Design of Steel Structures MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Design of Steel Structures - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

कोण खंड:

1. हल्के: कोण खंड अक्सर छत के पर्लिन जैसे हल्के भार वाले बीम के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिससे वे छोटे, कम मांग वाले ढाँचों के लिए लागत प्रभावी बन जाते हैं।

2. बहुमुखी: इनका उपयोग विभिन्न विन्यासों में किया जा सकता है, जिसमें क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर या ढलान वाला शामिल है, जो डिज़ाइन में लचीलापन प्रदान करता है।

3. किफायती: उनके आकार और सामग्री दक्षता के कारण, कोण खंड अधिक जटिल बीम डिज़ाइन की तुलना में सस्ते होते हैं, जिससे वे गैर-भारी शुल्क अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाते हैं।

Additional Information  कैस्टिलेटेड बीम:

1. उच्च सामर्थ्य के साथ हल्के: कैस्टिलेटेड बीम को एक वेब के साथ डिज़ाइन किया गया है जिसे काटा और फिर से जोड़ा जाता है, जिससे वे हल्के होते हैं जबकि ताकत बनाए रखते हैं, जो लंबी अवधि के लिए आदर्श हैं।

2. सौंदर्य अपील: डिज़ाइन को अक्सर इसके सौंदर्य मूल्य के लिए चुना जाता है, क्योंकि यह बड़ी इमारतों या संरचनाओं में वास्तुशिल्प विशिष्टता की अनुमति देता है।

3. हल्के भार के लिए आदर्श नहीं: कैस्टिलेटेड बीम आमतौर पर मध्यम से भारी भार के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिससे वे छत के पर्लिन जैसे हल्के भार वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं।

बॉक्स गर्डर:

1. उच्च भार वहन क्षमता: बॉक्स गर्डर आमतौर पर पुलों या भारी शुल्क वाली संरचनाओं के लिए उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे महत्वपूर्ण भार वहन करने में सक्षम होते हैं।

2. जटिल डिज़ाइन: वे डिज़ाइन और निर्माण में अधिक जटिल होते हैं, जिससे वे छत के पर्लिन जैसे हल्के अनुप्रयोगों के लिए अधिक महंगे और कम उपयुक्त हो जाते हैं।

3. टिकाऊ: बॉक्स गर्डर टॉर्सनल बलों के लिए अच्छा प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जिससे वे उन स्थितियों के लिए उपयुक्त होते हैं जहाँ घूर्णी बल मौजूद होते हैं, लेकिन हल्के भार वाले बीम के लिए नहीं।

प्लेट गर्डर:

1. मजबूत भार वहन क्षमता: प्लेट गर्डर बड़े भार का समर्थन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और पुलों, बड़ी इमारतों और औद्योगिक संरचनाओं में आम हैं।

2. महंगे और भारी: उनके बड़े आकार और उनके निर्माण में उपयोग की जाने वाली भारी सामग्री के कारण, प्लेट गर्डर अधिक महंगे होते हैं और हल्के भार वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त होते हैं।

3. जटिल निर्माण: प्लेट गर्डर को विशेष निर्माण की आवश्यकता होती है, जो उन्हें छत के पर्लिन और शीटिंग रेल जैसी सरल संरचनाओं के लिए कम कुशल और व्यावहारिक बनाता है।

व्याख्या:

1. प्लेट गर्डर्स वे बीम हैं जो रोल्ड प्लेट्स का उपयोग करके बनाई जाती हैं जिन्हें एक बीम बनाने के लिए वेल्ड या बोल्ट किया जाता है।
2. इन गर्डर्स का उपयोग अक्सर बड़े ढाँचों जैसे पुलों या इमारतों में किया जाता है जहाँ स्पैन लंबा होता है और भार महत्वपूर्ण होते हैं।
3. प्लेट गर्डर्स के निर्माण में उपयोग की जाने वाली प्लेटें आमतौर पर स्टील से बनी होती हैं और गर्डर के वेब और फ़्लैन्जेस बनाने के लिए आकार दी जाती हैं।

Additional Information 

1. केस्टेलेटेड बीम: ये बीम हैं जो एक नियमित बीम (आमतौर पर एक I-बीम) को एक पैटर्न में काटकर और फिर इसे एक बड़े वेब के साथ एक बीम बनाने के लिए फिर से जोड़कर बनाए जाते हैं, जो वजन कम करने और बड़े स्पैन के लिए बीम की गहराई बढ़ाने में मदद करता है।

2. हाइब्रिड बीम: हाइब्रिड बीम दो या दो से अधिक सामग्रियों, जैसे स्टील और कंक्रीट को मिलाते हैं, ताकि दोनों सामग्रियों के लाभों का लाभ उठाया जा सके।

3. कम्पोजिट बीम: ये बीम दो सामग्रियों, आमतौर पर स्टील और कंक्रीट को मिलाते हैं, जहाँ कंक्रीट संपीड़न में काम करता है और स्टील तनाव में काम करता है, बेहतर भार वितरण और दक्षता प्रदान करता है।

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:

• छत की संरचना में एक कॉलर बीम क्षैतिज रूप से विपरीत राफ्टर्स के बीच रखा जाता है, आमतौर पर छत के उच्च बिंदु पर।
• इसका प्राथमिक कार्य राफ्टर्स को भार के नीचे झुकने या बकलिंग से रोकना है, राफ्टर्स को एक साथ बांधकर और अतिरिक्त सहारा प्रदान करके।
• यह छत की संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखने में मदद करता है।

अतिरिक्त जानकारीयुग्मित छत:

• संरचना: एक साधारण छत का प्रकार जहाँ राफ्टर्स को एक बुनियादी त्रिकोणीय आकार बनाने के लिए जोड़ा जाता है।

• कार्य: राफ्टर्स छत के आवरण का समर्थन करते हैं और आमतौर पर रिज पर जुड़े होते हैं।

• डिजाइन: आमतौर पर छोटी इमारतों या कम लागत वाली संरचनाओं में उपयोग किया जाता है।

• कॉलर बीम: आमतौर पर युग्मित छतों में उपयोग नहीं किया जाता है; राफ्टर्स सीधे भार का समर्थन करने के लिए कार्य करते हैं।

• अनुप्रयोग: छोटे अवधि की इमारतों के लिए उपयुक्त है, जैसे कि साधारण छत डिजाइनों वाले घर।

कैंची छत:

• संरचना: एक छत का डिज़ाइन जो एक कैंची तंत्र के समान एक कोण वाली संरचना बनाने के लिए राफ्टर्स को काटता है।

• कार्य: अधिक हेडरूम प्रदान करता है और इमारत के भीतर एक खुली, तिजोरी वाली छत की जगह बनाता है।

• डिजाइन: युग्मित छत की तुलना में अधिक जटिल, कार्यक्षमता के साथ-साथ सौंदर्य मूल्य प्रदान करता है।

• कॉलर बीम: कैंची छतों में राफ्टर्स का समर्थन करने और उन्हें भार के नीचे झुकने से रोकने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

• अनुप्रयोग: उन इमारतों में आम है जिनमें उच्च छत या एक खुली आंतरिक जगह की आवश्यकता होती है, जैसे कि चर्च या बड़े घर।

व्याख्या:

• IS 800: 2007 (इस्पात में सामान्य निर्माण - अभ्यास संहिता) के अनुसार, लैसिंग वाले बिल्ट-अप कॉलम के लिए, अनुप्रस्थ अपरूपण बल (Vt) जिसका लैसिंग सिस्टम को प्रतिरोध करना चाहिए, उसे अक्षीय भार का 2.5% लिया जाता है।
• यह लैसिंग सिस्टम और मुख्य कॉलम के बीच अपरूपण हस्तांतरण के लिए कोड में निर्दिष्ट है।

अतिरिक्त जानकारी

लैसिंग सिस्टम:

• लैसिंग सिस्टम में तिरछे सदस्य होते हैं जो बिल्ट-अप कॉलम के फ्लैंग्स को जोड़ते हैं, आमतौर पर एक क्रॉस-क्रॉस पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं।
• यह पार्श्व बलों का प्रतिरोध करके कॉलम को स्थिर करने में मदद करता है।

• 2.5% का आंकड़ा अक्षीय भार के उस हिस्से का प्रतिनिधित्व करने के लिए है जिसका अनुप्रस्थ अपरूपण द्वारा प्रतिरोध किया जाता है, जिसमें लैसिंग सदस्य योगदान करते हैं।

• यह कुशल भार हस्तांतरण की अनुमति देता है और पार्श्व भार जैसे हवा या भूकंप बलों के तहत कॉलम की स्थिरता सुनिश्चित करता है।

• वास्तविक डिजाइन में, यह मान विशिष्ट स्थितियों के आधार पर समायोजित किया जा सकता है, जैसे कि कॉलम के आयाम, उपयोग की जाने वाली सामग्री, या विशेष भार परिदृश्य। हालाँकि, 2.5% IS 800 के अनुसार सामान्य परिस्थितियों में सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला मान है।

अवधारणा:

 किलक जोड़

एक किलक जोड़ एक स्थायी जोड़ है जो दो सामग्रियों को बांधने के लिए किलक का उपयोग करता है।

किलक जोड़ों के प्रकार:

1. चढ़ाव जोड़

एक चढ़ाव जोड़ वह होता है, जिसमें एक प्लेट दूसरी को ढकती है और फिर दो प्लेटों को एक साथ जोड़ा जाता है।

अपरूपण तलों की संख्या = 1

2. टक्कर जोड़

एक टक्कर जोड़ वह है जिसमें मुख्य प्लेटों को एक दूसरे के टक्कर मे संरेखण में रखा जाता है और एक आच्छादन प्लेट या तो एक तरफ या मुख्य प्लेटों के दोनों तरफ रखी जाती है। फिर आच्छादन   प्लेट को मुख्य प्लेटों के साथ एक साथ जोड़ा जाता है।

एकल आच्छादन टक्कर जोड़ मे अपरूपण तलों की संख्या = 1

दोहरे आच्छादन टक्कर जोड़ मे अपरूपण तलों की संख्या = 2

अपरूपण प्रबलता की अवधारणा:

अपरूपण में प्रति अंतराल लंबाई मे जोड़ की प्रबलता ,P_d = P_s × N × n

जहाँ, Ps = एकल कतरनी में एक कीलक की शक्ति, n = कतरनी तलों की संख्या, N = किलकों की संख्या

गणना:

दिया गया है,

Ps = एकल कतरनी में कीलक की शक्ति,

दोहरे जोड़ वाले जोड़ों में किलक की संख्या (N) = 2 और दोहरे टक्कर जोड़ मे अपरूपण तलों की संख्या (n) = 2

इसलिए \({P_d} = {P_s} \times 2 \times 2 = 4{P_s}\)

अवधारणा:

IS 800: 2007 के खंड 11.1.4 के अनुसार, जब वायु या भूकंप के लोड के प्रभाव को ध्यान में रखा जाता है, तो किलक (या लंगर बोल्ट) में निर्दिष्ट अनुमत प्रतिबल को 25% तक बढ़ाया जा सकता है।

भ्रम / त्रुटि बिंदु:

IS 800: 2007 के खंड 11.1.4 के अनुसार, जब वायु या भूकंप के लोड के प्रभाव को ध्यान में रखा जाता है, तो  संरचनात्मक इस्पात घटक में निर्दिष्ट अनुमेय तनाव 33.33% बढ़ सकता है।

व्याख्या:

IS 800:2007, क्लाॅज संख्या. 5.6.1 के अनुसार:

कैन्टीलीवर बीम के लिए ,अधिकतम ऊर्ध्वाधर विक्षेपण :

• प्रत्यास्थ परिच्छादन द्वारा आलम्बित,विक्षेपण फैलाव/120 तक सीमीत होता है।
• भंगुर परिच्छादन द्वारा आलम्बित,विक्षेपण फैलाव/150 तक सीमीत होता है।

शुद्धालम्ब धरन के लिए,अधिकतम ऊर्ध्वाधर विक्षेपण :

• प्रत्यास्थ परिच्छादन द्वारा आलम्बित,विक्षेपण फैलाव/240 तक सीमीत होता है।
• भंगुर परिच्छादन द्वारा आलम्बित,विक्षेपण फैलाव/300 तक सीमीत होता है।
• सामान्य रूप से विस्तृति < L/325 के अधिकतम विक्षेपण

विक्षेपण आमतौर पर निम्नलिखित तक सीमीत होता हैः 

• तापमान,विसर्पण और संकुचन के प्रभावों और फर्श, छत और अन्य सभी क्षैतिज सदस्यों के आलम्बन के समान-कास्ट स्तर से मापन किए जाने वाले सभी भारों के कारण अंतिम विक्षेपण सामान्य रूप से फैलाव / 250 से अधिक नहीं होना चाहिए।
• विभाजनों के उत्थापन के बाद तापमान,विसर्पण और संकुचन के प्रभावों और परिष्कृति के अनुप्रयोग आमतौर पर फैलाव/350 या 20 mm जो भी कम हो उससे अधिक नहीं होना चाहिए। 

संकल्पना:

पर्लिन ​:

यह ट्रस का एक सदस्य है जो प्रमुख राफ्टर पर आलम्बित किया जाता है और जो ट्रस पर अनुप्रस्थ भार होता है। पर्लिन के कुछ महत्वपूर्ण गुणधर्म निम्नानुसार है-

• यह एक द्विअक्षीय बंकन सदस्य है।
• पर्लिन का फैलाव ट्रस के केन्द्र से केन्द्र तक होता है; पर्लिन ट्रस के पैनल बिंदु पर स्थित होता है।
• पर्लिन के बीच अधिकतम फैलाव 1.4 m से कम होता है।
• क्लैडिंग को आलम्बन प्रदान करने के लिए एंगल, चैनल, I- खण्ड और Z-खण्ड का उपयोग पर्लिन और गर्डर्स के लिए किया जाता है।

IS 800:2007 के अनुसार, सामान्य रूप से छत के ट्रस या ब्रेसिंग प्रणाली में एक बंधन के रूप में काम करने वाले सदस्य के लिए अधिकतम स्लैंडरनेस अनुपात, लेकिन हवा या भूकंप बलों की क्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले प्रतिबल के संभावित विपर्यय के अधीन 350 होता है।

स्लैंडरनेस अनुपात “λ” इसके द्वारा दिया जाता है:

\({\rm{\lambda }} = \frac{{{{\rm{l}}_{{\rm{eff}}}}}}{{{{\rm{r}}_{{\rm{min}}}}}}\)

जहाँ,

r_min = सदस्य के घूर्णन की न्यूनतम त्रिज्या,और ℓ_eff = सदस्य की प्रभावी लंबाई

\({{\rm{r}}_{{\rm{min}}}} = \sqrt {\frac{{\rm{I}}}{{\rm{A}}}} = \sqrt {\frac{{\frac{{\rm{\pi }}}{{64}}{{\rm{D}}^4}}}{{\frac{{\rm{\pi }}}{4}{{\rm{D}}^2}}}} = \frac{{\rm{D}}}{4} = \frac{{20}}{4} = 5{\rm{\;mm}}\)

जहाँ, A = सदस्य का क्षेत्र औऱ I =  गुरुत्व के केन्द्र के आसपास सदस्य का जडत्व आघूर्ण 

λ = 350

व्याख्या:

अनुप्रस्थ दृढकारी को अपरूपण के कारण प्रवृत्त संपीड़ित प्रतिबल के कारण वेब के व्याकुंचन प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए प्रदान किया जाता है, यह विस्तार के साथ लंबवत प्रदान किया जाता है।

बंकन संपीड़न के कारण वेब व्याकुंचन को रोकने के लिए क्षैतिज दृढकारी / अनुदैर्ध्य दृढकारी डिज़ाइन किया गया है।

वेब व्याकुंचन की जांच करने के लिए अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य दोनों प्रकार के दृढकारी प्रदान किए जाते हैं।

अंत बेयरिंग दृढकारी समर्थन पर दिए गए हैं और भार बेयरिंग दृढकारी को संकेंद्रित भार के बिंदुओं पर प्रदान किया गया है।

महत्वपूर्ण बिंदु:

यदि \(\frac{d}{{{t_W}}}\)< 67ϵ ⇒ गैरदृढकारी गर्डर को डिज़ाइन किया जा सकता है यानि कोई भी गर्डर आवश्यक नहीं है।

यदि 85 ϵ < \(\frac{d}{{{t_W}}}\)< 200 ϵ ⇒ ऊर्ध्वाधर दृढकारी (C1 और C2) को प्रदान किया जा सकता है।

यदि 200 ϵ < \(\frac{d}{{{t_W}}}\) < 250 ϵ ⇒ 0.2 d पर अनुदैर्ध्य दृढकारी के साथ ऊर्ध्वाधर दृढकारी प्रदान किया जा सकता है।

यदि 250 ϵ < \(\frac{d}{{{t_W}}}\) < 345 ϵ ⇒ क्रमश: 0.2 d और 0.5 d पर दो अनुदैर्ध्य दृढकारियों के साथ ऊर्ध्वाधर दृढकारी प्रदान किए जा सकते हैं।

यदि \(\frac{d}{{{t_W}}}\) ≤ 400 ϵ ⇒ संपीड़न फलक और तटस्थ अक्ष से 0.2d पर अंत बेयरिंग दृढकारी, मध्यवर्ती अनुप्रस्थ दृढकारी और अनुदैर्ध्य दृढकारी की आवश्यकता है।

संकल्पना:

मुख्य प्लेटों में तनन प्रतिबल के परिणामस्वरूप बोल्ट की एक पंक्ति में मुख्य प्लेट या कवर प्लेट का विदरण हो सकता है।

प्लेट द्वारा विदरण के विरुद्ध दिए गए प्रतिरोध को प्लेट की विदरण क्षमता या विदरण मान के रूप में जाना जाता है।

जोड़ों की विदरण दक्षता निम्न द्वारा दी जाती है,

\(\begin{array}{*{20}{c}} {{\eta _t} = \frac{\rm{Tearing\;strength}}{{\rm Strength\;of\;solid\;plate}}}\\ {{\eta _t} = \frac{{\left( {p - d} \right) × t × {\sigma _t}}}{{{p_t} × {\sigma _t}}} = \frac{{p - d}}{p}} \end{array}\)

\(\therefore \eta = \frac{{p - d}}{p}\ \)

गणना:

दिया गया है, रिवेट जोड़(p) की न्यूनतम पिच = 2.5d

 \(\therefore \eta = \frac{{p - d}}{p}\ ×100\)

\(\eta = \frac{{2.5d - d}}{2.5d}\ × 100\) = \(\frac{1.5d}{2.5d}\) × 100 = 0.6 × 100 = 60%

स्पष्टीकरण:

Maximum permissible deflection in simply supported steel beam other than industrial building is given by = \(\frac{1}{{300}} \times {\bf{Span}}\)

विक्षेपण को सीमित करने के कुछ कारण निम्न हैं:

• अत्यधिक विक्षेपण फर्श या छत के जल निकासी के लिए समस्याएं पैदा कर सकता है।
• अत्यधिक विक्षेपण से छत की प्लास्टर में दरार हो सकती है और बीम से जुड़ी या समर्थित सामग्री को नुकसान पहुंच सकता है।
• संयोजन और जुड़े सामग्रियों के अवांछनीय घुमाव और विकृति का कारण हो सकता है।

Confusion Points 325 is as per IS 800: 1984, Question is asking as per IS 800: 2007, according to which 300 is the correct answer.

अवधारणा:

आकृति गुणक: इसे प्रत्यास्थ खंड की तुलना में प्लास्टिक खंड की आघूर्ण वाहन की क्षमता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, जब पराभव शुरू होता है।

\(\text{Shape Factor} = \frac{{{Z_P}{\sigma _y}}}{{{Z_e}{\sigma _y}}} = \frac{{{M_P}}}{{{M_y}}} = \frac{{{Z_P}}}{{{Z_e}}}\)

विभिन्न वर्गों के लिए आकृति गुणक मान:

गणना:

खंड का प्लास्टिक मापांक ZP = 5 × 10-4 m3

SF = 1.2

प्लास्टिक आघूर्ण क्षमता MP = 120 kNm

प्लास्टिक आघूर्ण क्षमता को निम्न द्वारा दिया जाता है,

\({M_P} = {Z_P}{\sigma _y}\)

पराभव प्रतिबल निम्न द्वारा दिया जाता है,

\({\sigma _y} = \frac{{{M_P}}}{{{Z_P}}} = \frac{{120\ \times\ 1000}}{{5\ \times\ {{10}^{ - 4}}}} = 240 \times {10^6}\;N/{m^2} = 240\;MPa\)

व्याख्या:

M का अर्थ बोल्ट मेट्रिक थ्रेड का होता है,और 20 उसके व्यास को संदर्भित करता है। इसकी केप का व्यास 1.5 D होता है (1.5D षट्कोणीय बोल्ट के लिए होता है)। बोल्ट के ग्रेड द्वारा क्षमता निर्धारित की जाती है। यहाँ ग्रेड 4.6 है।

इसलिए चरम ताकत, fu = 4 x 100 = 400 N/mm2