"Yapılar: Ya da Neden Şeyler Düşmez" de James Gordon, ağaçların dışarıda gergin ve içeride baskı altında öngerilmeli olduğunu anlatıyor. Bir ağacı neden yüzeyde gerginlik ve çekirdekte sıkıştırma yapmak daha güçlü hale getirir ve aşağıdaki ilk resimde grafiği nasıl okurum?
Ayrıca, üçüncü resimde, bir beton kiriş ile tersini yapmaktan bahsediyor. İnşaat demiri kullanarak gerilimi nasıl yaratırsınız?
Yanıtlar:
Grafikler, pozisyona karşı stres grafiğidir . Gerilme, bir malzemeye uygulanan birim alan başına kuvvettir. Pozitif değerler gerilim, negatif değerler sıkıştırmadır.
İlk (en soldaki) grafik, ön gerilim olmasaydı eğilmeden beklenen normal gerilime karşı pozisyonu gösterir. Orta arsa ağaç üzerindeki ön gerilimi gösterir. En sağdaki grafik eğilme gerilmesi ve ön gerilmenin üst üste binmesini veya toplamını gösterir .
Makine mühendisliğinde mukavemet, bir malzemenin arızalanmadan önce tolere edebileceği maksimum stres olarak tanımlanır. Her malzemenin nihai mukavemeti adı verilen benzersiz mukavemet sınırları vardır . Bazı malzemelerde bu gerginlik ve kompresyonda aynıdır, ancak diğerlerinde nihai gerilme ve basınç dayanımları farklıdır. Çoğu metal yaklaşık olarak aynı gerilme ve basınç dayanımına sahiptir, ancak ahşap ve beton gibi malzemeler gerilme ve basınç dayanımının önemli ölçüde farklı olduğu ikinci kategoriye girer.
Sağladığınız makale, ahşabın nihai gerilme mukavemetinin nihai basınç mukavemetinden daha büyük olduğunu belirtir. Eğer ağaç öngerilmediyse, rüzgardan uzakta olan taraf her zaman ilk önce başarısız olur, çünkü ilk arsada gösterildiği gibi, maksimum gerilme ve basınç dayanımları, ön gerilmeden bükülmede aynıdır. Ağacın dış tarafında gerilme ön gerilimi ile, ağaç maksimum basınç stresini azaltabilir ve böylece daha güçlü rüzgarlara dayanabilir. Newton'un Üçüncü Yasası'nın bir sonucu olarak, kuvvetleri dengelemek için hem gerilme hem de basınç ön stresinin olması gerektiğini unutmayın.
Betonda durum farklıdır, çünkü beton esas olarak sıfır gerilme mukavemetine sahiptir. Öngerilmeli beton, çelik donatı gerilme ön gerilimi durumunda ve beton basınç ön gerilimi durumunda başarısızlığı önler. Bu, beton dökülürken donatı çubuğunun gerilmesiyle veya betonun kabloya yapışmasını önlemek için kaplanmış kabloların etrafına beton dökülerek yapılabilir. İkinci durumda, kablolar kürlendikten sonra betonun öngerilmesi için sıkılır.