Knicken von Stahlstützen

Quelle: Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA

In der Ausführung von Bauarbeiten ist es wichtig, Strukturen, die sind nicht nur sicher bei unerwarteten Belastungen, sondern auch hervorragende Leistung unter alltäglichen Belastungen zu einem vernünftigen wirtschaftlichen Preis zu liefern. Letzteres ist oft auf minimaler Einsatz von Materialien, einfache Fertigung und schnelle Konstruktion im Bereich gebunden. Strukturen aus Stahl gefertigt, die Mitglieder sehr sparsam wegen die große Stärke des Materials und der umfangreichen Vorfertigung ihrer Mitglieder und Verbindungen, die dazu beitragen werden können, die Geschwindigkeit des Aufbaus vor Ort zu maximieren. Im Allgemeinen wird das Skelett einer Stahlstruktur sehr schlank im Vergleich zu einer Stahlbeton eine sein. Während seines Verhaltens in Spannung vor allem durch die Stärke des Materials geregelt ist, unterliegt ein weiteres Ausfallmodus üblich, alle Materialien-Knick Stahl in der Kompression. Dieses Verhalten wird einfach durch Drücken auf eine schlanke Holzlineal veranschaulicht, die unter einer Druckbelastung plötzlich seitwärts bewegen und Tragfähigkeit zu verlieren. Dieses Phänomen tritt in einer schlanken Member einer Struktur. In dieser Übungseinheit messen wir die Knick Kapazität einer Reihe von schlanken Aluminium-Säulen zu diesem Ausfallmodus zu illustrieren, die im Laufe der Zeit zu viele katastrophale Ausfälle, einschließlich derjenigen der Quebec River Bridge, im Jahre 1918 errichtete geführt hat.

1. Erhalten Sie mehrere lange Stücke von einem 1 Zoll von ¼ Zoll Aluminium Bar (6061 o.ä.), und schneiden sie auf Längen von 72, 60, 48, 36, 24, 12 und 8 Zoll, beziehungsweise. Runde beide Enden der Balken, um einen Umfang von 1/8 Zoll.
2. Messen Sie die Dimensionen des Balkens (Länge, Breite und Dicke) 0,02 in am nächsten.
3. Maschine von zwei kleinen Block aus Stahl (2 Zoll x 2 Zoll x 2 Zoll), haben eine sehr glatte ½ Zoll runden Penetration entlang einer Seite als die Spalte Ende Unterstützung dienen. Geben Sie ein Insert a

Zeichnen Sie die Ergebnisse aus der Tabelle als Knick betont vs. Schlankheit (kL/R), zusammen mit der Kurve von GL. 9 gegeben. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit den prognostizierten Werten. Die experimentellen Ergebnisse zeigt zwei verschiedene Regionen. Wenn die Spalten relativ lang sind, erhält die kritische Belastung durch Multiplikation GL. 9 durch den Bereich der Spalte. Wenn die Spalten beginnen, kürzer werden, beginnt die kritische Last nähern sich die Stärke des Materials. ...

Dieses Experiment demonstriert die Gültigkeit der Euler-Ansatz für die Berechnung der lokalen Knicken Lasten für einfache Spalten. Obwohl das Problem weitaus komplizierter wird, wenn entweder die Randbedingungen nicht bekannt sind, das Mitglied ist nicht prismatische, oder wenn das Material keine Bi-linearer Spannungs-Dehnungs-Kurve aufweisen, die Lösung des Problems folgt den gleichen allgemeinen Prozess. In vielen praktischen Fällen es wird nicht möglich sein, genau die resultierende Differentialgleichungen zu l?...