Yn ferskate strukturele situaasjes kinne yngenieurs de sterkte moatte evaluearje fan gewrichten makke troch welds en meganyske befestigingen.Tsjintwurdich binne meganyske befestigingen meastentiids bouten, mar âldere ûntwerpen kinne klinknagels hawwe.
Dit kin barre by upgrades, ferbouwings, of ferbetterings oan in projekt.In nij ûntwerp kin fereaskje bolting en welding om gear te wurkjen yn in mienskiplike dêr't it materiaal wurde gearfoege wurdt earst bolted tegearre en dan laske te foarsjen folsleine sterkte oan de mienskiplike.
It bepalen fan de totale loadkapasiteit fan in mienskiplike is lykwols net sa ienfâldich as it optellen fan 'e som fan' e yndividuele komponinten (lassen, bouten en klinknagels).Sa'n oanname kin liede ta desastreus gefolgen.
Bolted ferbinings wurde beskreaun yn de American Institute of Steel Structures (AISC) Structurele Joint Specification, dy't brûkt ASTM A325 of A490 bouten as strakke mount, preload, of sliding kaai.
Draai strak oanskerpe ferbinings mei in slagmoersleutel of slotenmaker mei help fan in konvinsjonele dûbele-sided wrench om te soargjen dat de lagen binne yn strakke kontakt.Yn in foarspande ferbining wurde de bolten ynstalleare sadat se ûnderwurpen wurde oan signifikante treklasten, en de platen wurde ûnderwurpen oan kompresjelasten.
1. Draai de moer.De metoade foar it draaien fan 'e moer omfettet it oanlûken fan' e bout en dan draaie de moer in ekstra bedrach, dat hinget ôf fan 'e diameter en lingte fan' e bout.
2. Kalibrearje de kaai.De kalibrearre wrench metoade mjit it koppel dat is assosjearre mei bolt spanning.
3. Torsion type spanning oanpassing bout.Twist-off spanning bouten hawwe lytse studs oan 'e ein fan' e bout tsjinoer de holle.As it fereaske koppel wurdt berikt, wurdt de stud losmakke.
4. Rjochte pull index.Direkte spanning yndikatoaren binne spesjale washers mei ljeppers.It bedrach fan kompresje op 'e lug jout oan it nivo fan spanning tapast op' e bout.
Yn termen fan leken hannelje bouten as pinnen yn strakke en foarspande gewrichten, in protte as in koperen pin dy't in steapel perforearre papier byinoar hâldt.Krityske sliding gewrichten wurkje troch wriuwing: preload skept downforce, en wriuwing tusken de kontakt oerflak wurket gear om te wjerstean slipping fan de joint.It is as in binder dy't in steapel papieren byinoar hâldt, net omdat der gatten yn it papier slein wurde, mar om't de binder de papieren byinoar drukt en de wriuwing de steapel byinoar hâldt.
ASTM A325-bouten hawwe in minimale treksterkte fan 150 oant 120 kg per fjouwerkante inch (KSI), ôfhinklik fan de boutdiameter, wylst A490-bouten in treksterkte fan 150 oant 170-KSI hawwe moatte.Rivet gewrichten gedrage mear as strakke gewrichten, mar yn dit gefal, de pins binne klinknagels dy't typysk likernôch de helte sa sterk as in A325 bolt.
Ien fan twa dingen kin barre as in meganysk fêstmakke joint wurdt ûnderwurpen wurde oan skuorkrêften (as ien elemint hat de neiging om oer in oar te gliden troch in tapaste krêft).Bolten of klinknagels kinne oan 'e kanten fan' e gatten wêze, wêrtroch't de bouten of klinknagels tagelyk ôfskuorre.De twadde mooglikheid is dat de wriuwing feroarsake troch de clamping krêft fan de pretensioned befestigings kin wjerstean shear loads.Gjin slip wurdt ferwachte foar dizze ferbining, mar it is mooglik.
In strakke ferbining is akseptabel foar in protte tapassingen, om't in lichte slip kin de skaaimerken fan 'e ferbining net negatyf beynfloedzje.Tink bygelyks oan in silo ûntworpen om korrelige materiaal op te slaan.D'r kin in lichte slip wêze by it laden foar de earste kear.Sadree't slip optreedt, sil it net wer barre, om't alle folgjende loads fan deselde aard binne.
Load omkearing wurdt brûkt yn guon tapassingen, lykas doe't rotearjende eleminten wurde ûnderwurpen wurde oan wikseljende trek- en kompresje loads.In oar foarbyld is in bûgjend elemint ûnderwurpen oan folslein omkearde loads.As d'r in signifikante feroaring is yn 'e ladingrjochting, kin in foarladen ferbining nedich wêze om cyclyske slip te eliminearjen.Dizze slip liedt úteinlik ta mear slip yn 'e langwerpige gatten.
Guon gewrichten belibje in protte ladingssyklusen dy't liede kinne ta wurgens.It giet om parsen, kraansteunen en ferbiningen yn brêgen.Sliding krityske ferbinings binne nedich as de ferbining wurdt ûnderwurpen oan wurgens loads yn 'e omkearde rjochting.Foar dizze soarten betingsten is it tige wichtich dat it gewricht net slipet, sadat slip-krityske gewrichten nedich binne.
Besteande boutferbiningen kinne wurde ûntwurpen en produsearre neffens ien fan dizze noarmen.Rivet ferbinings wurde beskôge strak.
Welded gewrichten binne stiif.Solder gewrichten binne lestich.Oars as strakke bolted gewrichten, dat kin slip ûnder load, welds hoege net te spannen en fersprieden de tapaste lading foar in grut part.Yn 'e measte gefallen ferfoarmje meganyske befestigingen fan laske en lagertype net op deselde manier.
Wannear't welds wurde brûkt mei meganyske befestigingen, wurdt de lading oerbrocht troch it hurdere diel, sadat de weld hast alle lading kin drage, mei in heul bytsje dield mei de bout.Dêrom moat foarsichtich nommen wurde by it lassen, boltjen en klinken.Spesifikaasjes.AWS D1 lost it probleem fan it mingen fan meganyske befestigingen en welds.Spesifikaasje 1:2000 foar strukturele welding - stiel.Paragraaf 2.6.3 stelt dat foar klinknagels of bouten brûkt yn bearing-type gewrichten (dat wol sizze dêr't de bout of klinknagel fungearret as in pin), meganyske Fasteners moatte net beskôge wurde diele de lading mei de weld.As welding wurdt brûkt, moatte se wurde levere om de folsleine lading yn 'e ferbining te dragen.Lykwols, ferbinings laske oan ien elemint en riveted of bolted oan in oar elemint binne tastien.
By it brûken fan meganyske befestigingen fan lagertype en it tafoegjen fan welds, wurdt de draachkapasiteit fan 'e bout foar in grut part negeare.Neffens dizze bepaling moat de weld ûntwurpen wurde om alle loads oer te dragen.
Dit is yn wêzen itselde as AISC LRFD-1999, klausule J1.9.Lykwols, de Kanadeeske standert CAN / CSA-S16.1-M94 jout ek stand-alone gebrûk as de krêft fan 'e meganyske befestiging of bout is heger as dy fan welding.
Yn dizze saak binne trije kritearia konsekwint: de mooglikheden fan meganyske befestigingen fan it lagertype en de mooglikheden fan welds komme net op.
Seksje 2.6.3 fan AWS D1.1 besprekt ek situaasjes dêr't bouten en welds kinne wurde kombinearre yn in twa-dielige joint, lykas werjûn yn figuer 1. Welds oan de linkerkant, bolted oan de rjochterkant.De totale krêft fan welds en bouten kin hjir rekken holden wurde.Elk diel fan 'e heule ferbining wurket ûnôfhinklik.Sa, dizze koade is in útsûndering op it prinsipe befette yn it earste diel fan 2.6.3.
De krekt besprutsen regels jilde foar nijbou.Foar besteande struktueren stelt klausul 8.3.7 D1.1 dat as strukturele berekkeningen litte sjen dat in klinknagel of bout wurdt oerladen troch in nije totale lading, allinnich de besteande statyske lading moat wurde tawiisd oan it.
Deselde regels fereaskje dat as in klinknagel of bout wurdt allinnich oerladen mei statyske loads of ûnderwurpen wurde oan cyclic (wurgens) loads, genôch basis metaal en welds moatte wurde tafoege te stypjen de totale lading.
De ferdieling fan de lading tusken meganyske Fasteners en welds is akseptabel as de struktuer wurdt preloaded, mei oare wurden, as slipage bard tusken de ferbûn eleminten.Mar allinnich statyske loads kinne wurde pleatst op meganyske Fasteners.Live loads dy't liede kinne ta gruttere slip, moatte wurde beskerme troch it brûken fan welds dy't de folsleine lading kinne wjerstean.
Welds moatte brûkt wurde om alle tapaste of dynamyske lading te wjerstean.As meganyske befestigingen al oerladen binne, is it dielen fan lading net tastien.Under cyclic laden is load sharing net tastien, sûnt de lading kin liede ta permaninte slip en overload fan de weld.
yllustraasje.Beskôgje in lap joint dat wie oarspronklik bolted strak (sjoch figuer 2).De struktuer foeget ekstra krêft ta, en ferbiningen en Anschlüsse moatte wurde tafoege om dûbele sterkte te leverjen.Op fig.3 toant it basisplan foar it fersterkjen fan de eleminten.Hoe moat de ferbining makke wurde?
Om't it nije stiel troch kantellassen oan it âlde stiel ferbûn wurde moast, besleat de yngenieur om wat hoeklassen by de ferbining oan te bringen.Sûnt de bouten wiene noch yn plak, it oarspronklike idee wie te foegjen allinnich de welds nedich foar in oerdracht fan de ekstra macht oan de nije stiel, ferwachte 50% fan de lading te gean troch de bouten en 50% fan de lading te gean troch de nije welds.Is it akseptabel?
Litte wy earst oannimme dat der op it stuit gjin statyske loads wurde tapast op 'e ferbining.Yn dit gefal jildt paragraaf 2.6.3 fan AWS D1.1.
Yn dizze ferbining fan 'e lagertype kinne de las en de bout net beskôge wurde om de lading te dielen, sadat de oantsjutte weldgrutte grut genôch wêze moat om alle statyske en dynamyske lading te stypjen.De draachkapasiteit fan 'e bouten yn dit foarbyld kin net rekken holden wurde, om't sûnder statyske lading de ferbining yn in slack steat sil wêze.De weld (ûntwurpen om de helte fan 'e lading te dragen) brekt earst as de folsleine lading wurdt tapast.Dan besiket de bout, ek ûntworpen om de helte fan 'e lading oer te dragen, de lading oer te bringen en brekt.
Fierder oannimme dat in statyske lading wurdt tapast.Dêrneist wurdt der fan útgien dat de besteande ferbining genôch is om de besteande permaninte lading te dragen.Yn dit gefal jildt paragraaf 8.3.7 D1.1.Nije welds moatte allinnich fernear ferhege statyske en algemiene live loads.Besteande deade loads kinne wurde tawiisd oan besteande meganyske befestigingen.
Under konstante load sakke de ferbining net.Ynstee drage de bouten har lêst al.Der is wat slip west yn de ferbining.Dêrom kinne welds brûkt wurde en kinne se dynamyske loads oerdrage.
It antwurd op de fraach "Is dit akseptabel?"hinget ôf fan load betingsten.Yn it earste gefal, by it ûntbrekken fan in statyske lading, sil it antwurd negatyf wêze.Under de spesifike betingsten fan it twadde senario is it antwurd ja.
Krekt om't in statyske lading wurdt tapast, is it net altyd mooglik om in konklúzje te lûken.It nivo fan statyske loads, de adekwaatheid fan besteande meganyske ferbiningen, en de aard fan 'e einlasten - oft statysk as cyclysk - kin it antwurd feroarje.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, Welding Technology Center Manager, Lincoln Electric Company, www.lincolnelectric.com.Lincoln Electric produsearret welding apparatuer en welding verbruiksartikelen wrâldwiid.Yngenieurs en technici fan Welding Technology Center helpe klanten op te lossen weldingproblemen.
American Welding Society, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, telefoan 305-443-9353, faks 305-443-7559, webside www.aws.org.
ASTM Intl., 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, telefoan 610-832-9585, faks 610-832-9555, webside www.astm.org.
American Steel Structures Association, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Chicago, IL 60601-2001, phone 312-670-2400, fax 312-670-5403, website www.aisc.org.
FABRICATOR is it liedende tydskrift foar stielfabrikaasje en foarmjen fan Noard-Amearika.It tydskrift publisearret nijs, technyske artikels en súksesferhalen dy't fabrikanten ynskeakelje om har wurk effisjinter te dwaan.FABRICATOR is sûnt 1970 yn 'e yndustry.
No mei folsleine tagong ta The FABRICATOR digitale edysje, maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
De digitale edysje fan The Tube & Pipe Journal is no folslein tagonklik, en biedt maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
Krij folsleine digitale tagong ta it STAMPING Journal, mei de lêste technology, bêste praktiken en yndustrynijs foar de metalen stampingmerk.
No mei folsleine digitale tagong ta The Fabricator en Español, hawwe jo maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.