1993-1-9- og AASHTO-standördum hjálpa við að velja gæðategundir og taka verkfræðiákvörðanir til að finna góða jafnvægi milli brotþolstyrks og deyfni. Of brjótt stál getur leitt til óviðráðanlegrar tjóna og of deyft stál getur leitt til óþarfa efnaánotu og slæmr álagseffektívni.

Gæðastjórnunaraðferðir fyrir saumana í framleiðslu

Jafnvel besta hönnuð box-girder mun ekki virka áhrifamiklar nema hún sé framleidd nákvæmlega og heildsamt. Aðalhugmyndin við að sameina box-hluta er með sveiðingu. Þessi aðferð veldur eftirstöðvunarspennu sem er samþrungin við sveiðarkanta og í hitasviðinu sem veldur upphafi fatigueskriða og minnkar áhrifamikla styrk girderins. Sveiðaróreglur, svo sem undursveiðing, ófullnægjandi sameining og porus, eru taldir spennuhækkanir og geta valdið bráðabrotsfalli girderins undir hönnunarlödum. Hitamagn, forskipting og kæling milli sveiðarferla ættu að vera stýrd til að halda umformun og eftirstöðvunarspennu á lægsta mögulega stigi. Gæði mælinganna eru líka mikilvæg því web sem er út af flatni um 2–3 mm getur fært staðsetningu neitralásarinnar, valdið innri beygingu og leitt til ófyrirséðrar staðbundinnar brotnunar á girderinum. Sveiðar og málskilgreiningar eru ábyrgast á fallsástandi á svæðinu fremur en efnið. Því getur fullur styrkur box-girderins aðeins verið nýttur þegar gríðarlegar óskaðlegar prufur (ultrahálf- og sjálfstæðisdeilupróf) og, þar sem við á, stress relief-behandling eftir sveiðingu eru notuð sem öryggisráðstöfun.

Áhrif hleðsluskilyrða á kassabjálka

Kassabjálka er hannaður til að taka á sig margar hleðslur sem eru bæði staðstæðar og dýnamískar á sama tíma í gegnum heildartíma þess. Hönnuðurinn verður að hugsa um áhrif hvorrar hleðslu fyrir sig og ýmsa samsetningar þeirra með tilliti til hleðslustigfactors til að tryggja að kassabjálkinn brotni ekki, deygi ekki og sliti ekki í gegnum heildartíma sinn.

Reikningur á dauðhleðslum og lifandi hleðslum á ársbasíssamkvæmt með öryggisstuðlum

Dauðar áhöfnir eru þyngd ástursins og þeirra hluta sem eru varanlega festir við hann. Lifandi áhöfnir geta verið umferð, búnaður og efni sem eru tímabundið geymd. Á grundvelli Eurocode og AASHTO eru dauðar og lifandi áhöfnir reiknaðar með hlutverkulegum öryggisstuðlum, venjulega 1,2 og 1,6 í þeim röð. Innri kraftarnir (bendingarmoment, skerukraftur eða áskenndur kraftur) eru margfaldaðir með þessum stuðlum og síðan samanborinir við ástursviðmót, sem ákvarðast út frá efnum og rúmfræði, ásamt tjáningum á brotlagningu. Þetta gefur hönnuðinum trú á því að álagshámarkið er nægilega hátt til að koma í veg fyrir flæði, hliðrétta snúðubrotlagningu eða brotlagningu á vefnum undir hámarksáætluðum staðbundnum álagsskjölunum.

Dynamískar áhrif

Dynamískar álagningar samanstanda af vindálagningum, jarðskjálftaöryggjum og milljónum álagninga frá ássum. Þessi álagningar mynda virkandi spennur sem, með tímanum, minnka getu byggingarinnar. Þó að kassasvæðið í kassabjálknum veiti hátt snúðstífleika og geti móttekið snúning frá hliðréttri eða ósamhæfri dynamískri álagningu, er þreytunarlíf kassasvæðisins ákvarðað af spennusviðinu, smáatriða- flokkuninni og sameindu skemmdum. Hönnuðurinn mun nota viðurkenndar aðferðir, hvort sem það er Goodman-diagrammið fyrir leiðréttanir á meðalspennu eða Paris-lögin sem lýsir spennudreifingu með hrökkvun riss, til að ákvarða lífshátt byggingarinnar. Þetta gildir sérstaklega um brýr með langa spánn og lyftuforrit, sem eru útsett fyrir endurtekna spennu. Þreytun er mikilvæg umhugsun og er oft áhrifameiri fyrir hönnun en staðbundin álagning. Sameind degunnar á þreytunarlífi byggingarinnar verður að vera tekin tillit til, annars mun framkoma óvænt brot, þó að geta byggingarinnar sé nægileg.

Algengar spurningar

1. Hvers vegna er kassagirðing betri en I-lína til að standa á móti beygingu og snúningi?

Lokaður þversniðskvæði kassagirðingar veitir betri snúningstöðugleika og jafnari spennudreifingu. Þetta gerir hana hentugri fyrir bogin byggingar eða þær sem eru álagðar ójafnt.

2. Hvernig áhrifar flensbreidd og vegg (dýpt) á afköst kassagirðingar?

Dýpt veggjar og flensbreidd áhrifa afkoma og getu kassagirðingar í mismunandi hlutföllum. Þó að aukning á flensbreidd eða dýpt veggjar bæti getu kassagirðingar, er þyngdarmátturinn við aukningu á dýpt veggjar miklu lægri.

3. Hvernig áhrifar val á stáltegund á kassagirðingar?

Almennt bætir hærra stáltegund yield-styrk, úthaldsgetu gegn sveiflubrotum og öryggisþol. Með réttu vali á stáltegund er náð betri jafnvægi milli stífleika og varanleika.

4. Hvernig áhrifar gæði sveifunar á getu kassagirðingar?

Bætt viðvörunarkvaliteta og minnkaðar áspennur koma í veg fyrir myndun sprunga. Til að ná hámarksgetu þarf að jafna gæði framleiðslu og áspennuslökunarferli.

5. Áhrif staðstöðu- og hreyfihleðslu á líftíma rúðubalks?

Áhrif staðstöðuhleðslu eru innri styrkur þegar hún er fyrst beitt. Almennt eru hreyfihleðsla og útmattun áhrifamikil í hönnun.