مقاومت مصالح 20 ص
| دسته بندی | معماری |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 93 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 19 |
مقاومت مصالح
بار محوری:
به بارهایی که به محور طولی عضو منطبق باشند و همچنین از نقطه مرکزی سطح جسم بگذرد، بار محوری گفته می‌شود. تاثیر بار محوری کششی و فشار در اعضا می‌باشد. خرابی یک عضو در اثر بار محوری کششی به صورت پارگی و بریدگی می‌باشد. در اثر بار محوری فشاری به صورت پکیدگی و خردشدگی می‌باشد.
تنش محوری:
عبارت است از مقدار نیروی عمودی وارد بر واحد سطح که گاهی به آن تنش نیروی یکه می‌گویند.
نکات مهم در مورد بارهای محوری:
برای آنکه تنش در یک مقطع یکنواخت فرض شود، لازم است که:
- عضو کاملاً مستقیم باشد.
- جسم همگن باشد.
- امتداد اثر نیروها بر محور طولی عضو منطبق باشد.
- نیروهای متمرکز توسط صفحات صلبی بر انتهای اعضا اثر کند.
σ: نیروی واحد سطح A: سطح P: نیرو
هر پوند، 5/0 کیلو است.
نکته مهم در بارهای محوری
تغییر مکان ذرات نزدیکتر صفر باشد. تغییر شکل آن ناچیز باشد.
1) مطلوب است تنش محوری هر یک از اعضاء BC, AC در خرپا داده شده.
فرضیات مورد قبول در تحلیل خرپا
اتصالات به صورت مفصلی فرض شده، بنابراین هر عضو به صورت دو سر مفصل بوده. پس فقط نیروی محروی (کششی و یا فشاری) تحمل می‌نماید. همچنین بارگذاری خارجی به صورت بار متمرکز به گره‌ها اعمال می‌گردد.
نمودار جسم آزاد
هر گاه جسمی را از محل اتصالش به زمین و اجسام دیگر جدا نموده، به وطری که بارگذاری خارجی وارده به آن و همچنین نیروهای اتصال را روی آن نمایش دهیم، به جسم حاصل، جسم آزاد گفته می‌شود که بر روی آن می‌توانیم معادلات تعادل را اعمال کنیم. به عنوان نمونه:
2) میله‌ای به قطر 25 میلیمتر توسط نیروی P مطابق شکل داریم. تنشی برای 1000 در آن ایجاد می‌شود. چنانچه فشاری که توسط واشر به دیوار انتقال می‌یابد از 14 تجاوز نکند، قطر واشر را چه اندازه باید درنظر گرفت.
تغییر شکل محوری
قانون هوک
در محدوده‌ی ارتجاعی مصالح، قانون زیر برقرار است:
: تنش : کرنش (تغییر طول واحد) E: مدول الاستیسیته (ضریب کشسانی)
تغیر شکل یا طول واحد را، کرنش می‌گوییم.
: تغییر طول l: طول اولیه : کرنش (تغییر طول واحد)
AE: صلبیت یا مقاومت محوری عضو.
تاثیر کربن در سختی و نرمی فولاد :
هر اندازه درصد کربن فولاد زیاد باشد، مقاومت فولاد افزایش می‌یابد. در مقابل شکل‌پذیری آن کاهش می‌یابد. بنابراین اگر درصد کربن کم باشد، فولاد خاصیت چکش‌خواری دارد و از نظر دسته‌بندی به عنوان فولاد نرم محسوب می‌شود. این نوع فولاد می‌تواند تغییر شکل بسیار زیادی را متحمل شود. فولادهای ساختمانی جزء فولادهای نرمه بوده و میزان کربن آنها حدود 2/0 درصد وزنی آنها انتخاب می‌شود (چدن = فولاد خشکه = درصد کربن بالا، مقاومت زیاد)
مثال: یک میله مطابق شکل متشکل از آهن، چدن و آلومینیوم تحت اثر بار محوری 12 تن قرار دارد. مطلوب است محاسبه‌ی تغییر شکل و کرنش کلی در صورتی که تنش‌ها کمتر از محدوده‌ی الاستیک باشند.
چدن آلومینیوم
بتن فولاد
چدن آلومینیوم
فولاد
هرچه کربن بیشتر باشد، فولاد سخت تر می‌شود.
2730 + سانتی گراد = کلوین
تغییر شکل در اثر تغییر دما
oK=10oC+273=284oK
oF=1.8*10+32=50oF
انبساط طولی جامدات:
در صورتی که طول یک جسم جامد در مقایسه با دیگر ابعاد آن بزرگ باشد، مانند سیم یا میله انبساط آن به صورت افزایش طول ظاهر می‌شود.
ضریب انبساط طولی جامدات:
افزایش نسبی طول جسم جامد به ازای یک درجه تغییر دما را ضریب انبساط طولی می‌نامند و با نمایش می‌دهند.
انبساط سطحی جامدات:
چنانچه سطح یک جامد در مقایسه با ضخامت آن خیلی بزرگ باشد، مانند ورقه‌ی فلزی نازک، انبساط آن به صورت افزایش سطح ظاهر می‌شود.
ضریب انبساط سطحی جامدات:
افزایش نسبی سطح جسم را به ازای یک درجه تغیر دما می‌نامند و آن را با نمایش می‌دهند.
اگر جسم همگن و ایزوتروپ باشد، انبساط آن در همه‌ی جهان یکسان است و ضریب انبساط سطحی تقریباً 2 برابر ضریب انبساط طولی می‌باشد.
انبساط حجمی جامدات:
اگر ابعاد حجمی جسمی (طول، عرض، ارتفاع) در مقایسه با حجم قابل توجه باشند (مانند یک سد) انبساط آن به صورا افزایش حجم ظاهر می‌شود.
اگر جسم همگن و ایزوتروپ باشد، ضریب انبساط حجمی آن تقریباً 3 برابر انبساط طولی است.
سیستم‌های مورد تاثیر اختلاف دما
الف) سیستم‌های معین:
اینگونه سیستم‌ها از آنجایی که می‌توانند به راحتی تغییر طولی، سطحی و حجمی دهند. اثر دما بر آنها فقط به صورت تغییر فرم است و تحت تاثیر تنش ناشی از اختلاف دما قرار نمی‌گیرند.
ب) سیستم‌های نامعین:
این سیستم‌ها از آنجا که نمی‌توانند آزادانه تغییر فرم (طولی، سطحی و حجمی) داشته باشند، اثر دما در شرایط متعارف باعث ایجاد تنش در اعضای آن می‌شود.