Metall konstruksiyalarini hisoblashning asosiy qoidalari

1.2 Qurilish konstruksiyalariga qo’yiladigan talablar
Qurilish konstruksiyalari ularga qo’yiladigan funksional, texnik, iqtisodiy, estetik va boshqa talablarni hisob ga olgan xolda loyihalanadi.
Funksional talablarga ko’ra xar bir konstruksiya qanday maqsad ga mo’ljallangan bo’lsa, shunga mos bo’lish i hamda bino yoki inshootda bajarilayotgan texnologik jarayonlarning qulay va xavfsiz bo’lish ini ta’minlashi lozim.
Texnik talablar konstruksiyaning zarur mustahkamligi va uzoqqa chidashini ta’minlashga qaratiladi.
Qurilish konstruksiyalariga qo’yiladigan muxim talablarga tayyorlash va ishlatishdagi tejamliligi, industrialligi va texnologiyabopligi kiradi.
Zavodlarda tayyorlangan elementlardan iborat yig’ma konstruksiyalar bu talablarni tuliq qanoatlantiradi.
Iqtisodiy talablar konstruksiya materiali, uning tipi (masalan, fermalar yoki to’sin lar) va asosiy o’lchamlari (masalan, to’sin balandligi) ni tanlashga katta ta’sir kursatadi.
Konstruktiv echimlar, konstruksiyalarni muayyan shart-sharoitlarda ishlatishning texnik-iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqligiga asoslangan holda, material va energiya sarfini, shuningdek, sermexnatligini hamda qurilish ob’ektining narxini maksimal darajada kamaytirishni hisob ga olgan xolda tanlangan bo’lishi kerak. Bunga quydagilarni amalga oshirish orqali erishish mumkin:
-samarali qurilish materiallari va konstruksiyalaridan foydalanish;
-konstruksiyalarning massasini kamaytirish;
-materiallarning fizik-mexAniqi xususiyatlaridan to’liq foydalanish;
-maxalliy qurilish materiallarini ishlatish;
-asosiy qurilish materiallarini tejamkorlik bilan sarf qilishga oid tegishli talablarga rioya kilish.
Loyihalashda yechimlarning bir necha variantlari tuzilib, ularda konstruksiyalarni tayyorlash va qurishdagi materiallar, energiya, mexnat sarfi, qurilish narxi va muddatlariga oid ko’rsatkichlar aniqlanadi; konstruksiyaning me’moriy kurkamligi ham e’tiborga olinadi. Variantlarni taqqoslash orqali eng makbul echim tanlab olinadi.
Konstruksiyalarning tejamliligi ularga qo’yiladigan asosiy talablardan biri hisob lanadi. Tejamlilik - materiallar sarfi va tannarxi, konstruksiyalarni tayyorlash, qurilish maydoniga tashib keltirish, montaj kilish va ulardan foydalanishdagi xarajatlarga bog’lik bo’ladi.
Material sarfi jihatidan eng afzal konstruksiya teng mustahkamlikdagi konstruksiya hisob lanadi. Bunday konstruksiyadagi barcha kesimlar unga ishlatiladigan materiallarning fizik-mexAniqi xossalaridan tulik foydalanish sharti bilan tanlangan bo’ladi (teng mustahkamlikka ega bo’lmagan konstruksiyalarda ba’zi yirik elementlarning mustahkamligidan tuliq foydalanilmaydi).
Konstruksiya unga ta’sir etadigan kuchlarga hisob langan bo’lishi kerak. Tashqi yuklar, tayanchlarning siljishi, haroratning o’zgarishi, kirishishlar va boshqa shunga uxshash xodisalar konstruksiyalarga ta’sir etadigan kuchlarga kiradi.
Bino va inshootlarni loyihalashda konstruktiv sxemalar tuzish kerak. Bunday sxemalar bino va inshootning hamma qismlarida, uni qurish va foydalanishning barcha bosqichlarida konstruksiyalarning zaruriy mustahkamligi, ustivorligini ta’minlashi lozim. Loyihalarda konstruksiyalarning uzoqqa chidamliligini ta’minlashga karatilgan tadbirlarni kuzda tutish sovukbardosh va utga chidamli, korroziyabardosh materiallarni tanlash, ularni chirishdan ximoya kilishga doir choralar qurish kerak.
Po’lat konstruktiv material bo’lganligi tufayli uning mexaniq xususiyatlariga, payvandlanuvchanligiga va uzoq muddat ishlashiga qarab baxolanadi. Po’latni mustahkamligi, elastikligi, plastikligi, murtlik darajasi, Yuqorii haroratda «oquvchanligi » uning sifatini belgilaydi. Payvandlanuvchanlik po’latning kimyoviy tarkibiga va uni ishlab chikarish texnologiyasiga bog’liq.
Konstruksiyada po’latning uzoq muddat ishlashiga va uning kuchlanganlik holatiga konstruksiyaning shakli, tashqi ta’sirlarning turlari va miqdori, yo’nalish i va ta’sir tezligi, zararli muxit va harorat katta ta’sir kursatadi.
Mustahkamligi bo’yicha po’latlar uch guruhga bo’linadi:
Mustahkamligi oddiy Ryn =-185+285 MPa, Run =-365+390 Mpa;
Mustahkamligi Yuqori Ryn= -295+390 MPa, Run= -430+540 Mpa;
Mustahkamligi baland Ryn= - 440+ da MPa, Run=- 590+ ∞ MPa.
Po’latlarning mexanik xususiyatlari ichki atom tuzulishiga bog’lik. Uning asosini ferrit zarrachalar tashkil qiladi. Ferritning uzi kam mustahkamlikga ega va O’ta plastik materialdir. Uning mustahkamligini oshirish uchun uglerod qo’shiladi (kam uglerodli po’lat) yoki boshqa ishlov beruvchi elementlar qo’shiladi (marganets, kremniy, vanadiy, xrom va b.). Legirlash va tovlash usullar bilan Yuqorii mustahkamlikga ega po’lat olinadi. Kam uglerodli po’latning atom strukturasi kub shakliga uxshagan. Kub markazida uglerod atomi joylashadi, kirralarining uchida temir Fe atomi turadi.
Fe3S-korishma ferrit, karbid-sementit paydo bo’ladi.
Kam legirlangan po’latlarning atom strukturasi ham kam uglerodli po’latning atom tuzilishiga uxshaydi.
Legirlashtirishda qatnashadigan kimyoviy elementlar bilan tanishamiz.
Uglerod «U» po’latning mustahkamligini oshiradi,lekin plastiklik xususiyatini va payvandlanuvchanligini pasaytiradi. SHuning uchun qurilishda ishlatiladigan po’latlarda uglerod miqdori 0,22% gacha bo’lishi mumkin.
Kremniy «C» po’lat mustahkamligini oshiradi, payvandlash imkonini pasaytiradi va zanglashga qarshiligini kamaytiradi. SHuning uchun uning miqdori kam uglerodli po’latda 0,3 % ,legirlangan po’latda esa 1%gacha bo’ladi.
Marganets «G» metallning mustahkamligini, kayishkokligini oshiradi va po’latga aralashgan oltingugurt bilan birikib, uning zararli ta’sirini kamaytiradi. Ammo marganets miqdori 1,5% dan ortsa, unda po’lat murt bo’lib kolish xavfi bor.
Mis «D» mustahkamlikni va zanglashga qarshilik ni oshiradi. Lekin, 0,7% dan kupayganda po’lat tez eskirib qolishiga sabab bo’ladi.
Xrom «X», vanadiy «F», volfram «V», molibden «M», titan «T», nikel «N»- bularning hammasi po’lat mustahkamligini oshiradi va ayrimlari plastik xususiyatini ham oshiradi.
Turli toifali po’latlarni kimyoviy tarkibini ifodalash uchun GOSTlarda quyidagi belgilash tartibi qabul kilingan: Dastlabki ikkita raqam foyizning yuzdan bir ulushida uglerodning urtacha miqdori ni kursatadi, xarflar bilan esa po’latning tarkibiy qismini tashkil etuvchi kimyoviy elementlarning shartli nomlari belgilanadi. Xarfdan keyingi rakamlar esa shu elementning foiz hisob idagi miqdorini ko’rsatadi. Agar bu mikdor bir foizdan kam bo’lsa u ko’rsatilmaydi. Po’latning tarkibiga kirgan qo’shimcha elementlar miqdori 0,3% kam bo’lganda ular belgida kursatilmaydi.
Zararli aralashmalar
Fosfor va oltingugurt zararli aralashmalardir. Ammo ularni po’lat tarkibidan butunlay chiqarib bo’lmaydi. Po’lat tarkibida fosfor miqdori 0,045%dan oshsa, past harorat ta’siridan po’lat murtligi ko’payadi.
Oltingugurt miqdori 0,055% dan ortishi, po’latda, qizigan vaqtida, darzlar hosil bo’lish iga olib keladi.
Azot <0,008%, kislorod <0,007%, vodorod <0,0007% ichki atomlararo boglanishini kamaytiradi va murt ravishda sinishiga olib keladi. Foydalanishda kuyilgan talablarga ko’ra po’lat quydagi uch guruhda tayyorlanadi: A - mexnik xususiyatlar bo’yicha , B-kimyoviy tarkibi bo’yicha, V- mexAniqi xususiyatlari va kimyoviy takib bo’yicha.
Qurilish konstruksiyalari uchun ishlatiladigan po’latlar mustahkam va payvandlanuvchan, shuningdek, emirilishga va dinamik ta’sirlarga bardoshlik bo’lishi lozim, ya’ni bunday qurilmalar qurishda asosan «V» guruhdagi po’latlar talab kilinadi, VSt3kp2-kaynok po’lat (kp-kaynok, sp-tinch po’lat, ps-yarim tinch po’lat).
Po’lat eritish ikki usulda bo’ladi. Marten pechlarida va konvektor usulida kislorod yuborish bilan. Po’lat mustahkamligini oshirishning asosan ikki usuli bor: Yuqorii haroratda ishlov berish va legirlash.
Yuqorii haroratda ishlov berishdan asosiy maqsad po’latning atom tuzilishini uzgartirish va zarrachalarini maydalashdan iborat.
Bu jarayon natijasida po’latning elastikligi biroz kamaygani xolda mustahkamligi va oquvchanlik chegarasi ortadi. Yuqorii haroratda ishlov berishni asosiy turlari: toblash, normallash va bushatish.
Toblash po’latni 9100Sdan Yuqoriigacha qizdirib keyin tezlik bilan sovitishdan iborat. Normallashda toblangan yoyma po’lat kaytadan austenit tuzilishi hosil bo’ladigan haroratgacha kizdirilib, keyin xavoda sovitiladi. Normallash natijasida po’latning tuzilishi ancha yaxshilanib, ichki kuchlanishlar yukoladi, bu esa uz navbatida po’latning mustahkamligi va plastik xususiyatlari, zarbga chidamliligi ortishiga olib keladi. Bo’shatish - bu po’latni austenitning o’zgarishlari haroratidan Yuqorii haroratgacha (2730S) kizdirib, keyin sovitish (xavoda yoki suvda) dan iborat. Bunda po’latning mo’rtligi kamayib, zarbaga chidamliligi ortadi.