বিভিন্ন কাঠামোগত পরিস্থিতিতে, প্রকৌশলীদের ঝালাই এবং যান্ত্রিক বন্ধনী দ্বারা তৈরি জোড়ের শক্তি মূল্যায়ন করার প্রয়োজন হতে পারে। বর্তমানে, যান্ত্রিক বন্ধনী হিসেবে সাধারণত বোল্ট ব্যবহৃত হয়, কিন্তু পুরোনো নকশায় রিভেটও থাকতে পারে।
কোনো প্রকল্পের আপগ্রেড, সংস্কার বা উন্নয়নমূলক কাজের সময় এটি ঘটতে পারে। একটি নতুন নকশার ক্ষেত্রে জোড়ের মধ্যে বোল্টিং এবং ওয়েল্ডিংকে একসাথে কাজ করানোর প্রয়োজন হতে পারে, যেখানে জোড়টিকে সম্পূর্ণ শক্তি প্রদানের জন্য প্রথমে জোড়া লাগানোর উপাদানগুলোকে বোল্ট দিয়ে জুড়ে দেওয়া হয় এবং তারপর ওয়েল্ডিং করা হয়।
তবে, একটি জোড়ের মোট ভারবহন ক্ষমতা নির্ধারণ করা এর প্রতিটি উপাদানের (ঝালাই, বোল্ট এবং রিভেট) যোগফল বের করার মতো সহজ নয়। এই ধরনের অনুমান মারাত্মক পরিণতি ডেকে আনতে পারে।
আমেরিকান ইনস্টিটিউট অফ স্টিল স্ট্রাকচারস (AISC)-এর স্ট্রাকচারাল জয়েন্ট স্পেসিফিকেশনে বোল্টযুক্ত সংযোগের বর্ণনা দেওয়া হয়েছে, যেখানে টাইট মাউন্ট, প্রিলোড বা স্লাইডিং কী হিসেবে ASTM A325 বা A490 বোল্ট ব্যবহার করা হয়।
স্তরগুলো যেন দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত থাকে, তা নিশ্চিত করতে ইমপ্যাক্ট রেঞ্চ অথবা কোনো তালাচাবি বিশেষজ্ঞ প্রচলিত দ্বিমুখী রেঞ্চ ব্যবহার করে শক্ত করে আঁটুন। একটি প্রি-স্ট্রেসড সংযোগে, বোল্টগুলো এমনভাবে স্থাপন করা হয় যাতে সেগুলোর উপর উল্লেখযোগ্য টানজনিত ভার এবং প্লেটগুলোর উপর সংকোচনজনিত ভার প্রযুক্ত হয়।
১. নাটটি ঘোরান। নাট ঘোরানোর পদ্ধতিতে, বোল্টটিকে শক্ত করে আঁটার পর নাটটিকে আরও কিছুটা ঘোরানো হয়, যা বোল্টের ব্যাস এবং দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে।
২. কী-টি ক্যালিব্রেট করুন। ক্যালিব্রেটেড রেঞ্চ পদ্ধতিটি বোল্টের টানের সাথে সম্পর্কিত টর্ক পরিমাপ করে।
৩. টর্শন টাইপ টেনশন অ্যাডজাস্টমেন্ট বোল্ট। টুইস্ট-অফ টেনশন বোল্টের মাথার বিপরীত প্রান্তে ছোট স্টাড থাকে। প্রয়োজনীয় টর্কে পৌঁছালে স্টাডটি খুলে যায়।
৪. স্ট্রেট পুল ইনডেক্স। ডাইরেক্ট টেনশন ইন্ডিকেটর হলো ট্যাবযুক্ত বিশেষ ওয়াশার। লাগের উপর সংকোচনের পরিমাণ বোল্টের উপর প্রযুক্ত টেনশনের মাত্রা নির্দেশ করে।
সহজ ভাষায় বলতে গেলে, টাইট এবং প্রি-টেনশনযুক্ত জয়েন্টে বোল্ট পিনের মতো কাজ করে, অনেকটা যেমন একটি পিতলের পিন ছিদ্রযুক্ত কাগজের স্তূপকে একসাথে ধরে রাখে। গুরুত্বপূর্ণ স্লাইডিং জয়েন্টগুলো ঘর্ষণের মাধ্যমে কাজ করে: প্রি-লোড একটি নিম্নমুখী বল তৈরি করে, এবং সংস্পর্শ পৃষ্ঠগুলোর মধ্যেকার ঘর্ষণ একত্রে জয়েন্টের পিছলে যাওয়া প্রতিরোধ করে। এটি একটি বাইন্ডারের মতো যা কাগজের স্তূপকে একসাথে ধরে রাখে, কাগজে ছিদ্র করার কারণে নয়, বরং বাইন্ডারটি কাগজগুলোকে একসাথে চেপে ধরে এবং ঘর্ষণ স্তূপটিকে একসাথে ধরে রাখে।
বোল্টের ব্যাসের উপর নির্ভর করে ASTM A325 বোল্টের ন্যূনতম টান শক্তি প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে ১৫০ থেকে ১২০ কেজি (KSI) হয়ে থাকে, যেখানে A490 বোল্টের টান শক্তি অবশ্যই ১৫০ থেকে ১৭০ KSI হতে হবে। রিভেট জোড়গুলো অনেকটা টাইট জোড়ের মতোই কাজ করে, কিন্তু এক্ষেত্রে পিনগুলো হলো রিভেট, যা সাধারণত একটি A325 বোল্টের তুলনায় প্রায় অর্ধেক শক্তিশালী হয়।
যখন যান্ত্রিকভাবে সংযুক্ত কোনো জোড় শিয়ার ফোর্সের (প্রয়োগকৃত বলের কারণে একটি উপাদান অন্যটির উপর দিয়ে পিছলে যাওয়ার প্রবণতা) সম্মুখীন হয়, তখন দুটি ঘটনার মধ্যে একটি ঘটতে পারে। বোল্ট বা রিভেটগুলো ছিদ্রের পাশে থাকতে পারে, যার ফলে বোল্ট বা রিভেটগুলো একই সাথে ছিঁড়ে যেতে পারে। দ্বিতীয় সম্ভাবনাটি হলো, প্রি-টেনশনযুক্ত ফাস্টেনারগুলোর ক্ল্যাম্পিং ফোর্সের কারণে সৃষ্ট ঘর্ষণ শিয়ার লোড সহ্য করতে পারে। এই সংযোগে কোনো পিছলে যাওয়ার সম্ভাবনা না থাকলেও, তা ঘটা সম্ভব।
অনেক ক্ষেত্রে একটি দৃঢ় সংযোগ গ্রহণযোগ্য, কারণ সামান্য বিচ্যুতি সংযোগের বৈশিষ্ট্যকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করতে পারে না। উদাহরণস্বরূপ, দানাদার পদার্থ সংরক্ষণের জন্য তৈরি একটি সাইলোর কথা বিবেচনা করুন। প্রথমবার লোড করার সময় সামান্য বিচ্যুতি হতে পারে। একবার বিচ্যুতি ঘটলে, তা আর ঘটবে না, কারণ পরবর্তী সমস্ত লোড একই ধরনের হয়ে থাকে।
কিছু ক্ষেত্রে লোডের দিক পরিবর্তন ব্যবহার করা হয়, যেমন যখন ঘূর্ণায়মান উপাদানগুলোর উপর পর্যায়ক্রমিক টান ও সংকোচনমূলক লোড প্রয়োগ করা হয়। আরেকটি উদাহরণ হলো একটি নমনশীল উপাদানের উপর সম্পূর্ণ বিপরীত লোড প্রয়োগ করা। যখন লোডের দিকে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন আসে, তখন চক্রীয় স্লিপ দূর করার জন্য একটি প্রিলোডেড সংযোগের প্রয়োজন হতে পারে। এই স্লিপের ফলে অবশেষে প্রসারিত ছিদ্রগুলোতে আরও বেশি স্লিপ ঘটে।
কিছু সংযোগস্থলে অনেক লোড চক্র ঘটে, যার ফলে ফাটল বা চিড় ধরতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে প্রেস, ক্রেনের সাপোর্ট এবং সেতুর সংযোগস্থল। যখন কোনো সংযোগস্থল বিপরীত দিকে ফাটল বা চিড় ধরার লোডের সম্মুখীন হয়, তখন স্লাইডিং ক্রিটিক্যাল সংযোগের প্রয়োজন হয়। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, সংযোগস্থলটি যেন পিছলে না যায় তা নিশ্চিত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তাই স্লিপ-ক্রিটিক্যাল সংযোগস্থলের প্রয়োজন হয়।
বিদ্যমান বোল্ট সংযোগগুলো এই মানগুলোর যেকোনোটি অনুসারে নকশা ও নির্মাণ করা যেতে পারে। রিভেট সংযোগগুলোকে আঁটসাঁট বলে গণ্য করা হয়।
ঝালাই করা জোড়গুলো দৃঢ় হয়। সোল্ডারের জোড়গুলো বেশ জটিল। আঁটসাঁট বোল্টের জোড়ের মতো নয়, যা ভারের চাপে পিছলে যেতে পারে, ঝালাই করা জোড়কে প্রযুক্ত ভার খুব বেশি পরিমাণে প্রসারিত ও বিতরণ করতে হয় না। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, ঝালাই করা এবং বিয়ারিং ধরনের যান্ত্রিক ফাস্টেনারগুলো একই রকমভাবে বিকৃত হয় না।
যখন যান্ত্রিক ফাস্টেনারের সাথে ওয়েল্ড ব্যবহার করা হয়, তখন ভারটি কঠিন অংশের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়, ফলে ওয়েল্ডটি প্রায় সমস্ত ভার বহন করতে পারে এবং বোল্টের সাথে খুব সামান্যই ভার ভাগাভাগি হয়। এই কারণেই ওয়েল্ডিং, বোল্টিং এবং রিভেটিং করার সময় সতর্কতা অবলম্বন করতে হবে। স্পেসিফিকেশন। AWS D1 যান্ত্রিক ফাস্টেনার এবং ওয়েল্ডের মিশ্রণের সমস্যার সমাধান করে। স্ট্রাকচারাল ওয়েল্ডিং – স্টিলের জন্য স্পেসিফিকেশন ১:২০০০। অনুচ্ছেদ ২.৬.৩-এ বলা হয়েছে যে, বিয়ারিং-টাইপ জয়েন্টে (অর্থাৎ যেখানে বোল্ট বা রিভেট একটি পিন হিসাবে কাজ করে) ব্যবহৃত রিভেট বা বোল্টের ক্ষেত্রে, যান্ত্রিক ফাস্টেনারগুলোকে ওয়েল্ডের সাথে ভার ভাগাভাগি করছে বলে বিবেচনা করা উচিত নয়। যদি ওয়েল্ডিং ব্যবহার করা হয়, তবে জয়েন্টের সম্পূর্ণ ভার বহনের জন্য সেগুলোকে অবশ্যই প্রস্তুত রাখতে হবে। তবে, একটি উপাদানে ওয়েল্ড করে এবং অন্য উপাদানে রিভেট বা বোল্ট দিয়ে সংযোগ স্থাপন করা অনুমোদিত।
বিয়ারিং-টাইপ যান্ত্রিক ফাস্টেনার ব্যবহার করার সময় এবং ওয়েল্ড যুক্ত করার ক্ষেত্রে, বোল্টের ভারবহন ক্ষমতাকে অনেকাংশে উপেক্ষা করা হয়। এই বিধান অনুসারে, ওয়েল্ডটি এমনভাবে ডিজাইন করতে হবে যাতে এটি সমস্ত ভার স্থানান্তর করতে পারে।
এটি মূলত AISC LRFD-1999-এর J1.9 ধারার অনুরূপ। তবে, কানাডিয়ান স্ট্যান্ডার্ড CAN/CSA-S16.1-M94 অনুযায়ী, যখন যান্ত্রিক ফাস্টেনার বা বোল্টের শক্তি ওয়েল্ডিংয়ের চেয়ে বেশি হয়, তখন এটি এককভাবে ব্যবহারেরও অনুমতি দেওয়া হয়।
এই বিষয়ে তিনটি মানদণ্ড সামঞ্জস্যপূর্ণ: বেয়ারিং ধরনের যান্ত্রিক বন্ধনের সম্ভাবনা এবং ঝালাইয়ের সম্ভাবনা পরস্পর সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়।
AWS D1.1-এর ধারা ২.৬.৩-এ এমন পরিস্থিতিগুলো নিয়েও আলোচনা করা হয়েছে যেখানে বোল্ট এবং ওয়েল্ডকে একটি দ্বি-অংশীয় জোড়ে একত্রিত করা যেতে পারে, যেমনটি চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে। বাম দিকে ওয়েল্ড, ডান দিকে বোল্ট। এখানে ওয়েল্ড এবং বোল্টের মোট শক্তি বিবেচনায় নেওয়া যেতে পারে। সম্পূর্ণ সংযোগের প্রতিটি অংশ স্বাধীনভাবে কাজ করে। সুতরাং, এই কোডটি ২.৬.৩-এর প্রথম অংশে থাকা নীতির একটি ব্যতিক্রম।
এইমাত্র আলোচিত নিয়মগুলো নতুন ভবনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। বিদ্যমান কাঠামোর জন্য, ধারা ৮.৩.৭ ডি১.১-এ বলা হয়েছে যে, যখন কাঠামোগত গণনায় দেখা যায় যে একটি নতুন মোট ভারের কারণে কোনো রিভেট বা বোল্ট অতিরিক্ত ভারাক্রান্ত হবে, তখন সেটির উপর শুধুমাত্র বিদ্যমান স্থির ভারটিই আরোপ করা উচিত।
একই নিয়ম অনুসারে, যদি কোনো রিভেট বা বোল্ট শুধুমাত্র স্থির লোড দ্বারা অতিরিক্ত ভারাক্রান্ত হয় অথবা চক্রীয় (ক্লান্তিজনিত) লোডের শিকার হয়, তবে মোট লোড বহন করার জন্য পর্যাপ্ত মূল ধাতু এবং ঝালাই যুক্ত করতে হবে।
যান্ত্রিক ফাস্টেনার এবং ওয়েল্ডের মধ্যে ভারের বণ্টন গ্রহণযোগ্য, যদি কাঠামোটি প্রি-লোডেড থাকে, অর্থাৎ, সংযুক্ত উপাদানগুলোর মধ্যে যদি স্লিপেজ ঘটে থাকে। কিন্তু যান্ত্রিক ফাস্টেনারগুলোর উপর শুধুমাত্র স্ট্যাটিক লোডই প্রয়োগ করা যায়। লাইভ লোড, যা আরও বেশি স্লিপেজ ঘটাতে পারে, সেগুলোকে অবশ্যই এমন ওয়েল্ড ব্যবহারের মাধ্যমে সুরক্ষিত করতে হবে যা সম্পূর্ণ লোডটি সহ্য করতে সক্ষম।
ওয়েল্ড অবশ্যই সকল প্রকার প্রযুক্ত বা গতিশীল লোড সহ্য করার মতো হতে হবে। যখন যান্ত্রিক ফাস্টেনারগুলো ইতিমধ্যেই অতিরিক্ত লোডের শিকার হয়, তখন লোড শেয়ারিং অনুমোদিত নয়। চক্রীয় লোডিংয়ের অধীনে লোড শেয়ারিং অনুমোদিত নয়, কারণ এই লোডের ফলে ওয়েল্ডের স্থায়ী স্লিপেজ এবং ওভারলোড হতে পারে।
উদাহরণ। একটি ল্যাপ জয়েন্টের কথা বিবেচনা করুন যা মূলত শক্ত করে বোল্ট দিয়ে আটকানো ছিল (চিত্র ২ দেখুন)। কাঠামোটি অতিরিক্ত শক্তি যোগ করে, এবং দ্বিগুণ শক্তি প্রদানের জন্য সংযোগ ও কানেক্টর যুক্ত করতে হবে। চিত্র ৩-এ উপাদানগুলোকে শক্তিশালী করার মূল পরিকল্পনা দেখানো হয়েছে। সংযোগটি কীভাবে করা উচিত?
যেহেতু নতুন স্টিলটিকে পুরানো স্টিলের সাথে ফিলেট ওয়েল্ডের মাধ্যমে যুক্ত করতে হতো, তাই ইঞ্জিনিয়ার সংযোগস্থলে কিছু ফিলেট ওয়েল্ড যোগ করার সিদ্ধান্ত নেন। যেহেতু বোল্টগুলো তখনও যথাস্থানে ছিল, তাই মূল পরিকল্পনা ছিল শুধু অতিরিক্ত শক্তি নতুন স্টিলে স্থানান্তরের জন্য প্রয়োজনীয় ওয়েল্ডগুলো যোগ করা, এই প্রত্যাশায় যে লোডের ৫০% বোল্টগুলোর মধ্য দিয়ে এবং বাকি ৫০% নতুন ওয়েল্ডগুলোর মধ্য দিয়ে যাবে। এটি কি গ্রহণযোগ্য?
প্রথমে ধরে নেওয়া যাক যে, বর্তমানে কানেকশনটিতে কোনো স্ট্যাটিক লোড প্রয়োগ করা নেই। এই ক্ষেত্রে, AWS D1.1-এর অনুচ্ছেদ ২.৬.৩ প্রযোজ্য হবে।
এই বিয়ারিং ধরনের জোড়ে, ওয়েল্ড এবং বোল্টকে ভার বহনকারী হিসেবে বিবেচনা করা যায় না, তাই নির্দিষ্ট ওয়েল্ডের আকার অবশ্যই স্থির এবং গতিশীল উভয় প্রকার ভার বহনের জন্য যথেষ্ট বড় হতে হবে। এই উদাহরণে বোল্টগুলোর ভারবহন ক্ষমতা বিবেচনা করা যায় না, কারণ স্থির ভার ছাড়া সংযোগটি একটি শিথিল অবস্থায় থাকবে। সম্পূর্ণ ভার প্রয়োগ করা হলে ওয়েল্ডটি (যা অর্ধেক ভার বহনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে) প্রাথমিকভাবে ফেটে যায়। এরপর বোল্টটি, যা অর্ধেক ভার স্থানান্তরের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, ভারটি স্থানান্তর করার চেষ্টা করে এবং ভেঙে যায়।
আরও ধরে নিন যে একটি স্থির লোড প্রয়োগ করা হয়েছে। এছাড়াও, ধরে নেওয়া হয় যে বিদ্যমান সংযোগটি বর্তমান স্থায়ী লোড বহন করার জন্য যথেষ্ট। এই ক্ষেত্রে, অনুচ্ছেদ ৮.৩.৭ ডি১.১ প্রযোজ্য। নতুন ওয়েল্ডগুলোকে শুধুমাত্র বর্ধিত স্থির এবং সাধারণ সচল লোড সহ্য করতে হবে। বিদ্যমান স্থির লোডগুলো বিদ্যমান যান্ত্রিক ফাস্টেনারগুলোর উপর আরোপ করা যেতে পারে।
স্থির ভারের অধীনে সংযোগটি ঝুলে যায় না। বরং, বোল্টগুলো তাদের ভার নিজেরাই বহন করে। সংযোগটিতে কিছুটা পিছলে গেছে। তাই, ঝালাই ব্যবহার করা যেতে পারে এবং সেগুলো গতিশীল ভারও বহন করতে পারে।
“এটি কি গ্রহণযোগ্য?”—এই প্রশ্নের উত্তর লোডের অবস্থার উপর নির্ভর করে। প্রথম ক্ষেত্রে, স্থির লোড না থাকলে উত্তরটি হবে নেতিবাচক। দ্বিতীয় পরিস্থিতির নির্দিষ্ট শর্তাধীনে, উত্তরটি হলো হ্যাঁ।
শুধুমাত্র একটি স্থির লোড প্রয়োগ করা হলেই সবসময় কোনো সিদ্ধান্তে আসা সম্ভব নয়। স্থির লোডের মাত্রা, বিদ্যমান যান্ত্রিক সংযোগের পর্যাপ্ততা এবং প্রান্তিক লোডের প্রকৃতি—তা স্থির হোক বা চক্রীয়—উত্তরটি পরিবর্তন করতে পারে।
ডুয়েন কে. মিলার, এমডি, পিই, ২২৮০১ সেন্ট ক্লেয়ার এভিনিউ, ক্লিভল্যান্ড, ওএইচ ৪৪১১৭-১১৯৯, ওয়েল্ডিং টেকনোলজি সেন্টার ম্যানেজার, লিংকন ইলেকট্রিক কোম্পানি, www.lincolnelectric.com। লিংকন ইলেকট্রিক বিশ্বব্যাপী ওয়েল্ডিং সরঞ্জাম এবং ওয়েল্ডিং কনজিউমেবলস উৎপাদন করে। ওয়েল্ডিং টেকনোলজি সেন্টারের প্রকৌশলী এবং প্রযুক্তিবিদরা গ্রাহকদের ওয়েল্ডিং সমস্যা সমাধানে সহায়তা করেন।
আমেরিকান ওয়েল্ডিং সোসাইটি, ৫৫০ এনডব্লিউ লেজুন রোড, মিয়ামি, এফএল ৩৩১২৬-৫৬৭১, ফোন ৩০৫-৪৪৩-৯৩৫৩, ফ্যাক্স ৩০৫-৪৪৩-৭৫৫৯, ওয়েবসাইট www.aws.org।
এএসটিএম ইন্টারন্যাশনাল, ১০০ ব্যার হারবার ড্রাইভ, ওয়েস্ট কনশোহোকেন, পিএ ১৯৪২৮-২৯৫৯, ফোন ৬১০-৮৩২-৯৫৮৫, ফ্যাক্স ৬১০-৮৩২-৯৫৫৫, ওয়েবসাইট www.astm.org।
আমেরিকান স্টিল স্ট্রাকচারস অ্যাসোসিয়েশন, ওয়ান ই. ওয়াকার ড্রাইভ, স্যুইট ৩১০০, শিকাগো, আইএল ৬০৬০১-২০০১, ফোন ৩১২-৬৭০-২৪০০, ফ্যাক্স ৩১২-৬৭০-৫৪০৩, ওয়েবসাইট www.aisc.org।
ফ্যাব্রিকেটর হলো উত্তর আমেরিকার শীর্ষস্থানীয় স্টিল ফ্যাব্রিকেশন ও ফর্মিং ম্যাগাজিন। এই ম্যাগাজিনটি এমন সব সংবাদ, প্রযুক্তিগত প্রবন্ধ এবং সফলতার গল্প প্রকাশ করে, যা উৎপাদকদের তাদের কাজ আরও দক্ষতার সাথে করতে সক্ষম করে। ফ্যাব্রিকেটর ১৯৭০ সাল থেকে এই শিল্পে রয়েছে।
এখন দ্য ফ্যাব্রিকেটর ডিজিটাল সংস্করণে সম্পূর্ণ অ্যাক্সেসের মাধ্যমে মূল্যবান শিল্প সম্পদগুলিতে সহজে প্রবেশাধিকার পান।
দ্য টিউব অ্যান্ড পাইপ জার্নাল-এর ডিজিটাল সংস্করণটি এখন সম্পূর্ণরূপে প্রবেশযোগ্য, যা শিল্প খাতের মূল্যবান তথ্যাবলীতে সহজে প্রবেশাধিকার প্রদান করে।
মেটাল স্ট্যাম্পিং বাজারের জন্য সর্বশেষ প্রযুক্তি, সেরা অনুশীলন এবং শিল্প সংবাদ সম্বলিত স্ট্যাম্পিং জার্নালের সম্পূর্ণ ডিজিটাল অ্যাক্সেস পান।
এখন ‘The Fabricator en Español’-এর সম্পূর্ণ ডিজিটাল অ্যাক্সেসের মাধ্যমে, আপনি শিল্পের মূল্যবান রিসোর্সগুলো সহজেই অ্যাক্সেস করতে পারবেন।