Advantages of the solar collector

1-MA’RUZA

Metall konstruktsiyalarni loyihalash asoslari. 

Metall konstruktsiyalar to‘g‘risida umumiy ma’lumotlar. Metall konstruktsiyalarini rivojlanish tarixi. Reja:

1.   Dunyo va sharq me’morchiligida metall konstruktsiyalarining ishlatilishi. 

2.   Metall konstruktsiyalarining qisqacha rivojlanish tarixi.

3.   Metall konstruktsiyalari ishlatiladigan sohalar.

Tayanch so’z va iboralar:davrlar, asrlar, tajamkorlik, ko’priklar, estakadalar, po’latning elastiklik moduli, metall qurilmalar yuk ko’tarish qobiliyati, oquvchanlik, forfor, oltingugurt, atom tuzilishi, mustaxkamligi bo’yicha po’latlar.

Dunyo va sharq me’morchiligida metall konstruktsiyalarining ishlatilishi. Qurilish ashyosi sifatida metalldan foydalanish ishlab chiqarish kuchlarining rivojlanishi, temir va boshqa ma’danlar haqidagi fan va metallurgiya sanoatining paydo bo’lishiga bog’liq holda o’ziga xos tarixga egadir. 

Tabiatda metall sof holda uchramaydi va insoniyatning buyuk ixtirolaridan biri temir rudasidan metall ajratib olishni o’zlashtirganidir.

Eramizdan avvalgi davrlardan boshlab quyma bronza va mis Kichik Osiyo, Misr, Eron va bizning o’lkamizdagi qadimiy davlatlarning saroylarida, ibodatxonalarida ishlatilgani haqida ma’lumotlar bor.

Hindistonning hunarmand ustalari eramizdan avvalgi IV asrdayoq temir ishlab chiqarish usullarini egallashgan va o’sha davr uchun yetarlicha yirik va og’ir sanalgan konstruktsiyalar, detallar tayyorlashni o’zlashtirganlar. Konstruktsiyalar zanglashga yetarlicha chidamli bo’lgan, ya’ni metallni tozalash usullarini yaxshi bilishgan.

Musulmon ustalarning hunarmandligini ko’rsatuvchi dalil sifatida XIII asrda Dehli shahrining eski qismida joylashgan Qutbiddin masjidi xovlisida o’rnatilgan temir ustunni ko’rsatish mumkin. Ustun o’rta asrlarda eng baland hisoblangan Qutbiminor minorasining yoniga o’rnatilgan.

Xitoy va Yaponiyada X-XIII asrlarda budda dinining yoyilishi natijasida ko’p qavatli ibodatxonalar qurilishida temir va bronza ishlatilgan. X asrda Janubiy Xitoyning Tyanshanь shahrida 13 qavatli ibodatxona temirdan qurilgan. XIII asrda Yaponiyaning Kamakura shahrida hozirgi kungacha saqlanib qolgan quyma bronzadan  tayyorlangan 15 metrlik budda haykali o’sha davrda metall quyishning rivoj topganidan dalolat beradi.

O’rta asrlarda Xitoy, Hindiston va Yevropada harbiy qal’alar qurishda  va ko’priksozlikda eng sodda ko’rinishdagi osma konstruktsiya sifatida temir zanjirlar ishlatilgan.

Metall konstruktsiyalarining qisqacha rivojlanish tarixi. Metall konstruktsiyalarni rivojlanishini tayyorlash texnologiyasiga va uni qaysi joyda ishlatilishiga ko’ra besh davrga bo’lishimiz mumkin.

1-davr 12-17 asrlarni o’z ichiga oladi. Bu vaqtlarda metall qurilmalarni noyob inshootlarni qurilishida (saroy, cherkov), masalan g’isht devorlarni mustahkamlashda va tom konstruktsiyasini tortib qo’yishdaishlatishgan. Tortqichlarni temirga ishlov berib konstruktsiyasini moslashtirib kesimini kvadrat shakli qilib tayyorlashgan. 1158 yilda Vladimir shahrida qurilgan Uspenskiy sobori,

1560 yili Moskvada qurilgan Pokrov sobori bunga misol bo’la oladi

2-davr 17 asr boshlaridan 18 asrni oxirigacha qamrab oladi. Bu davr metall qiya to’sinlarni va cherkovlarning fazoviy bosh gumbazlar konstruktsiyalarini yaratilishi bilan bog’langan. Ko’taruvchi elementlarni maxsus shaklga keltirib birbiriga bog’lanadigan qilib, asosiy qismini kesimini kvadrat yoki to’g’ri to’trburchak shaklli qilib tayyorlashgan. 

Misol sifatida 1640 yilda katta Kremlь saroyi tomining yopilishi, 1603 yil qurilgan Ulug’ Ivan qo’ng’iroqxonasi va 1805y. Sankt-Peterburgdagi oralig’i 15m bo’lgan Qozon soborini  gumbazlarini sinchlarini keltirishimiz mumkin.

3-davr 18 asrdan 19 asrning yarmigacha davom etib kelgan. Bu davr cho’yan elementlarini qo’yish va ulardan qurilmalar yaratish bilan tanilgan.

 Cho’yan elementlarining bir-biriga biriktirilishi, qulf va boltli birikma orqali bajarilgan.

Birinchilar qatorida bu qurilmalardan foydalanib 1725 yilda Uraldagi Nevьyan minorasining tomini yopishgan. 1784 yil Sankt-Peterburgdagi cho’yan ko’prigi qurilgan, sakkiz oraliqli 33-47m gacha, dunyoda eng katta cho’yan ko’prigidir. 19 asrning 40 yillarida qurilgan unikal binoning Isaakiy sobor gumbazi yaratilishida maxsus cho’yan elementlaridan foydalanishgan. 1827-32y. SanktPeterburgdagi Aleksandr teatrining tomini yopishda tayanch oralig’i 30metr bo’lgan cho’yan ravoqlardan foydalanishgan. Bu davrning oxirlarida fermalardan foydalanish boshlangan. Fermalarning siqilishga ishlayotgan elementlarini cho’yandan, cho’zilishga ishlayotgan elementlarni temirdan tayyorlashgan. 

4-davr 19 asr 30 yillaridan 20 asrning 20 yillarigacha davom etgan. Bu yillar texnikaning hamma sohalarni tez rivojlanishini shu jumladan metallshunoslik va metallni qayta ishlash sohasida ham katta rivojlanishni o’z ichiga oladi. 

1856 yili Bessemer, 1864 yili Marten  va 1878 yilda Tomas po’lat quyish usullari ishlab chiqilishi va o’zlashtirilishi natijasida cho’yan konstruktsiyalar o’rniga po’lat konstruktsiyalarini ishlata boshlandi,chunki  po’lat materiali sifatliroq va mexanik xususiyatlari yaxshiroq bo’lganligi tufayli  40 yillarda po’latli prokatli sortamenti va varaqsimon prokatning texnologiyalari o’zlashtirilishi natijasida  qurilish konstruktsiyalar rivojlanishiga va ularni noyob binolarda ishlatilishiga katta  imkoniyatlaryaratdi. 

19 asr oxiriga kelib panjarasimon sinchlar, o’rniga rama-ravoqli sinchlar ishlata boshlandi. Eni kengroq bo’lgan binolarni qurildi. Bularga misol qilib, Peterburgda (1884 yilda qurilgan Senniy bozorni va 1890 yili qurilgan Gatchino vokzali), Moskvada 1913-14 yillarda qurilgan binolarni keltirish mumkin.

19 asrning ikkinchi yarmida temir yo’llarning qurilishi keng tarqalgan edi. Temir yo’l ko’priklari qurilishi bilan ko’priklarning qulay konstruktiv shakllari ham rivoj topdi. Ko’priklarning joylashtirilishi va hisoblash nazariyasi mukammallashdi. Metall qurilmalarni loyihalashga, hisoblashga va qurilish uslublarini rivojlanishiga rus olimlaridan S.V.Kerbedz, N.A.Belelyubskiy, L.D.Proskuryakovlar hissa qo’shishgan.

Rasm  1.1. Qiya to’sinlar va cherkovlarning fazoviy bosh gumbazlari.

S.V.Kerbedz (1810-1899y.y.) Rossiyada birinchi bo’lib panjarali fermalarni qo’llash bilan temir yo’l ko’priklarini qurdirgan, Peterburgdagi cho’yan ko’prikni ham Kerbedz loyihalashtirgan va qurilishida ishtirok etgan.  

N.A.Belelyubskiy (1848-1922y.y.) ko’prik qurish bo’yicha mutaxassis, birinchi bo’lib tirgakli fermani  ko’prik qurilishida qo’lladi. U prokat sortamentini ishlab chiqdi.

L.D.Proskuryakov (1858-1926y.y.) ko’prik fermalariga uchburchak va xovon panjarasini qo’llash usulini kiritdi va fermalarning qulay shaklining nazariyasini ishlab chiqdi.

 19 asrning oxiri va 20 asrning boshlarida metalldan bo’lgan qurilishlarni rivojlanishiga olimlardan F.S. Yasinskiy, V.G.SHuxov va I.P.Prokofьev katta xissa qo’shdilar.

F.S.Yasinskiy (1858-1899y.y.) birinchi bo’lib ko’p oraliqli sanoat binolarining ichki oraliqdagi ustunlarni metaldan qilishni tavsiya etdi va tayanch oralig’i katta bo’lgan binolarni buklanuvchan va ravoqli konstruktsiyalar bilan yopishni ishlab chiqdi. Ustunlarni nomarkaziy ta’sir etayotgan kuchga hisoblash usullarini  rivojlantirdi va aniqliklar kiritdi.

S.G.SHuxov (1853-1939y.y) birinchi bo’lib dunyo miqyosida fazoviy panjara konstruktsiyalar orqali tomlarni yopish usullarini va taram-taram yuzali konstruktsiyalar orqali turli xil minoralarga o’xshash qurilmalarni ishlab chiqdi va qurilishda ishtirok etdi. Yangi konstruktiv rezervuar shakllarini, ularni hisoblash va oqilona o’lchamlarini topish usullarni ishlab chiqdi.

I.P.Prokofьev (1877-1958y.y) oldingi tajribalarni e’tiborga olib metall ko’priklarini konstruktsiyasini tayyorlanishi va yig’ilishi haqida kitob yozdi. O’sha davr bo’yicha noyob ko’priklar konstruktsiyalarini ishlab chiqdi va o’zi ham qurilishda ishtirok etdi.

5- davr 20-yillardan boshlab davom etib kelmoqda. Metallshunoslik 30yillarda rivojlanishi sababli metall konstruktsiyalarida mustahkamliroq po’latlarni ishlatish boshlandi. Har xil mustahkamga ega bo’lgan po’latlarning turi ko’payib ketdi va metall konstruktsiyalarning konstruktiv shakllari rivoj topdi. Metall konstruktsiyalarining keng va turli  xil rivojlanish masalalarida loyiha, ilmiy va ishlab chiqarish korxonalarining xissasi katta bo’ldi. «Proektstalьkonstruktsiya», «Promstroyproekt» va «TSNIISK»lar yangi konstruktiv shakllarni yaratish va ularni hisoblash usullarini tavsiya etish bilan shug’ullanishadi. «VNIPIPromstalьkonstruktsiya» loyihalashtirish va yig’ish ishlari bilan shug’ullanadi.

VNIKTISK metall konstruktsiyalarini loyihalash va ishlab chiqarish texnologiyasini yangilash bo’yicha izlanishlar olib bordi.

30-yillarda metallshunoslik va mashinasozlik rivojlanishi bilan juda ko’p sanoat inshootlari metall sinchli kilib qurila boshlandi. Sanoat binolari qurilishida metall sinchi asosiy qism bo’ldi va ularning rivojlanishida muhim rolь o’ynadi.

50-70-yillarda metall konstruktsiyalarning rivojlanish asoslari o’zgarmasdan va ularning asosi – tejamkorlik, konstruktsiyalarni yaratish texnologiyasi oddiy, yig’ish ishlar tez bajariladigan bo’lib, shu asosda metall konstruktsiyalar rivoj topdi.

SHu zamon bo’yicha noyob bo’lgan sanoat binolari qurilgan tayanch oralig’i 120m kranning yuk ko’tarish qobiliyati 30t va u fermaga osilgan holatda ishlaydi binoning balandligi 57m va ikki oraliqli sanoat binosi kranlarning yuk ko’tarish qobiliyati 1200t va 600t.

Metall konstruktsiyalarning yangi original shakllari yaratildi, ayniqsa, xalqlararo ko’rgazma binolarni qurilishida 1958 yil Bryusselda 1967 yil Monrealda, VDNHdagi kosmos pavilioni, Lujnikidagi sport saroyi va 80-yildagi olimpiyada uchun qurilgan sport inshootlarini misol qilib keltirish mumkin.

 1980 - yilda yozgi olimpiyadaga tayanch oralig’i katta bo’lgan o’zining konstruktiv shakli bilan bir - biridan tubdan farq qiladigan bir necha original sport majmualari qurilgandi.

Konstruktiv shakli mukammallanishi bilan metall konstruktsiyalarni hisoblash usuli ham takomillashdi. 1950 yilgacha qurilish konstruktsiyalari mumkin bo’lgan kuchlanish bo’yicha hisoblashar edi, 1950 qurilish konstruktsiyalarni chegaraviy holat bo’yicha hisoblashga o’tishdi. Hozirgi qurilish me’yor va qonunlarida  shu usul bo’yicha hisoblash talab etiladi.

EHM ishlatilganda loyihalash sifatini tubdan oshiradi va tezlatadi. Mashina o’zi avtomatik ravishda loyihani chizib beradi. 1920-2000 yillar davrida metall konstruktsiyalarning rivojlanishiga ilmiy tadqiqot loyiha institutlari o’zining ijodiy ishi  (SAPR) bilan ko’p hissa qo’shdi. Metall qurilmalari rivojlanishiga olimlardan N.S.Streletskiy (1885-1967y.) Ye.O.Paton (1870-1953y.), N.P.Melьnikov va boshqalar katta hissa qo’shdilar.

1.2 – rasm. CHorsu bozorini qurilishi.

1.3 – rasm. O’zbekiston mexmonxonasi.

N.S.Streletskiy o’z faoliyatining boshlarida ko’prik quruvchilar  davomchisi bo’lib boshlagan, keyinchalik qurilish fani va quruvchi muhandislarni tayyorlashda juda katta hissa qo’shgan va birinchi bo’lib konstruktsiyalarni statik hisoblash usulini qo’llagan, elastik chegaradan o’tgan materiallarning ishlashi to’g’risida tajriba ishlarini olib borgan va nazariy tajriba asosida konstruktiv shaklning rivojlanish yo’lini ko’rsatgan. Ye.O.Paton metall ko’prik qurilish sohasiga o’z hissasini qo’shgan. Elektryoy bilan payvandlash usulini mexanizatsiyalash va avtomatlashtirish darajasiga yetkazishda katta hissa qo’shgan. N.P.Melьnikov ham metall konstruktsiyalarni rivojlantirishga ko’p hissa qo’shgan. «TSNIIProektstalьkonstruktsiya» institutiga ko’p yillar mobaynida rahbarlik qilgan. 

Metall konstruktsiyalarni ishlatiladigan soxalar.Hozirgi vaqtda metall konstruktsiyalar turli xil binolar qurilishida, muhandislik inshootlarini yaratilishida ishlatiladi. Ayniqsa, tayanch oralig’i katta bo’lgan binolarning tom konstruktsiyalarning barpo etishda, baland inshootlar qurilishida va ko’p yuk ta’sir etayotgan qurilmalarni bunyod etishda metall konstruktsiyalarning ahamiyati kattadir. 

 Konstruktiv shakliga va qaerda ishlatilishiga qarab metall konstruktsiyalar 8 xil sohalarda ishlatilishi mumkin:

1.   Sanoat binolarini sinchini yaratilishida;

2.   Tayanch oralig’i katta bo’lgan binolarning tom konstruktsiyalarini yaratishda (angarlar, kontsert va sport saroylari, gumbazlar, bozorlar);

3.   Ko’prik va estakadalar qurilishida;  

4.   Minora va machtalar qurilishida (tele va radio minoralar, neftь qazib chiqarish va suv xo’jaligi binolari va inshootlari);

5.   Ko’p qavatli binolarning sinchini yaratishda;

6.   Varaqsimon prokatidan yig’ilgan gaz va suyuqliklarni saqlash hamda taqsimlash inshootlarini qurishda;

7.   Kranlarni va boshqa turli harakat qiluvchi konstruktsiyalarni

yaratilishida;

8.   Boshqa konstruktsiyalarni qurishda.

Ko’rib chiqilgan metall konstruktsiyalar ishlatiladigan sohalari turli konstruktiv shakl va tizimlardan iboratdir. Ammo, bu turli xil konstruktsiyalarni yaratilishi asosan ikkita omil bilan bog’langan.

Birinchidan, turli xil konstruktsiyalarni yaratishda standart bo’yicha ishlab chiqariladigan elementlardan, prokat sortamentidan foydalanishadi (qo’shtavr, shveller, burchaklik, varaqsimon prokati).

Ikkinchidan, metall konstruktsiyalarning yig’ish texnologiyasi bir xilligi bilan bog’langan, sovuq holatda boltlar yoki parchin mixlar orqali va qizdirib eritish orqali elektr yoyi bilan elementlarni bir-biriga payvandlash bajariladi.

Metall konstruktsiyalarning o’ziga xos bo’lgan afzalliklari bor. Bu ularni turli xil inshootlarda ishlatishga imkon beradi.

1.                      Metall materiali yuqori mustahkamlikka ega, siqilishga va cho’zilishga bir xilda qarshilik ko’rsatadi. Uni bir jinsliligi qurilmalarda ishonchli ishlashini ta’minlaydi va hisobini onsonlashtiriladi.

2.                      Metall konstruktsiyalardan yasalgan inshootlar nisbatan yengil bo’ladi. Har qanday materialning qurilmaga sarf bo’lish darajasi quyidagi nisbat bilan aniqlanadi:

                 S R_y,            bunda

 - materialning hajmiy og’irligi (zichligi), R_y – materialning hisobiy qarshiligi.

«S» qancha kichik bo’lsa, shuncha konstruktsiya yengil bo’ladi; po’latlar uchun S3,71,710^-4 1m; beton uchun S18,410^-4 1m; yog’och uchun S5,410^-4 1m.

3.                      Metall qurilmalar ishonchli hisoblanadi. Po’latning mexanik xususiyatlari uning bir jinsliligiga bog’liq bo’lib, hisob orqali va amalda ishlayotgan konstruktsiya kesim yuzasida hosil bo’layotgan kuchlanishlar bir xil bo’ladi.

4.                      Po’latning zichligi ancha katta bo’lgani tufayli undan yasalgan qurilmalar gaz va suyuqlikni o’tkazmaydi.

5.                      Metall qurilmalar sanoatbop bo’ladi, ya’ni ular asosan korxona sharoitida  tayyorlanib, qurilish joyida mexanizmlar yordamida yig’iladi.

6.                      Metall konstruktsiyalar ekologiya talablarigi javob beradi. CHunki metall konstruktsiyalardan tayyorlangan binolarni xizmati tugagandan keyin konstruktsiyalarni qayta elementlarga bo’lib yana ishlatish mumkin yoki metallalomga topshiriladi.

 Metall konstruktsiyalarning ba’zi bir kamchiliklari ham bor, bu ularning keng ishlatilishini cheklaydi. Po’lat konstruktsiyalarning  asosiy kamchiligi  ularning turli ta’sirlarning ostida yemirilishidir. Bu hol qurilmalarni korroziyadan muhofaza qilishning turli xil usullarini qo’llash talab qiladi.

Metallning issiqqa bardoshligi ham katta emas. Harorat 250⁰S ga yaqinlashganda po’latning elastiklik moduli kamaya boshlaydi va 600⁰S da batamom plastik holatga o’tadi. Yong’in xavfsizligi talablariga javob berish uchun metall konstruktsiyalarni  olovbardoshligini ko’paytirish zarur. Buning uchun har xil usullardan foydalanish mumkin.

Metall konstruktsiyalarga qo’yilgan talablar: metall qurilmalar yuk ko’tarish qobiliyatiga ega bo’lishi, ya’ni mustahkamlik, ustivorlik va bikrlik talablariga javob berishi kerak. Iqtisodiy  jihatdan tejamli bo’lishi kerak, yig’ish muddatlarini kamaytirish uchun unumli usullar qo’llash va standart elementlardan keng miqyosda foydalanish  zarur.

Metall konstruktsiyalardan foydalanib qurilgan bino va inshootlarning tashqi ko’rinishi go’zal bo’lishi, ya’ni estetik talablarga ham javob berishi kerak.

Nazorat savollari:

1.       Metall konstruktsiyalarning  rivojlanishi necha davrga bo’linadi?

2.       Qaysi olimlar metall konstruktsiyalarning rivojlanishiga hissa qo’shishgan?

3.Qaysi ilmiy tekshirish institutlar metall konstruktsiyalarning rivojlanishiga hissa qo’shishgan? 

4. Metall konstruktsiyalarning ishlatiladigan soxalari.