2 Кернеулерді, пайда болуына байланысты, төрт түрге бөлуге болады: негізгілер,қосымшалар, жергіліктілер және бастапқылар.

Негізгі кернеулер жүктемелер әсерінің нәтижесінде пайда болады. Оларды кұрылысмеханикасьның ережелері бойьшша конструкцияның дәріптелінген (идеалданған) есептік сұлбасын есептеп тапқан күштеулерден материалдардың кедергілері әдісіменанықтайды. Осы кернеулер сыртқы әсерлерді теңестіріп, конструкциялар элементтерін көтергіштік қабілетін аныктайды.

Қосымша кернеулер дәріптелінген сұлбасында есепке алынбаған факторларда(түйіндерде қысып бекітуін тудыратын байланыстырғыштар, элементтердің қосылыстарында, қиылмауы және т.б.) пайда болады. Мұндай кернеулердің шамасы көп жағдайлардаанықтауға келеді, бірақ есептеуде ескерілмейді. Себебі пластикалық деформациялары дамып пластикалық топса пайда болуы арқасында кернеулері қайта таралып төмендеуі мүмкін. Бұлжағдай конструкцияның жұмысын, қабылданған есептік сұлбасына жақындатады. Бұданбасқа да, көбінде мұндай кернеулердің негізгі кернеулерге қарағанда таңбасы теріс келеді,демек көтергіш элементтердің жүктемесін біршамаға азайтады.

Жергілікті кернеулер конструкция элементтерінде сыртқы жергілікті әсерлерден(шоғырланған жүктемелерден, тірек реакцияларынан, жылжымалы жүктемелерден) немесекүш ағымының өзгеруі аркасында кернеулерінің шоғырлануы дамитын, қима түрінің күрт өзгеретін жерлерінде пайда болады.

Сурет 13. Жергілікті кернеулер: а - шоғырланған жүктемелер түскен жерлерде; б – крандоңғалағының астында.

Пластикалық деформациялардың өте дамытпауы, жарықшақтардың пайдаболдырмауы немесе жұқа қабырғалы элементтердің орнықтылығын жоғалтпауы үшінжергілікті кернеулердің бірінші түрі әдетте есептеуде ескерілмейді.

Кернеулердің шоғырлануынан болатын жергілікті кернеулердің екінші түрі әдеттегітемпература және статикалық әсерлер кезінде конструкциялардың көтергіштік қабілетінеелеулі әсерін тигізбейді, сондықтан оларды ескермеуге болады. Бірақ та төмен температуражәне динамикалықәсерлер кезінде кернеулердің шоғырлануы морт қирауына ұшырату мүмкін. Жобалау кезінде бұл құбылысты, болаттың тиісті маркасы мен конструктивтік түрі қабылдап, есепке алу керек. Және де кернеулердің шоғырлануы вибрациялық берікгігінтөмендетеді.

Бастапқы кернеулер прокаттағаннан кейін, дэнекерлегенде бір қалыпты суымауынәтижесінде немесе алдында элементтің пластикалық жағдайында жұмыс жасағаныарқасында пайда болады. Бұл кернеулерді олардың табигатына сэйкес ішкі, меншікті немес қалдыкты деп атауға болады. Сыртқы күштердің кернеулері мен бастапқы кернеулердіңүйлесімі нәтижелік кернеулердің есептік шамасынан елеулі ажырасуына келтіреді.

Сурет 14. Прокатталған (а) және дәнекерленген (б) элементтердегі бастапқы кернеулердіңэпюралары

Егер мұндай кернеулердің сызықтық өрісі бағыты бойынша негізгі кернеулердің өрісіменсәйкес келсе, онда олар беріктігіне қауіп төндірмейді. Бастапқы кернеулер өзіндіктеңдес болғандықтан, негізгі кернеулермен қосылып олар пластикалық деформациялардыңдамуын кейбір нүктелерінде тездетсе басқаларында бәсеңдетеді. Дегенмен орнықтылығын және деформациялығын бағалаған кезде оларды елемеуге болмайды. Егер жазық немесе көлемді кернеуленген жағдайының өрісі пайда бола қалса, онда морт қирау қаупі туады.

Шартты деформацияларды ε_r=σ_г/Е сыртқы жүктеменің деформациясыменқосыпконструкциялардың есептеуінде σ_г қаддық кернеулерді ескеруге болады.

3 Ортадан созылған элементтің жүктемеге жүмысы, материалдың созу диаграммасына толығымен сәйкес келеді. Ортадан созу тартпаларда, аспаларда, түйіндсрі топсалы фермалардың бірсыпыра элементтерінде пайда болады.

Созылган элементтер серпімді жұмысы кезінде мына өрнек бойынша есептеледі

σ = N/A_n ≤ R_у·γ_c, (18)

мұндағы R_у-аққыштық шегі бойынша есептік кедергісі; N-есептік жүктемеден бойлық күш. Қирауы осалданылған (мәселен, бұрамаларға немесе тойтармаларға арналған тесіктермен) қимасы бойынша үзілу арқылы болады. Осы себептен беріктігі көлденең қиманың нетто ауданы бойынша тексеріледі А_n=А-А_oc. Бұл жерде А-көлденең қиманың жалпы ауданы, А_oc-осалдану ауданы.

Металы серпімді жүмыс шегінен асқаннан кейін де пайдалануынжалғастыруға болатын ортадан созылған элементтер, R_u/γ_u>R_у болған кезде, беріктікке мына өрнекпен есептелінеді

σ = N/A_n ≤R_u· γ_c/γ_u (19)

мұндағы R_u-болаттың уақытша кедергісі бойынша есептік кедергісі; γ_u=1,3-беріктікке уақытша кедергісі бойынша есептелетін конструкциялар элементтеріүшін сенімділік коэффициент, алюминий кортпапары үшін γ_u=1,46.

Өстік күшпен сығылған сырықтар шекті жағдайлардың бірінші тобы бойынша:

а) ұзындығы көлденең қимасының ең кіші өлшемінен 5-6 еседен артық аспайтын қысқа сырықтар беріктігі бойынша;

ә) ұзын, иілгіш сырықтар орнықтылығы бойынша есептеледі.

Беріктікке ортадан сығылған элементтер созылғандар сияқты есептеледі

σ = N/A_n ≤ R_у·γ_c (20)

Майысатын элементтердің шекті жағдайының бірінші тобы көтергіштіккабілетімен (яғни тұтқыр немесе шаршап қирауы және орнықтылығынжоғалтумен) және пластикалық деформацияларының аса дамуымен; екінші тобыконструкцияларды қалыпты жағдайларыңда пайдалануын бұзатын, үлкен серпімді деформациялардың дамуымен анықталады.

МАЙЫСАТЫН ЭЛЕМЕНТТЕРДІ СЕРПІМДІЛІК АРАЛЫҒЫНДАЕСЕПТЕУ. Беріктігі жоғары болаттан және алюминий қорытпаларынан әзірленген конструкцияларда пластикалық деформациялары уақытша кедергісіне жақынтаялған кернеулері кезіңде дамиды, яғни бұл кернеулерді есепте қолдану қауіп төндіреді. Осы себептен мұндай конструкциялар серпімді жүмыс кезеңі бойыншаесептеледі. Бұл кездегі шекті жағдайы максималды тік және жанамакернеулерінің аққыштық шек мәніне жетумен анықталады. Осыған сәйкесэлемент басты жазықтарының біреуінде майысқан кезінде беріктігі мына ернекпен тексеріледі

М/W_n,min ≤ R_у·γ_c (21)

Мұндағы,

М-есептікжүктемебойыншаанықталғанмаксималдымайыстырушымомент; W_n,min -элементтіңсерпімдіжұмыскезеңібойыншаанықталған,осалданғанқимасыныңминималдыкедергімоменті; Rу-аққыштықшегібойыншаанықталған, майысуғаесептіккедергісі; γс-жұмысшарттарыкоэффициенті.

Майысатынэлементтердіңесептікқималарыңдағыжанамакернеулердіңмәнімынашарттықанағаттандыруыкерек

τ= ≤R_s·γ_c (22)

мұндағы Q-есептік жүктеме бойынша анықталған көлденең күш; S-ысырылатын қима бөлігінің бейтарап өсіне қатысты статикалық моменті (брутто); J-элементтің брутто қимасының бейтарап өсіне қатысты екпін моменті; t-арқалыққабырғасының қалындығы; R_s =0,58 R_у-материалдың ысыруға есептік кедергісі.

Элементтердің екі басты жазықтықтарында майысқан кезінде беріктігі былай тексеріледі

(23)

мұндағыМ_х пен М_у — х-х, у-у өсіне қатысты әсер ететін сәйкес есептік июші момент; J_хn„ пен J_уn„ - х-х, у-у өсіне қатысты осалданған қиманың екпін моменті; х пен у - қарастырылатын қима нүктелерінің басты өстеріне қатысты координаттары.

Тік және жанама кернеулер бірге әсер еткен кезде келтірілген кернеуі σ_red, аққыштық шегіне тең болғанда аққыштық пайда болады

(24)

Егер жанама кернеулер шамасы аздау болса, онда материалдың аққьштығы қиманың шеткі жиегінен басталады. Көлденең күш басым келгенде материалдыңаққыштығыбейтарап өсінен басталып, майысатын элементтің көтергіштік ертерек жоғалады.

Дәріс 13. Ағаш және пластмасс конструкциялары. Ағаш және пластмассалар конструктивті материал ретінде.

1. Ағаш құрылымы.

2. Ағаштағы ылғал.

3. Физика-механикалық сипаттамалар.

4. Ылғал мен температураның беріктікке әсері.

5. Ағаштың иілуге, созылуға, сығылуға және жаншылуға жұмысы.

6. Ағаштың ұзақ мерзімді кедергісі.

7. Құрылыс фанерасы.

8. Ағашты оттан және шіруден қорғау шаралары.

9. Конструкциялы пластмассалардың негізгі түрлері және қасиеттері.

1 ТМД елдеріндегі ормандар 750 млн га жерді алып жатыр, ағаш қоры 82 млрд м³. Қазақстанда 47% орман ресурстары ШҚО-да шоғырланған.

Қылқан жапырақты ағаштар көп бөлігін құрайды: - 37%, қарағай – 19%, шырша мен самырсын – 20%, кедр – 8%, қайың – 13%.

Ағаштың артықшылықтары:

• Жоғарғы салыстырмалы беріктік;

• Химиялық төзімділік;

• Қалпына келгіштік;

• Аз жылу өткізгіштік;

• Жақсы акустикалық сипаттамалар;

• Ұзақ мерзімділік;

• Өндірістік артықшылықтар;

• Сәулеттік артықшылықтар;

Кемшіліктері:

• Отқа төзімсіз;

• Биологиялық ақаулықтар;

• Гигроскопия, кебу және ісіну;

• Құрылымының бірқалыпсыздығы (анизотропия және ақаулықтар: бұтақтар және т.б.);

Ағаш құрылыс конструкциялары көбінесе қылқан жапырақты ағаштардан жасалады, сондықтан тек қана қылқан жапырақты ағаштың құрылымымен танысумен шектелеміз, ол жапырақты ағаштардан қарапайымдылығымен және бірқалыптылығымен ерекшеленеді.