আপনি কি কখনও ভেবে দেখেছেন কীভাবে বিশাল নদীগুলির উপর বিস্তৃত সেতুগুলি বা আকাশচুম্বী অট্টালিকাগুলিকে সমর্থনকারী ইস্পাত কঙ্কালগুলি বাতাস এবং আবহাওয়ার বিরুদ্ধে অবিচল থাকে? এর উত্তরটি প্রায়শই একটি কাঠামোগত নকশার মধ্যে লুকানো থাকে যা "রিজিড ফ্রেম" নামে পরিচিত। এই নিবন্ধটি প্রকৌশল ক্ষেত্রে রিজিড ফ্রেমের সংজ্ঞা, বৈশিষ্ট্য, অ্যাপ্লিকেশন এবং গুরুত্বপূর্ণতা নিয়ে আলোচনা করে।
সংজ্ঞা এবং মৌলিক নীতি
একটি রিজিড ফ্রেম, যেমনটি নামের দ্বারা বোঝা যায়, এটি এমন একটি কাঠামোগত ব্যবস্থা যেখানে বিম এবং কলামগুলি একত্রিত হয়ে একটি সমন্বিত কাঠামো তৈরি করতে দৃঢ় সংযোগের মাধ্যমে যুক্ত হয়। মূল নীতিটির জন্য প্রয়োজন যে বিস্তৃত কাঠামো এবং সমর্থনকারী উপ-কাঠামো একটি সত্যিকারের রিজিড ফ্রেম তৈরি করতে তুলনামূলক দৃঢ়তা ধারণ করে। ইস্পাত কাঠামোতে, এটি সাধারণত প্লেট গার্ডার এবং সমর্থনকারী কলামগুলির মধ্যে সম্পূর্ণরূপে ঝালাই করা সংযোগ হিসাবে প্রকাশ পায়, যেখানে কংক্রিট কাঠামো অ্যাবুটমেন্ট দেয়ালের সাথে কাঠামোগত স্ল্যাবগুলির মনোলিথিক ঢালাইয়ের মাধ্যমে সংহতকরণ অর্জন করে।
বিশেষভাবে, যখন উপরের কাঠামোর দৃঢ়তা নীচের কাঠামোর চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি হয়, তখন সংযোগটিকে সত্যিকারের রিজিড ফ্রেম হিসাবে বিবেচনা করা যায় না—এমনকি যখন শারীরিকভাবে যুক্ত করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, রিইনফোর্সড কংক্রিট আর্চ স্ল্যাব কাঠামোতে যেখানে স্ল্যাবটি পিয়ার বিম এবং কলামগুলির সাথে মনোলিথিকভাবে সংযুক্ত থাকে, তখন সিস্টেমটিকে ফ্রেম কাঠামো হিসাবে গণ্য করা হয় না যদি কলামের দৃঢ়তা স্ল্যাবের কার্যকারিতাকে সামান্য প্রভাবিত করে।
যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং স্থিতিশীলতা বিশ্লেষণ
যান্ত্রিক বিশ্লেষণে, একটি রিজিড ফ্রেমের প্রতিটি নোডকে তিনটি ভারসাম্য সমীকরণ পূরণ করতে হবে: অনুভূমিক শক্তির যোগফল শূন্যের সমান (∑H=0), উল্লম্ব শক্তি শূন্যের সমান (∑V=0), এবং মুহূর্ত শূন্যের সমান (∑M=0)। ফলস্বরূপ, প্রতিটি ফ্রেম উপাদান অজানা অক্ষীয় শক্তি, শিয়ার ফোর্স এবং নমন মুহূর্ত বহন করে।
একটি রিজিড ফ্রেমের জন্য
n
সদস্য এবং
r
বহিরাগত সীমাবদ্ধতা, অজানা সংখ্যা (3
n
+
r
)। কাঠামোটি স্ট্যাটিক্যালি ডিটারমিনেট হয় যখন অজানাগুলি ভারসাম্য সমীকরণের সাথে মিলে যায় (3
n
+
r
=3
j
পূরণ করে, যেখানে
j
সমর্থন সহ নোডগুলি উপস্থাপন করে), স্ট্যাটিক্যালি ইনডিটারমিনেট যখন অজানাগুলি সমীকরণকে অতিক্রম করে (3
n
+
r
>3
j
), এবং অস্থির যখন সমীকরণগুলি অজানাগুলির চেয়ে বেশি হয় (3
n
+
r
<3
j
)।
নিরাপত্তা অ্যাপ্লিকেশন
নিরাপত্তা ব্যবস্থার জন্য রিজিড ফ্রেম ডিজাইন নীতিগুলি গ্রহণ করা হয়েছে। কিছু কোম্পানি খাঁচা-সদৃশ কাঠামোর মধ্যে কর্মীদের আবদ্ধ করতে রিজিড-ফ্রেম বাস্কেট ব্যবহার করে। পতন ঝুঁকি হ্রাস করার সময়, জলমগ্ন হওয়ার পরিস্থিতিতে উদ্বেগ দেখা দেয় যেখানে পালানো বাধাগ্রস্ত হতে পারে। দুটি প্রকার বিদ্যমান:
Esvagt
ধরনের যা দাঁড়ানো কর্মীদের জন্য বয়াং রিং এবং ফেন্ডার সহ এবং স্থানান্তর ক্যাপসুলগুলি যেখানে বসা কর্মীরা আবদ্ধ থাকে বয়াং প্লেট সহ।
রিজিড ফ্রেম ব্রিজ: অর্থনৈতিক মধ্য-স্প্যান সমাধান
রিজিড ফ্রেম ব্রিজ (বা পোর্টাল-ফ্রেম ব্রিজ) -এ উল্লম্ব বা তির্যক মনোলিথিক কলাম দ্বারা সমর্থিত সুপারস্ট্রাকচার থাকে। উপরের এবং নীচের কাঠামোর মধ্যে দৃঢ় সংযোগ একটি সমন্বিত সিস্টেম তৈরি করে যা মাঝারি স্প্যানের জন্য অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর প্রমাণ করে। 20 শতকের গোড়ার দিকে জার্মানি থেকে উদ্ভূত, এই ব্রিজগুলি কাঠামোগত সুবিধা প্রদান করে যার মধ্যে মধ্য-স্প্যান মুহূর্ত হ্রাস (যা অগভীর ক্রস-সেকশন সক্ষম করে), নির্মাণ পদচিহ্ন হ্রাস এবং অ্যাবুটমেন্ট সমর্থন বিস্তারিত নির্মূল করা হয়।
উল্লেখযোগ্য উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে চংকিং-এর শিবানপো ডাবল-ট্র্যাক কন্টিনিউয়াস প্রি-স্ট্রেসড রিজিড ফ্রেম ব্রিজ, যা ইয়াংসি নদী জুড়ে বিস্তৃত এবং রেকর্ড-ব্রেকিং 330-মিটার প্রধান স্প্যান এবং টোকিওর হিগাসি-ওহাশী ব্রিজ। যাইহোক, স্ট্যাটিক্যালি ইনডিটারমিনেট কাঠামো হিসাবে, তাদের নকশা এবং বিশ্লেষণের জটিলতা কেবল সমর্থিত বা অবিচ্ছিন্ন ব্রিজগুলির চেয়ে বেশি।
রিজিড ফ্রেমে কব্জা ডিজাইন
একটি জয়েন্টে
i
সদস্যদের মধ্যে কব্জা প্রবর্তন করে
n
সদস্য তৈরি করে
i
রিলিজ। যখন সমস্ত
n
সদস্যদের মধ্যে কব্জা থাকে, তখন (
n
−1) রিলিজ ঘটে। একটি রিজিড ফ্রেম যা কব্জাযুক্ত জয়েন্টগুলির সাথে 3
n
+
r
=3
j
+
c
পূরণ করে, যেখানে
c
প্রবর্তিত রিলিজগুলি উপস্থাপন করে, তখন ডিটারমিনেট হয়।
বিশেষ অ্যাপ্লিকেশন
ফুয়েল সেল প্রযুক্তি
মেমব্রেন ইলেক্ট্রোড অ্যাসেম্বলিগুলিতে (MEAs) রিজিড প্রতিরক্ষামূলক ফ্রেম সিল কাঠামো PEN বা PTFE-এর মতো উপকরণ থেকে তৈরি ফ্রেম ব্যবহার করে। থার্মোপ্লাস্টিক সিল্যান্টের সাথে তাপীয় সংকোচনের পরে, এই ফ্রেমগুলি ফুয়েল সেল স্ট্যাকগুলিতে MEA কম্প্রেশন অনুপাত নির্ধারণ করে—বipolar প্লেটের সাথে সর্বোত্তম যোগাযোগের প্রতিরোধ ক্ষমতা নিশ্চিত করে এবং অতিরিক্ত সংকোচন প্রতিরোধ করে যা ভর স্থানান্তরের সমস্যা বা অপারেশনাল ক্ষতির কারণ হতে পারে।
মোমেন্ট-রেসিস্টিং ফ্রেম (MRFs)
MRF সিস্টেমগুলি বিল্ডিংগুলিতে প্রাথমিক পার্শ্বীয় স্থিতিশীলতা ব্যবস্থা হিসাবে মোমেন্ট-সংযুক্ত ফ্রেম ব্যবহার করে। পার্শ্বীয় লোড থেকে নমন মুহূর্তগুলি প্রতিরোধ করার জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা বিম, কলাম এবং সংযোগের প্রয়োজন, MRFগুলি—ইস্পাত বা কংক্রিট যাই হোক না কেন—খরচবহুল সংযোগ বিস্তারিতের দাবি করে। চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে P-ডেল্টা প্রভাবগুলি নিয়ন্ত্রণ করা যা বিল্ডিংয়ের দোলা বৃদ্ধি করে এবং অতিরিক্ত নমন সৃষ্টি করে। ফলস্বরূপ, MRFগুলি খুব কমই উচ্চ-বৃদ্ধিগুলিতে একচেটিয়া পার্শ্বীয় প্রতিরোধের কাজ করে, সাধারণত কোর ওয়াল বা ব্রেসিং সিস্টেমের সাথে মিলিত হয়—নিউ ইয়র্কের ওয়ান ওয়ার্ল্ড ট্রেড সেন্টারের উদাহরণ যেখানে ইস্পাত মোমেন্ট ফ্রেম দ্বারা বেষ্টিত একটি কংক্রিট কোর রয়েছে।
এয়ারোনটিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং
রিজিড এয়ারশিপগুলি তাদের কাঠামোগত জটিলতাকে কেবল উল্লেখযোগ্য দৈর্ঘ্যে সমর্থন করে। বার্গেসের
এয়ারশিপ ডিজাইন
নোট করে যে রিজিড ফ্রেমগুলি এক মিলিয়ন ঘন ফুটের নিচে অপ্রযোজ্য হয়ে যায়—বেশিরভাগই দুই মিলিয়নের বেশি। যদিও নন-রিজিড এয়ারশিপগুলি বর্তমান ব্যবহারে আধিপত্য বিস্তার করে, রিজিড হুলগুলি বৃহৎ জাহাজের জন্য ফ্যাব্রিক শক্তির সীমাবদ্ধতা দূর করে এবং উচ্চতর কাঠামোগত অখণ্ডতা প্রদানের মাধ্যমে সুবিধা প্রদর্শন করে। এগুলি উচ্চ গতিতে নাকের পতন রোধ করে এবং অভ্যন্তরীণ পরিদর্শন করার অনুমতি দেয়, যদিও ওজন বিবেচনা এবং জটিল উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।
প্লাস্টিক ডিজাইন পদ্ধতি
প্লাস্টিক ডিজাইন পদ্ধতিতে, প্রকৌশলী নির্দিষ্ট পতনের লোড ফ্যাক্টরগুলি অর্জনের জন্য রিজিড ফ্রেমগুলির জন্য প্রয়োজনীয় প্লাস্টিক সেকশন মডুলি নির্ধারণ করেন। উদাহরণস্বরূপ, অভিন্ন ক্রস-সেকশন সহ একটি দুই-স্প্যান রিজিড ফ্রেম (শেপ ফ্যাক্টর 1.15, ফলন স্ট্রেস 50 kips/in²) অক্ষীয় লোড উপেক্ষা করে একটি পতনের লোড ফ্যাক্টর নিশ্চিত করার জন্য গণনা প্রয়োজন
N
=1.75।
সর্বব্যাপী কাঠামোগত সমাধান
সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের বাইরে, রিজিড ফ্রেম বিভিন্ন শিল্পে কাজ করে। স্পেস ফ্রেম—হালকা ওজনের, রিজিড ট্রাস-সদৃশ কাঠামো যা ইন্টারলকিং স্ট্রুটগুলির সাথে—ন্যূনতম সমর্থন সহ দীর্ঘ স্প্যানের জন্য জ্যামিতিক প্যাটার্ন ব্যবহার করে। স্বয়ংচালিত উত্পাদন ঐতিহাসিকভাবে বডি-অন-ফ্রেম নির্মাণে নির্ভর করত, যেখানে পৃথক বডিগুলি ড্রাইভট্রেন উপাদানগুলির আবাসনকারী রিজিড চ্যাসিসের সাথে মাউন্ট করা হয়। ফাইনাইট এলিমেন্ট বিশ্লেষণ এই স্ট্যাটিক্যালি ইনডিটারমিনেট সিস্টেমগুলি ডিজাইন করার জন্য বিশেষভাবে মূল্যবান, বিশেষ করে ভূমিকম্প এবং অগ্নি সুরক্ষা প্রয়োজনীয়তা বিবেচনা করার সময়।
আপনার বার্তাটি 20-3,000 টির মধ্যে হতে হবে!