P
tashqi bo‘ylama kuchga teng bo‘lgan
N
bo‘ylama ichki
kuch, ko‘ndalang kesim yuzasi
F
, kesim bosh inersiya o‘qiga nisbatan
inersiya raiduslari kvadratlari
2
2
,
y
x
i
i
, shu sistemadagi
P
kuch qo‘yilish
299
nuqtasining koordinatalari
x
P
, y
P
lar kiradi.
x
va y lar kuchlanishi
aniqlanayotgan nuqta koordinatalari bo‘lgani uchun o‘zgaruvchi kattalik
hisoblanadi.
N
kuch oldidagi ishora uni siquvchi (–) yoki cho‘zuvchi (
+
)
ekanligini anglatadi.
N
kuchi ishorasi orqali markaziy bo‘lmagan cho‘zilish va siqilish
bir–biridan farq qiladi, shu sababli kelgusida markaziy bo‘lmagan
cho‘zilish-siqilish so‘zi o‘rniga “markaziy bo‘lmagan siqilish” so‘zini
ishlatamiz. Chunki markaziy bo‘lmagan siqilish o‘q bo‘ylab siqish va
sof qiyshiq egilish birgalikda ta’sirini ifodalagani uchun hisoblash
natijalari ixtiyoriy ko‘ndalang kesimlar uchun, ularda simmetriya o‘qlari
bor – yo‘qligidan qat’iy nazar o‘rinli bo‘ladi.
Egilish va cho‘zilish-siqilish birgalikda ta’siridagi kabi markaziy
bo‘lmagan siqilishda ham ko‘ndalang kesim tekisligiga bo‘ylab normal
kuchlanishlar taqsimoti epyurasi bo‘ylab kuch ishorasi bilan mos kelib
bir xil yoki turlicha bo‘lishi mumkin. Epyura ko‘rinishi kuch kattaligiga
bog‘liq bo‘lmay, kuch qo‘yilish nuqtasi holatidan aniqlanadi. To‘g‘ri
to‘rtburchak shaklidagi ko‘ndalang kesim bo‘ylab normal kuchlanishlar
taqsimlanishi epyurasini
P
kuchining 2 nuqtaga ta’sir etgan hollari
uchun ko‘raylik (11.15-rasm).
300
11.15-rasm. To‘g‘ri to‘rtburchakli kesimning turli nuqtalariga P kuch
qo‘yilgandagi normal kuchlanish (
σ
) epyuralari.
Ko‘ndalang kesim geometrik xarakteristkalarini topamiz.
F=12·10=120 sm
2
,
x
I
=10
3
·12/12=1000sm
4
, I
y
=12
3
·10/12=1440sm
4
,
i
x
2
=1000/120=8,3sm
2
,
2
y
i
=1440/120=12sm
2
eng katta kuchlanishlar miqdor jihatidan
x,y
koordinatalar eng katta
qiymatga erishadigan burchak nuqtalarda bo‘lishi (11.13) ifodadan
ma’lum. Undan tashqari (11.13) ifoda
σ
=f(x,y
) funksiyani ifodalaydi va
x
hamda y unga birinchi darajada kiradi. Bundan bu bog‘lanish grafigi,
ya’ni kuchlanishlar taqsimoti epyurasi to‘g‘ri chiziqli ekanligi, uni
qurish uchun 1–2–3–4 burchak nuqtalarida kuchlanishlar qiymatlarini
aniqlash kifoyaligi kelib chiqadi.
“
a
” sxema uchun
x
P
=5 sm, y
P
=4 sm
.
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
+
+
−
=
3
,
8
4
12
5
1
120
y
x
Р
σ
1-nuqta x
1
=6 sm, y
1
=5 sm,
σ
1
=-0,049P
2-nuqta x
2
=6 sm, y
2
=-5 sm,
σ
2
=-0,092P
3-nuqta x
3
=-6 sm, y
3
=-5 sm,
σ
3
=-0,032P
4-nuqta x
4
=-6 sm, y
4
=5 sm,
σ
4
=-0,0075P
“
b
” sxema uchun x
P
=2 sm, y
P
=1 sm.
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
⋅
+
⋅
+
−
=
3
,
8
5
,
0
12
1
1
120
y
x
Р
σ
1-nuqta x
1
=6 sm, y
1
=5 sm,
σ
1
=0,015P
2-nuqta x
2
=6 sm, y
2
=-5 sm,
σ
2
=0,01P
3-nuqta x
3
=-6 sm, y
3
=-5 sm,
σ
3
=0,002P
4-nuqta x
4
=-6 sm, y
4
=5 sm,
σ
4
=-0,0066P
Nuqtalardagi qiymatlari asosida
σ
epyurasini quramiz.
Ko‘rinib turibdiki “
a
” sxemadagi
σ
epyurasi 2 xil ishorali, ya’ni
sterjen ko‘ndalang kesimi yuzasi neytral o‘q bilan bo‘lingan siqilgan va
cho‘zilgan sohaga ajralgan. Neytral o‘q tenglamasini topish uchun
(11.13) ifodada kuchlanishni nolga tenglaymiz.
0
1
2
2
=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+
+
±
у
р
х
р
i
у
У
i
х
Х
F
N
0
≠
F
N
bo‘lgani uchun
301
2
2
1
у
р
х
р
i
у
У
i
х
Х
+
+
=0 (11.14)
(11.14) ifoda neytral o‘q tenglamasi hisoblanadi. Ko‘rinib
turibdiki, neytral o‘q tenglamasi to‘g‘ri chiziqdan iborat va kesim
og‘irlik markazidan o‘tmaydi.
Neytral o‘qni qurish uchun uning
x,y
o‘qlari bilan kesishish
nuqtalari koordinatlarini topish qulayroq.
x
o‘qi bilan kesishganda y
koordinata,
y
o‘qi bilan kesishganda esa
x
koordinata nolga teng bo‘ladi.
(11.14) tenglamadan
x
0,
y
0
koordinata o‘qlaridan neytral o‘q kesgan
uchastka mos ravishda
,
2
p
y
o
x
i
x
−
=
,
2
р
x
o
у
i
y
−
=
(11.15)
ga teng.
(11.15) ifodadagi (–) ishora
x
0
,y
0
koordinatalari kuch qo‘yilgan
nuqta koordinatalariga qarama-qarshi, ya’ni neytral o‘q ko‘ndalang
kesim qutb joylashganga qarama-qarshi tomonida birinchi choragidan
o‘tishini anglatadi.
Misol tariqasida 11.15
-
rasmda keltirilgan kesim neytral o‘q
holatini aniqlashni ko‘raylik.
x
0
= -12/6 = -2 sm, y
0
= -8,3/5 = -1,65 sm,
Neytral o‘q holati 11.16-rasmda keltirilgan
11.16-rasm.
Neytral o‘q holati.
Neytral o‘qni qurishda 11.15-rasmda ko‘rsatilganidek
σ
epyurasini
aksonometriyasini qurish shart emas. Eng katta kuchlanishlar neytral
o‘qdan eng uzoq joylashgan burchak nuqtalar - 1 va 3 da hosil bo‘ladi.
σ
epyurasini qurish uchun shu nuqtalardan neytral o‘qga parallel chiziqlar
o‘tkazib, shu chiziqlarga tik qilib
σ
epyurasi quriladi. Bu epyurada eng
302
katta cho‘zuvchi va siquvchi kuchlanishlar mikdorini aniqlash mumkin
(11.17-rasm) .
11.17-rasm. Eng katta cho‘zuvchi va siquvchi kuchlanishlar epyuralari.
Bu kuchlanishlar ruxsat etilgandan kichik bo‘lishi kerak:
[ ]
ch
у
р
х
р
ch
i
у
У
i
х
Х
F
N
σ
σ
≤
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+
+
=
2
2
max
1
(11.16
a
)
[ ]
s
у
р
х
р
s
i
у
y
i
х
x
F
N
σ
σ
≤
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+
+
−
=
2
2
max
1
(11.16
b
)
(11.16
a
) va (11.16
b
) ifodalar markaziy bo‘lmagan siqilishdagi
mustahkamlik shartlari deb ataladi.
(11.15) ifodadan aniqlangan neytral chiziq holati kesim
tashqarisidan o‘tganda kesimda bir xil ishorali kuchlanishlar hosil
bo‘ladi. Bu holda bitta mustahkamlik sharti ishlatiladi.
Materiallar qarshiligining boshqa masalalari kabi markaziy
bo‘lmagan siqilishda ham sterjen ko‘ndalang kesim kerakli
o‘lchamlarini topish mumkin. Masalan 11.18-rasmda sxemasi keltirilgan
cho‘yan sterjen kerakli o‘lchamlarini aniqlash talab etilsin.
303
11.18-rasm. Berilgan cho‘yan sterjen uchun ko‘ndalang kesim
o‘lchamlarini aniqlash.
(11.13) ifodadan foydalanib sterjen ko‘ndalang kesimida hosil
bo‘luvchi eng katta kuchlanishlarni aniqlaymiz.
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+
+
=
2
2
1
y
P
x
P
i
у
y
i
х
x
F
N
σ
N = - 10000 kg
F =
π
d
2
/ 4 = 0,8 d
2
, x
P
= 0,4
d, y
P
=0.
[ ]
s
σ
=1200 kg/sm
2
[ ]
ch
σ
= 500 kg/sm
2
(1.1-jadvaldan)
i
x
=i
y
=0,25d
i
x
2
=i
y
2
=0,0625d
2
y
0
=0
neytral o‘q holatini aniqlaymiz: y
0
= -0,0625d
2
/0 =
∞
Demak, neytral o‘q
x
o‘qiga perpendikulyar.
x
0
= -0,0625d
2
= -0,16d
Eng katta siquvchi kuchlanishlar
B
nuqtada
(x
B
=0,5d),
eng katta
cho‘zuvchi kuchlanishlar
C
nuqtada
(x
C
= -0,5d)
yuzaga keladi.
304
2
2
2
max
d
52500
d
0625
,
0
)
d
5
,
0
)(
d
4
,
0
(
1
d
8
,
0
10000
−
=
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +
−
=
s
σ
2
2
2
max
d
27500
d
0625
,
0
)
d
5
,
0
)(
d
4
,
0
(
1
d
8
,
0
10000
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
+
−
=
ch
σ
Bu kuchlanishlarni ruxsat etilgancha tenglab,
d
ning kerakli
qiymatini aniqlaymiz.
1. Siqilishdagi mustahkamlik shartidan
52500/ d
2
=1200
→
d
2
=43,75 sm
2
, d=6,7 sm
2. Cho‘zilishdagi mustahkamlik shartidan
27500/ d
2
=500
→
d
2
=55 sm
2
, d=7,5 sm.
Aniqlangan diametr ikkala qiymatidan kattasi
7,5 sm=75 mm
ni
qabul qilamiz.
Markaziy bo‘lmagan siqilishda ko‘ndalang kesim o‘lchamlarini
aniqlash egilish va siqilish birgalikda ta’siridagidan farq kilishi ko‘rinib
turibdi, bu holda uchinchi darajali tenglama yechilmaydi.
Markaziy bo‘lmagan kuch qo‘yilgan,
A
qutb bosh inersiya o‘qlari
birida, masalan
y
o‘qida yotgan, kesim to‘g‘ri to‘rtburchakdan iborat
bo‘lgan xususiy holni batafsil ko‘rib chiqaylik (11.19-rasm).
11.19-rasm. Kuch simmetriya o‘qlarining birida yotgan xususiy hol.
Geometrik xarakteristikalarni
F = bh, i
x
2
=h
2
/12, N=P
e’tiborga
olsak, (11.13) ifoda quyidagi ko‘rinishga keladi.
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +
=
2
12
1
h
у
у
bh
N
Р
σ
kesim 1–2 qirrasi bo‘ylab
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
da
h
y
р
2
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +
=
h
y
bh
N
Ð
ch
6
1
max
σ
ga teng
bo‘lgan eng katta cho‘zuvchi kuchlanishlar, 3–4 qirrasi bo‘ylab
305
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ −
=
h
y
bh
N
Ð
s
6
1
max
σ
ga teng eng katta siquvchi kuchlanishlar hosil
bo‘ladi.
Ko‘ndalang kesim har bir nuqtasidagi kuchlanish kattaligi
y
P
ordinata orqali aniqlanuvchi
A
qutb holatiga bog‘lik ekanligi ko‘rinib
turibdi
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
2
h
y
р
bo‘lganda 1–2 qirrada
h
N
P
6
/
4
max
=
σ
,
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
2
h
y
р
bo‘lganda 3–4 qirrada
bh
N
x
s
ma
2
=
σ
.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
2
h
y
р
bo‘lganda
A
qutb kesim
og‘irlik markazi bilan ustma-ust tushadi va
P
kuch kuchlanishi
bh
N
ga
teng bo‘lgan o‘q bo‘ylab cho‘zilish hosil qiladi.
A
holatiga bog‘liq ravishda taqsimot epyurasi 11.20-rasmda
keltirilgan.
11.20-rasm. Kuchlarni kesim yadrosiga qo‘yilishida kuchlanishlarning
o‘zgarishi:
a) kuch markaziy qo‘yilgan; b) kuch kesim yadrosi ichiga qo‘yilgan; d) kuch kesim
yadrosi chegarasiga qo‘yilgan; e) kuch kesim yadrosidan tashqariga qo‘yilgan.
306
Mo‘rt materiallar (beton, g‘isht devor) juda kichik cho‘zuvchi
kuchlanishlarni qabul qila oladi, boshqalari esa (masalan, grunt)
cho‘zilishga umuman qarshilik ko‘rsata olmaydi. Bunday materiallar
cho‘zuvchi kuchlanishlar hosil bo‘lmaydigan konstruksiya
elementlaridagina qo‘llaniladi.
Markaziy siqiluvchi elementlarda cho‘zuvchi kuchlanishlar hosil
bo‘lmaydi, shu sababli ular yuqorida ko‘rsatilgan materiallardan
tayyorlanishi mumkin. Bunday materiallarni markaziy bo‘lmagan
siqiluvchi elementlarda ham qo‘llash mumkin, agar ularda cho‘zuvchi
kuchlanishlar hosil bo‘lmasa. Buning uchun siquvchi kuch qo‘yilish
nuqtasi kesim yadrosi deb ataluvchi ko‘ndalang kesim biror markaziy
sohasida yoki shu soha chegarasida joylashgan bo‘lishi kerak. Kesim
yadrosi deb, uning shunday bir markaziy sohasiga aytiladiki, uning
ixtiyoriy nuqtasiga qo‘yilgan kuch brus ko‘ndalang kesimi barcha
nuqtalarida kuch ishorasi bilan bir xil kuchlanish hosil qiladi.
Agar kuch kesim yadrosidan tashqariga qo‘yilgan bo‘lsa, u holda
ko‘ndalang kesimda siqiluvchi va cho‘ziluvchi kuchlanishlar hosil
bo‘ladi (11.20-rasm). Agar kuch kesim yadrosi chegarasiga qo‘yilgan
bo‘lsa, u holda neytral o‘q kesim konturiga urinadi (nuqtada yoki chiziq
bo‘ylab), urinish nuqtasida normal kuchlanishlar nolga teng bo‘ladi
(11.20d-rasm).
Cho‘zuvchi kuchlanishlarni yomon qabul qiladigan materiallardan
tayyorlangan elementlarni markaziy bo‘lmagan siqilishga hisoblashda
kesim yadrosining shakli va o‘lchamlarini bilish muhimdir. Bu narsa
kuchlanishlarni hisoblamasdan siquvchi kuch ekssentrisiteti asosida
ko‘ndalang kesimda cho‘zuvchi kuchlanishlar paydo bo‘lishi yoki
bo‘lmasligini aniqlashga imkon beradi.
Kesim yadrosini quyidagi tartibda qurish tavsiya etiladi:
1. Og‘irlik markaziy holati, y
,z
bosh markaziy inersiya o‘qlari
holati
I
y
, I
z
– bosh inersiya momentlari qiymatlari va
2
,
2
z
ó
i
i
– inersiya
radiusi kvadratlari aniqlanadi.
2. Agar kesim ko‘pburchak ko‘rinishida bo‘lsa, u holda buning
burchaklari uchlarini qutb deb olib, har bir qutb uchun neytral o‘q holati
aniqlanadi. Neytral o‘qlari bilan chegaralangan kontur kesim yadrosi
chegarasi bo‘ladi.
3. Agar ko‘pburchakli kesim ichki burchaklarga ega bo‘lsa (11.21-
rasm), u holda ko‘pburchak uchlarini ko‘rayotgan qutb sifatida
307
ko‘rilmaydi, chunki neytral o‘q
B
qutb nuqta bo‘lganda undan o‘ta
olmaydi, sababi bu holda kesimni kesib o‘tishga to‘g‘ri keladi.
11.21-rasm. Ichki burchakli ko‘pburchak kesim.
To‘g‘ri to‘rt burchak kesim yadrosini ko‘raylik (11.22-rasm)
to‘g‘ri to‘rtburchak
A
1
uchini qutb deb qabul qilamiz. (koordinatalri
y=y
P
=-h/2, x=x
P
=-v/2)
(11.15) ifodadan foydalanib koordinata o‘qlaridan
a
1
a
1
neytral o‘q
kesgan bu qutbga mos kesimni aniqlaymiz.
.
6
)
2
/
(
12
/
3
2
01
h
h
bh
bh
y
i
y
ð
x
=
−
−
=
−
=
.
6
)
2
/
(
12
/
3
2
01
b
b
bh
bh
x
i
x
ð
y
=
−
−
=
−
=
11.22-rasm. To‘g‘ri to‘rtburchak uchun kesim yadrosini qurish.
Bu kesim qiymatlari asosida
a
1
a
1
neytral o‘qni quramiz (11.22-
rasm).
308
Qutb nuqtani ketma-ket
A
2
,A
3
,A
4
nuqtalarga ko‘chirib, har bir
qutbga mos keluvchi neytral chiziqlarni quramiz va kesim og‘irlik
markazi atrofida kesim yadrosiga mos sohani hosil qilamiz. To‘g‘ri
to‘rtburchak uchun kesim yadrosi diagonallari
3
3
h
va
h
ga teng bo‘lgan
rombdan iborat (11.22-rasm). Agar kesimda doira shaklidagi markaziy
teshik mavjud bo‘lsa, u holda kesim yadrosi shakli o‘zgarmaydi, faqat
uning o‘lchamlari o‘zgaradi. Olingan natijalarni 11.20-rasmdagi
epyuralar bilan solishtirsak, 11.20d-rasmda qutb nuqta kesim yadrosi
chegarasida joylashgan diametri
d
ga teng bo‘lgan doirasimon kesim
uchun kesim yadrosi ham diametri
d/n
bo‘lgan doiradan iborat bo‘ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |