आई-बीम: Difference between revisions
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[[File:i-Beam 002.JPG|thumb|upright=1.20|इस आई-बीम का उपयोग किसी घर की पहली मंजिल को सहारा देने के लिए किया जाता है।]]एक आई-बीम, जिसे एच-बीम (सार्वभौमिक स्तंभ (कॉलम, यूसी के लिए), डब्ल्यू-बीम ("विस्तृत कोर" के लिए), सार्वभौमिक बीम (यूबी), बेल्लित इस्पातीय जोईस्ट (आरएसजे) या डबल-टी (विशेष रूप से [[पोलिश भाषा|पोलिश,]] [[बल्गेरियाई भाषा|बल्गेरियाई]], [[स्पेनिश]], [[इतालवी भाषा|इतालवी]] और [[जर्मन भाषा|जर्मन]] में) के रूप में भी जाना जाता है, और यह एक आई या एच-आकार का अनुप्रस्थ काट वाला [[बीम (संरचना)|बीम]] है। आई के क्षैतिज तत्व [[निकला हुआ|कोर]] हैं, और लंबवत तत्व "वेब" है। आई-बीम्स सामान्यतः [[संरचना इस्पात|संरचनात्मक इस्पात]] से बने होते हैं और निर्माण कार्य और सिविल इंजीनियरिंग में उपयोग किए जाते हैं। | |||
[[File:i-Beam 002.JPG|thumb|upright=1.20|इस आई- | |||
वेब | वेब [[अपरूपण बलों]] का विरोध करता है, जबकि कोर बीम द्वारा अनुभव किए जाने वाले अधिकांश [[झुकने]] वाले क्षणों का विरोध करता हैं। [[यूलर-बर्नौली बीम समीकरण]] यह दिखाता है कि वेब के तल में [[झुकने]] और [[अपरूपण|कतरनी]] भार दोनों को ले जाने के लिए आई-आकार का खंड एक बहुत ही कुशल रूप है। दूसरी ओर, अनुप्रस्थ दिशा में अनुप्रस्थ काट की क्षमता कम होती है, और [[मरोड़ (यांत्रिकी)|आघूर्ण बल]] ले जाने में भी अक्षम है, जिसके लिए [[खोखले संरचनात्मक वर्गों]] को प्रायः पसंद किया जाता है। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
लोहे के एक टुकड़े से | पिटवाँ लोहे के एक टुकड़े से बेल्लित आई-बीम बनाने की विधि,<ref>Forsyth, M. Structures and Construction in Historic Building Conservation. p. 179.</ref> को 1849 में [[प्रोविडेंस के फोर्ज|फोर्जेस डे ला प्रोविडेंस]] कंपनी के अल्फोंस हल्बो द्वारा आविष्कार किया गया था।<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=18-6AAAAIAAJ|page=82|title=कंपनी इतिहास संबंधी अंतर्राष्ट्रीय निर्देशिका|volume=26|author=Thomas Derdak, Jay P. Pederson|publisher=St. James Press|year=1999|isbn=978-1-55862-385-9}}</ref> | ||
[[बेथलहम स्टील]] बीसवीं शताब्दी के मध्य के अमेरिकी पुल और गगनचुंबी इमारत के काम में विभिन्न | [[बेथलहम स्टील|बेथलहम इस्पात]] बीसवीं शताब्दी के मध्य के अमेरिकी पुल और गगनचुंबी इमारत के काम में विभिन्न अनुप्रस्थ काट के बेल्लित संरचनात्मक इस्पात का एक प्रमुख आपूर्तिकर्ता था।<ref name="MorningCallSupplement2003">{{Cite journal | author = The Morning Call | author-link = The Morning Call | year = 2003 | title = फोर्जिंग अमेरिका: द हिस्ट्री ऑफ बेथलहम स्टील| work = Morning Call Supplement | publisher = The Morning Call | location = [[Allentown, Pennsylvania|Allentown, PA, USA]] | url = http://www.mcall.com/news/specials/bethsteel/all-bethsteel-c0p1,0,4389048.story?coll=all-bethsteel-nav | postscript =. ''A detailed history of the company by journalists of the Morning Call staff.''}}</ref> आज, [[निर्मित]] अनुप्रस्थ काट द्वारा इस तरह के काम में बेल्लित अनुप्रस्थ काट आंशिक रूप से विस्थापित हो गया है। | ||
== | == अवलोकन == | ||
[[File:Ibeam.svg|thumb|upright=1.20|आई- | [[File:Ibeam.svg|thumb|upright=1.20|आई-बीम्स का विशिष्ट अनुप्रस्थ काट।]]दो मानक आई-बीम रूप इस प्रकार हैं, | ||
* | * बेल्लित आई-बीम, [[हॉट रोलिंग|तप्त बेल्लन]], [[कोल्ड रोलिंग|अतप्त बेल्लन]] या [[बाहर निकालना|बहिर्बेधन]] (सामग्री के आधार पर) द्वारा गठित होते है। | ||
* [[प्लेट गर्डर]], [[वेल्डिंग]] (या कभी-कभी | * [[प्लेट गर्डर]], [[वेल्डिंग]] (या कभी-कभी [[बोल्टिंग]] या [[कीलक|रिवेटिंग]]) प्लेटों द्वारा गठित होते है। | ||
आई- | [[आई-बीम्स आमतौर पर स्ट्रक्चरल स्टील|आई-बीम्स सामान्यतः संरचनात्मक इस्पात]] से बने होते हैं लेकिन ये [[अल्युमीनियम]] या अन्य सामग्रियों से भी बनाए जा सकते हैं। आई-बीम का एक सामान्य प्रकार बेल्लित इस्पातीय जॉइस्ट (आरएसजे) है - जो कभी-कभी गलत तरीके से प्रबलित इस्पातीय जॉइस्ट के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। [[ब्रिटिश मानक|ब्रिटिश]] और [[यूरोपीय]] [[मानक]] भी सार्वभौमिक बीम (यूबी) और सार्वभौमिक स्तंभ, (यूसी) निर्दिष्ट करते हैं। इन वर्गों में समानांतर कोर हैं, जोकि कि आरएसजे कोर की अलग-अलग मोटाई के विपरीत है जो अब शायद ही कभी यूके में बेल्लित किए जाते हैं। समानांतर कोर को संयोजित करना आसान होता है और क्योकि यह टैपिंग वाशर की आवश्यकता को दूर करता है। यूसी की चौड़ाई और गहराई लगभग समान होती है और बहुमंजिला निर्माण में स्तंभों जैसे अक्षीय भार को ले जाने के लिए लंबवत रूप से उन्मुख होने के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं, जबकि यूबी व्यापक होने की तुलना में काफी गहरे हैं, और फर्श में बीम तत्वों जैसे झुकने वाले भार को ले जाने के लिए अधिक उपयुक्त हैं। | ||
आई-जॉइस्ट-[[फाइबरबोर्ड]] या [[परतदार चमकदार लकड़ी]] के साथ लकड़ी से तैयार किए गए आई-बीम्स- निर्माण में भी तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं, विशेष रूप से आवासीय, क्योंकि वे ठोस लकड़ी के जोइस्ट की तुलना में हल्के और कम विकुंचन दोनों होते हैं। हालांकि, असुरक्षित होने पर आग में उनकी ताकत के तेजी से नुकसान के रूप में कुछ चिंता का विषय रहा है। | |||
== | == बनावट == | ||
[[File:Beam mode 2.gif|thumb|upright=1.20| | [[File:Beam mode 2.gif|thumb|upright=1.20|आघूर्ण बल मोड में कंपन करने वाले आई-बीम का चित्रण।]]आई-बीम्स का व्यापक रूप से [[निर्माण उद्योग]] में उपयोग किया जाता है जोकि विभिन्न मानक आकारों में उपलब्ध हैं। किसी दिए गए अनुप्रयुक्त लोड के लिए उपयुक्त इस्पात आई-बीम आकार के आसान चयन की अनुमति देने के लिए टेबल्स उपलब्ध हैं। आई-बीम का उपयोग बीम और [[कॉलम|स्तम्भ]] दोनों के रूप में किया जा सकता है। | ||
आई- | आई-बीम का उपयोग स्वयं या किसी अन्य सामग्री, और सामान्यतः [[ठोस]] दोनों के साथ [[संयुक्त रूप से]] कार्य करने के लिए किया जा सकता है। रुपरेखा निम्नलिखित मानदंडों में से किसी के द्वारा नियंत्रित की जा सकती है, | ||
* [[विक्षेपण (इंजीनियरिंग)]] | * [[विक्षेपण (इंजीनियरिंग)|विक्षेपण]], विरूपण को कम करने के लिए आई-बीम की [[कठोरता]] को चुना जाएगा, | ||
* [[कंपन]] | * [[कंपन]], अस्वीकार्य कंपन को रोकने के लिए कठोरता और [[द्रव्यमान]] को चुना जाता है, विशेष रूप से कंपन के प्रति संवेदनशील सेटिंग्स में, जैसे कार्यालय और पुस्तकालय में , | ||
* [[उपज (इंजीनियरिंग)]] द्वारा | * [[उपज (इंजीनियरिंग)|प्रवाह]] द्वारा झुकने की विफलता, जहां अनुप्रस्थ काट में [[तनाव (यांत्रिकी)|प्रतिबल]] [[उपज तनाव|प्रवाह प्रतिबल]] से अधिक हो जाता है | ||
* | * [[पार्श्व मरोड़ आकुंचन]] द्वारा झुकने की विफलता, जहां संपीड़न में एक कोर आकुंचन में झुक जाता है या पूरे अनुप्रस्थ काट में मरोड़ हो जाता है | ||
* | * [[स्थानीय आकुंचन]] द्वारा झुकने की विफलता, जहां कोर या वेब इतना पतला होता है कि स्थानीय रूप से आकुंचन हो जाता है | ||
* स्थानीय | * स्थानीय प्रवाह, केंद्रित भार के कारण, जैसे बीम के समर्थन बिंदु पर, | ||
* [[कतरनी विफलता]] | * [[कतरनी विफलता]], जहां वेब विफल रहता है। वहाँ पतले जाले आकुंचन से विफल हो जाते हैं, और एक घटना में तरंगित हो जाते हैं, जिसे तनाव क्षेत्र क्रिया कहा जाता है, लेकिन कतरनी की विफलता भी कोर की कठोरता का विरोध करती है। | ||
* घटकों का | * घटकों का आकुंचन या प्रवाह, उदाहरण के लिए, आई-बीम के वेब को स्थिरता प्रदान करने के लिए उपयोग किए जाने वाले दृढ़क। | ||
=== झुकने के लिए | === झुकने के लिए बनावट === | ||
[[File:Poutre flexion deviee.svg|thumb|upright=1.80|सबसे बड़ा तनाव (<math>\sigma_{xx}</math>) | [[File:Poutre flexion deviee.svg|thumb|upright=1.80|झुकने के तहत बीम में सबसे बड़ा तनाव (<math>\sigma_{xx}</math>) तटस्थ अक्ष से सबसे दूर के स्थानों में हैं।]]झुकने के तहत एक बीम अक्षीय तंतुओं के साथ उच्च तनाव देखता है जो [[तटस्थ अक्ष]] से सबसे दूर हैं। विफलता को रोकने के लिए, बीम की अधिकांश सामग्री इन क्षेत्रों में स्थित होनी चाहिए। तटस्थ अक्ष के करीब के क्षेत्र में तुलनात्मक रूप से बहुत कम सामग्री की आवश्यकता होती है। यह अवलोकन आई-बीम अनुप्रस्थ काट का आधार है, तटस्थ अक्ष वेब के केंद्र के साथ चलती है जो अपेक्षाकृत पतली हो सकती है और अधिकांश सामग्री कोर में केंद्रित हो सकती है। | ||
आदर्श | आदर्श बीम वह है जिसमें कम से कम अनुप्रस्थ काटीय क्षेत्र (और इसलिए कम से कम सामग्री की आवश्यकता होती है) किसी दिए गए [[अनुभाग मापांक]] को प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। चूंकि खंड मापांक [[जड़ता के क्षण]] के मूल्य पर निर्भर करता है, इसलिय एक कुशल बीम में इसकी अधिकांश सामग्री तटस्थ अक्ष से यथासंभव दूर स्थित होनी चाहिए। सामग्री की दी गई मात्रा तटस्थ अक्ष से जितनी दूर होगी, उतना ही बड़ा खंड मापांक होगा और इसलिए एक बड़े झुकने वाले क्षण का विरोध किया जा सकता है। | ||
झुकने के कारण तनाव का प्रतिरोध करने के लिए एक सममित आई- | झुकने के कारण तनाव का प्रतिरोध करने के लिए एक सममित आई-बीम बनाते समय सामान्य प्रारंभिक बिंदु आवश्यक अनुभाग मापांक होता है। यदि स्वीकार्य तनाव {{math|''σ''<sub>max</sub>}} है और अधिकतम अपेक्षित झुकने का क्षण {{math|''M''<sub>max</sub>}} है, तो आवश्यक खंड मापांक<ref name=Gere /><math> | ||
S = \cfrac{M_{\mathrm{max}}}{\sigma_{\mathrm{max}}} = \frac{I}{c} | S = \cfrac{M_{\mathrm{max}}}{\sigma_{\mathrm{max}}} = \frac{I}{c} | ||
</math> | </math> द्वारा दिया जाता है | ||
जहां {{mvar|I}} बीम अनुप्रस्थ काट की जड़ता का क्षण है और {{mvar|c}} तटस्थ अक्ष से बीम के शीर्ष की दूरी है (अधिक विवरण के लिए [[बीम सिद्धांत]] देखें)। | |||
अनुप्रस्थ काटीय क्षेत्र {{mvar|a}} और ऊंचाई {{mvar|h}} के बीम के लिए, आदर्श अनुप्रस्थ काट में अनुप्रस्थ काट के ऊपर {{math|{{sfrac|''h''|2}}}} की दूरी पर आधा क्षेत्र होगा और दूसरा आधा अनुप्रस्थ काट के नीचे {{math|{{sfrac|''h''|2}}}} दूरी पर होगा।<ref name="Gere">Gere and Timoshenko, 1997, ''Mechanics of Materials'', PWS Publishing Company.</ref> इस अनुप्रस्थ काट के लिए | |||
:<math> | :<math> | ||
I = \frac{ah^2}{4} \,; \quad S = \frac12 a h | I = \frac{ah^2}{4} \,; \quad S = \frac12 a h | ||
</math> | </math> | ||
हालांकि, इन आदर्श स्थितियों को कभी हासिल नहीं किया जा सकता है क्योंकि भौतिक कारणों से वेब में सामग्री की आवश्यकता होती है, जिसमें | हालांकि, इन आदर्श स्थितियों को कभी हासिल नहीं किया जा सकता है क्योंकि भौतिक कारणों से वेब में सामग्री की आवश्यकता होती है, जिसमें आकुंचन का विरोध करना भी सम्मिलित है। विस्तृत-कोर बीम के लिए, खंड मापांक लगभग | ||
:<math> | :<math> | ||
S \approx 0.35 a h | S \approx 0.35 a h | ||
</math> | </math> है | ||
जो आयताकार | जो आयताकार बीम और वृत्ताकार बीम द्वारा प्राप्त किए गए से बेहतर है। | ||
=== मुद्दे === | === मुद्दे === | ||
हालांकि आई- | हालांकि आई-बीम वेब के समानांतर एक समतल में एकदिशीय झुकने के लिए उत्कृष्ट हैं, लेकिन वे द्विदिश झुकने में उतना अच्छा प्रदर्शन नहीं करते हैं। ये बीम मुड़ने के लिए थोड़ा प्रतिरोध भी दिखाते हैं और मरोड़ वाले भार के तहत अनुभागीय विकुंचन से गुजरते हैं। मरोड़ वाली समस्याओं के लिए, आई-बीम के बजाय [[बॉक्स बीम]] और अन्य प्रकार के कठोर वर्गों का उपयोग किया जाता है। | ||
== आकार और सामग्री (यू.एस.) == | == आकार और सामग्री (यू.एस.) == | ||
[[File:Rostiger Stahltraeger.jpg|thumb|upright=1.10|रस्टी रिवेट | [[File:Rostiger Stahltraeger.jpg|thumb|upright=1.10|रस्टी रिवेट इस्पात आई-बीम]]संयुक्त राज्य अमेरिका में, सबसे अधिक उल्लिखित आई-बीम व्यापक-कोर (डब्ल्यू) आकार है। इन बीमों में कोर होते हैं जिनकी आंतरिक सतहें उनके अधिकांश क्षेत्र में समानांतर होती हैं। अन्य आई-बीम्स में अमेरिकी मानक (निर्दिष्ट एस) आकार शामिल हैं, जिसमें आंतरिक कोर सतह समानांतर नहीं है, और एच-स्तंभ (नामित एचपी), जो सामान्यतः स्तंभ नींव के रूप में उपयोग किया जाता है। श्रेणी एएसटीएम ए992 में विस्तृत कोर आकार उपलब्ध हैं,<ref>{{cite web | ||
|url=http://www.astm.org/Standards/A992.htm | |url=http://www.astm.org/Standards/A992.htm | ||
|title=ASTM A992?A992M स्ट्रक्चरल स्टील आकृतियों के लिए मानक विशिष्टता|publisher=[[ASTM International|American Society for Testing and Materials]] | |title=ASTM A992?A992M स्ट्रक्चरल स्टील आकृतियों के लिए मानक विशिष्टता|publisher=[[ASTM International|American Society for Testing and Materials]] | ||
|year=2006 | |year=2006 | ||
|doi=10.1520/A0992_A0992M-06A | |doi=10.1520/A0992_A0992M-06A | ||
}}</ref> जो | }}</ref> जो सामान्यतः पुराने एएसटीएम श्रेणी ए572 और ए36 को प्रतिस्थापित करते है। पराभव सामर्थ्य की सीमा, | ||
* ए36 | * ए36, {{cvt|36000|psi|MPa|lk=on}} | ||
* | * ए572, {{cvt|42000|–|60000|psi|MPa}}, {{cvt|50000|psi|MPa}} के साथ अत्यन्त साधारण | ||
* | * ए588, ए572 के समान | ||
* ए992 | * ए992, {{cvt|50000|-|65000|psi|MPa}} | ||
अधिकांश | अधिकांश इस्पात उत्पादों की तरह, आई-बीम में प्रायः कुछ पुनर्नवीनीकरण सामग्री होती है। | ||
== मानक == | == मानक == | ||
निम्नलिखित मानक आई- | निम्नलिखित मानक आई-बीम इस्पात वर्गों के आकार और सहनशीलता को परिभाषित करते हैं, | ||
=== यूरोपीय मानक === | === यूरोपीय मानक === | ||
* [[EN 10024]], | * [[EN 10024|ईएन 10024]], तप्त बेल्लित शुंडाकार कोर आई अनुभाग- आकार और आयामों पर सहनशीलता। | ||
* [[EN 10034]], | * [[EN 10034|ईएन 10034]], संरचनात्मक इस्पातीय आई और एच अनुभाग- आकार और आयामों पर सहनशीलता। | ||
* [[EN 10162]], | * [[EN 10162|ईएन 10162]], अतप्त बेल्लित इस्पातीय अनुभाग- तकनीकी वितरण की स्थिति - आयामी और अनुप्रस्थ काटीय सहनशीलता | ||
=== एआईएससी | === एआईएससी नियमावली === | ||
[[अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ स्टील कंस्ट्रक्शन]] ( | [[अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ स्टील कंस्ट्रक्शन|अमेरिकन इस्पातीय निर्माण संस्थान]] (एआईएससी) विभिन्न आकृतियों की संरचनाओं को बनाने के लिए इस्पातीय निर्माण नियमावली प्रकाशित करता है। यह इस तरह के प्रारूप बनाने के लिए सामान्य दृष्टिकोण, [[स्वीकार्य शक्ति प्रारुप]] (एएसडी) और [[भार और प्रतिरोध कारक प्रारुप]] (एलआरएफडी), (13वें संस्करण से शुरू) का दस्तावेजीकरण करता है। | ||
=== अन्य === | === अन्य === | ||
* [[दीन 1025-5]] | * [[दीन 1025-5|डीआईएन 1025-5]] | ||
* [[एएसटीएम ए 6]], अमेरिकन | * [[एएसटीएम ए 6]], अमेरिकन मानक बीम | ||
* [[बीएस 4-1]] | * [[बीएस 4-1]] | ||
* [[IS 808]] - | * [[IS 808|आईएस 808]] -आयाम तप्त बेल्लित इस्पात बीम, स्तंभ, चैनल और कोण खंड | ||
* | * [[एएस/एनजेडएस 3679.1]] - ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड मानक<ref name=onesteel>[http://www.onesteel.com/images/db_images/productspecs/Hot_Rolled_Cat_Issue5_Feb2010.pdf Hot rolled and structural steel products – Fifth edition] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130410021605/http://www.onesteel.com/images/db_images/productspecs/Hot_Rolled_Cat_Issue5_Feb2010.pdf |date=2013-04-10 }} — [[Onesteel]]. Retrieved 18 December 2015.</ref> | ||
== पदनाम और शब्दावली == | == पदनाम और शब्दावली == | ||
[[File:i-BeamCrossSection.svg|thumb|वाइड- | [[File:i-BeamCrossSection.svg|thumb|वाइड-कोर आई-बीम।]]*संयुक्त राज्य अमेरिका में, इस्पातीय आई-बीम्स को सामान्यतः बीम की गहराई और वजन का उपयोग करके निर्दिष्ट किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक "डब्ल्यू10x22" बीम की गहराई (एक कोर के बाहरी फलक से दूसरे कोर के बाहरी फलक तक आई-बीम की नाममात्र ऊंचाई) लगभग {{Cvt|10|in|mm|0}} होती है और इसका वजन {{cvt|22|lb/ft}} होता है। विस्तृत कोर अनुभाग बीम प्रायः उनकी नाममात्र गहराई से भिन्न होता है। डब्ल्यू14 श्रृंखला के मामले में, वे {{cvt|22.84|in|mm|0}} जितने ही गहरे हो सकते हैं।<ref>AISC Manual of Steel Construction 14th Edition</ref> | ||
* कनाडा में, | |||