Beams MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Beams - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

IS 800: 2007 (इस्पात में सामान्य निर्माण - अभ्यास संहिता) के अनुसार:

• पार्श्व विक्षेपण बकलिंग (LTB) मुख्य रूप से खुले खंडों (जैसे I-बीम) के लिए एक स्थिरता संबंधी चिंता का विषय है जब वे अपने प्रमुख अक्ष के बारे में झुकते हैं और संपीडन फलक अप्रतिबंधित होता है।

• खोखले आयताकार या नलिकाकार खंड बंद आकार के होते हैं और ज्यामितीय रूप से स्थिर होते हैं।

• इनकी समरूपता और संलग्न आकार पार्श्व विस्थापन और मरोड़ दोनों का प्रतिरोध करते हैं, जिससे LTB जाँच आम तौर पर अनावश्यक हो जाती है।

Additional Information 

• प्लेट गर्डर: LTB जाँच की आवश्यकता होती है, खासकर उनकी बड़ी गहराई और पतलापन के कारण।
• अपने प्रमुख अक्ष के बारे में बंकन बीम जिनका λLT 0.4 से अधिक है: उच्च पतलापन अनुपात बकलिंग की संभावना को इंगित करता है; LTB जाँच आवश्यक है।
• लंबी अवधि वाले I-सेक्शन बीम: लंबी लंबाई पर अप्रतिबंधित संपीडन फलक के कारण LTB के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।

व्याख्या:

• जब एक बीम पार्श्वतः समर्थित नहीं होता है, तो यह पार्श्व-मरोड़ी व्याकुंचन (LTB) के लिए अतिसंवेदनशील होता है।

• पार्श्व मरोड़ी व्याकुंचन तब होती है जब झुकने के अधीन एक बीम समतल से बाहर विरूपण का अनुभव करता है, जिससे यह पार्श्व में मुड़ता और झुकता है।

• यह घटना डिज़ाइन झुकने की शक्ति को कम करती है और पार्श्व मरोड़ी व्याकुंचन शक्ति द्वारा नियंत्रित होती है।

Additional Information 

1. उत्पादन प्रतिबल

   • उत्पादन प्रतिबल एक पदार्थ गुण है, लेकिन पार्श्व अस्थिरता के कारण झुकने की शक्ति को नियंत्रित नहीं करता है।

2. अपरूपण व्याकुंचन शक्ति

   • अपरूपण व्याकुंचन पतली दीवार वाले अनुभागों में वेब व्याकुंचन को नियंत्रित करता है, लेकिन पार्श्व बकलिंग को नियंत्रित नहीं करता है।

3. वक्रता व्याकुंचन शक्ति

   • वक्रता व्याकुंचन अक्षीय संपीड़न सदस्यों (स्तंभों) पर लागू होती है, झुकने वाले सदस्यों पर नहीं।

स्टील बीम में स्थानीय विफलताओं के तरीके:

• सेक्शन के पतले फ़्लैन्जेस का बकलिंग: यह तब होता है जब बीम सेक्शन के पतले फ़्लैन्जेस संपीडक बलों के अधीन होते हैं, जिससे वे बकलिंग करते हैं। इस प्रकार की विफलता पतले और पतले फ़्लैन्जेस वाले बीम में आम है।
• वेब का स्थानीय क्रशिंग: स्थानीय क्रशिंग तब होता है जब बीम के वेब को उच्च स्थानीयकृत संपीडक तनाव का अनुभव होता है, जिससे क्रशिंग द्वारा विफलता होती है। यह आमतौर पर केंद्रित भार या समर्थन बिंदुओं के पास होता है जहाँ तनाव सबसे अधिक होता है।
• वेब का अपरूपण उपज: अपरूपण उपज उच्च अपरूपण बलों के कारण वेब के उपज को संदर्भित करता है। इस प्रकार की विफलता वेब सामग्री के अपरूपण में उपज द्वारा चिह्नित होती है, जिससे बड़े विकृति और अंततः बीम की विफलता हो सकती है।

स्थानीय विफलता का गलत तरीका:

• टॉर्सनल बकलिंग: टॉर्सनल बकलिंग को स्टील बीम में स्थानीय विफलता का तरीका नहीं माना जाता है। इसके बजाय, यह एक वैश्विक अस्थिरता घटना है जहाँ बीम अपने अनुदैर्ध्य अक्ष के बारे में मुड़ता और बकलिंग करता है। इस प्रकार की विफलता स्थानीय विफलता तंत्र के बजाय बीम की समग्र स्थिरता से अधिक संबंधित है।

बकलिंग क्षमता:

समर्थन पर बीम का एक निश्चित हिस्सा बीम से भार को समर्थन में स्थानांतरित करने के लिए एक स्तंभ के रूप में कार्य करता है। इसलिए, इस संपीड़न बल के तहत, वेब बकलिंग कर सकता है। यह बीम पर संकेन्द्रण भार के तहत भी हो सकता है। भार फैलाव कोण को क्षैतिज के साथ 45° के रूप में लिया जाता है।

असर क्षेत्र की गणना 1: 2.5 के ढलान पर फैलाव द्वारा वेब की जड़ में की जाती है।

∴ स्टील बीम की वेब प्लेट पर निकला हुआ किनारा पर संकेन्द्रण भार का कोण फैलाव क्षैतिज के साथ 45° है।

व्याख्या:

IS 800: 2007, CL: 5.2.2.2 के अनुसार, सेवाक्षमता की सीमा स्थिति में निम्नलिखित शामिल हैं:

1. श्रान्ति के कारण दरार

2. मरम्मत योग्य क्षति

3. क्षरण

4. अग्नि

5. विरूपण और विक्षेपण

6. संरचना में कंपन

इसलिए, 'श्रान्ति के कारण दरार' को इस्पात संरचना की सेवाक्षमता की सीमा अवस्था के रूप में नहीं माना जा सकता है क्योंकि इसे सामर्थ्य की सीमा स्थिति में माना जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

निपात की सीमा की स्थिति में निम्नलिखित शामिल हैं:

1. श्रान्ति के कारण दरार।

2. भंगुर दरार।

3. संरचना के संतुलन का नुकसान।

4. संरचना की स्थिरता का नुकसान।

वर्णन:

IS 800:2007, खंड संख्या 5.6.1, पृष्ठ संख्या 31, तालिका संख्या 6 के अनुसार, 

औद्योगिक इमारतों, धरणी और घेरे के लिए, प्रत्यास्थ क्लैडिंग का विक्षेपण = विस्तार/150

भंगुर क्लैडिंग के लिए विक्षेपण = विस्तार/180;

अनुमत अधिकतम ऊर्ध्वाधर विक्षेपण = \( {span \over 150}\) = 3600/150 = 24mm

व्याख्या:

पार्श्व रूप से आलंबित धरन की अभिकल्प बंकन सामर्थ्य निम्नलिखित सूत्र द्वारा दी जाती है:

 \(M_{d}=\frac{\ _{\beta _{b}Z_{p}f_{y}}}{\gamma _{mo}}\)

जहां

 \(\beta\)_b= प्रत्यास्थ और संहति खंड के लिए 1.0

\(Z\)_p= अनुप्रस्थ काट का परिच्छेद सुघट्यता मापांक 

\(f\)_y= पदार्थ का पराभव प्रतिबल 

\(\gamma\)_mo= 1.1 (आंशिक सुरक्षा कारक )

IS 800 खंड संख्या 8.7.1.5 के अनुसार

आकुंचन प्रतिरोध एक आलंबन स्तंभ के अभिकल्पन के संपीड़ित तनाव पर आधारित होना चाहिए,परिभ्रमण त्रिज्या जालिका के समांतर अक्ष के अनुरूप ली जाती है। प्रभावी अनुभाग अथवा आन्तरक क्षेत्रफल एक दृढकारी का पूर्ण क्षेत्रफल होता है जिसमे जालिका की प्रभावी लम्बाई भी शामिल है जो दृढकारी की केंद्र रेखा के दोनों तरफ होती है, जो जालिका मोटाई के 20 गुना तक सीमित है। उपयोग की जाने वाली अभिकल्पन शक्ति जालिका या दृढकारी के अनुरूप आकुंचन के लिए प्राप्त न्यूनतम मान होना चाहिए।

स्पैन्ड्रल बीम:

• बाहरी दीवार और स्लैब के भार का समर्थन करता है और इसका फैलाव स्तंभ से स्तंभ तक की होती है।
• ऊँची इमारतों के मामले में, चिनाई वाली दीवारें आमतौर पर स्वयं का और स्लैब का वजन उठाने में सक्षम नहीं होती। ऐसे मामलों में, बीमों को दीवार के और शायद कुछ छत के भार का भी समर्थन करने के लिए प्रत्येक मंजिल के स्तर पर बाहरी दीवारें प्रदान की जाती हैं। इन बीमों को स्पैन्ड्रल कहा जाता है।

स्ट्रिंगर बीम:

• यह द्वितीयक बीम होते हैं (आम तौर पर ट्रस पुलों में उपयोग किए जाते हैं) जिनका कार्य  स्लैब से ट्रस नोड्स पर स्थित क्रॉस धरन तक भार को ले जाना होता है। आप इन्हें ट्रस द्वारा समर्थित छत तंत्रों में भी देख सकते हैं। आमतौर पर इनका उद्देश्य वितरित भारों को बिन्दु भारों (ट्रस नोड्स पर) में परिवर्तित करना होता है।

स्पष्टीकरण:

(i) पुर्लिन्स को निरंतर बीम के रूप में डिज़ाइन किया जाता है क्योंकि वे दो से अधिक ट्रस जोड़ पर फैले हुए होते हैं और राफ्टर्स द्वारा आलम्बित होते हैं।

(ii) प्रमुख राफ्टर ट्रस का शीर्ष जीवा सदस्य होता है और नोड्स पर पुर्लिन द्वारा स्थानांतरित भार से संपीड़ित बलों के अधीन होता है।

(iii) राफ्टर्स पुर्लिन के बीच शुद्धालम्ब धरन के रूप में कार्य करते हैं।

(iv) पुर्लिन में बंकन आघूर्ण और विक्षेपण को कम करने के लिए पुर्लिन के मध्य फैलाव में झोल छड़ या टाई रॉड द्वारा पुर्लिन परस्पर संबंधित होते हैं।

अवधारणाएं:

 IS 800:1987 के अनुसार,

संरचनात्मक इस्पात में अधिकतम अनुमेय प्रत्यक्ष तनन प्रतिबल 0.60 fy है

संरचनात्मक इस्पात में अधिकतम अनुमेय प्रत्यक्ष संपीडन प्रतिबल 0.60 fy है

संरचनात्मक इस्पात में अधिकतम अनुमेय बंकन तनन प्रतिबल 0.66 fy है

संरचनात्मक इस्पात में अधिकतम अनुमेय बंकन संपीडन प्रतिबल 0.66 fy है

संरचनात्मक इस्पात में अधिकतम अनुमेय औसत अपरुपण प्रतिबल 0.40 fy है

संरचनात्मक इस्पात में अधिकतम अनुमेय धारण प्रतिबल 0.75 fy है

गणना

दिया गया है: fy = 250 MPa

τ = 0.6 × 250 = 150 N/mm2

Additional Information

​यह सुनिश्चित करने के लिए कि बीम का संपीड़न बाजूकोर पाशर्ववत नियंत्रित करने के लिए अनुप्रस्थ काट को प्लास्टिक या सघन होना चाहिए। यदि सार्थक  तन्यता की आवश्यकता होती है, तो अनुभाग को अनिवार्य रूप से प्लास्टिक होना चाहिए।

अनुभाग के विभिन्न प्रकार इस प्रकार हैं:

1. प्लास्टिक - अनुप्रस्थ काट, जो प्लास्टिक कब्जा एवं द्वारसन्धि विकसित कर सकते हैं और, प्लास्टिक तंत्र के गठन से संरचना की विफलता के लिए आवश्यक परिक्रमण क्षमता को प्लास्टिक अनुभाग कहा जाता है। इन वर्गों के लिए तनाव वितरण आयताकार है।

2. सघन- अनुप्रस्थ काट, जो प्रतिरोध के प्लास्टिक क्षण को विकसित कर सकते हैं, लेकिन इसमें अपर्याप्त प्लास्टिक कब्जा परिक्रमण क्षमता जो प्लास्टिक तंत्र के गठन के लिए होती है, इसे  सघन अनुभाग के रूप में जाना जाता है। ये अनुप्रस्थ काट पूरे अनुभाग में पूरी तरह से प्लास्टिक तनाव वितरण विकसित कर सकते हैं, लेकिन पर्याप्त तन्यता नहीं है। इन अनुभागों के लिए तनाव वितरण आयताकार हैं।

3. अर्ध-सघन-अनुभाग काट,जिसमे संपीड़न में परम फाइबर लब्धि तनाव तक पहुँच सकता है लेकिन स्थानीय बकसुए के कारण प्रतिरोध के प्लास्टिक क्षण को विकसित नहीं कर सकता है,इन्हे अर्ध-सघन या गैर-सघन अनुभाग कहा जाता है। इन भागों का उपयोग प्रत्यास्थ डिजाइन में किया जाता है और ऐसे भागों के लिए तनाव वितरण त्रिकोणीय है।

4. क्षीण- अनुप्रस्थ काट जिसमें लब्धि तनाव प्राप्त करने से पहले ही स्थानीय स्तर पर बकसुआ हो जाते हैं, उन्हें क्षीण अनुभाग के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

वे अनुप्रस्थ काट जो प्लास्टिक तनाव वितरण को पूरी तरह से विकसित कर सकते हो, लेकिन पर्याप्त प्रत्यास्थ न हो, को एक सघन अनुभाग  के रूप में जाना जाता है।

स्पष्टीकरण:

फ्लैंज  और वेब वाली एक बीम में मुख्य रूप से I बीम या H बीम होती है जिसमें क्षैतिज घटकों को फ्लैंजेस और ऊर्ध्वाधर घटकों को वेब कहा जाता है। ये आमतौर पर संरचनात्मक स्टील से बने होते हैं और निर्माण और सिविल इंजीनियरिंग कार्य में उपयोग किए जाते हैं।

चलिए हम एक वेल्लित स्टील खण्ड के उदाहरण की तरह एक I खंड पर विचार करें।

I-खण्ड में  अपरुपण प्रतिबल वितरण-