વિવિધ માળખાકીય પરિસ્થિતિઓમાં, ઇજનેરોને વેલ્ડ્સ અને મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સ દ્વારા બનાવેલા સાંધાઓની મજબૂતાઈનું મૂલ્યાંકન કરવાની જરૂર પડી શકે છે.આજે, યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ સામાન્ય રીતે બોલ્ટ હોય છે, પરંતુ જૂની ડિઝાઇનમાં રિવેટ્સ હોઈ શકે છે.
આ અપગ્રેડ, નવીનીકરણ અથવા પ્રોજેક્ટના ઉન્નતીકરણ દરમિયાન થઈ શકે છે.નવી ડિઝાઇનમાં એકસાથે કામ કરવા માટે બોલ્ટિંગ અને વેલ્ડીંગની જરૂર પડી શકે છે જ્યાં જોડાવાની સામગ્રીને પહેલા એકસાથે બોલ્ટ કરવામાં આવે છે અને પછી સાંધાને સંપૂર્ણ તાકાત પૂરી પાડવા માટે વેલ્ડિંગ કરવામાં આવે છે.
જો કે, સંયુક્તની કુલ લોડ ક્ષમતા નક્કી કરવી એ વ્યક્તિગત ઘટકો (વેલ્ડ, બોલ્ટ અને રિવેટ્સ) નો સરવાળો ઉમેરવા જેટલું સરળ નથી.આવી ધારણા વિનાશક પરિણામો તરફ દોરી શકે છે.
અમેરિકન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ સ્ટીલ સ્ટ્રક્ચર્સ (AISC) સ્ટ્રક્ચરલ જોઈન્ટ સ્પેસિફિકેશનમાં બોલ્ટેડ કનેક્શનનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે, જે ASTM A325 અથવા A490 બોલ્ટનો ઉપયોગ ચુસ્ત માઉન્ટ, પ્રીલોડ અથવા સ્લાઇડિંગ કી તરીકે કરે છે.
સ્તરો ચુસ્ત સંપર્કમાં છે તેની ખાતરી કરવા માટે પરંપરાગત ડબલ-સાઇડેડ રેંચનો ઉપયોગ કરીને ઇમ્પેક્ટ રેન્ચ અથવા લોકસ્મિથ વડે ચુસ્તપણે ચુસ્ત જોડાણો સજ્જડ કરો.પ્રેસ્ટ્રેસ્ડ કનેક્શનમાં, બોલ્ટ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે જેથી તેઓ નોંધપાત્ર તાણના ભારને આધિન હોય, અને પ્લેટો સંકુચિત લોડને આધિન હોય.
1. અખરોટ ફેરવો.અખરોટને ફેરવવાની પદ્ધતિમાં બોલ્ટને કડક કરવાનો અને પછી અખરોટને વધારાની રકમ ફેરવવાનો સમાવેશ થાય છે, જે બોલ્ટના વ્યાસ અને લંબાઈ પર આધારિત છે.
2. કીને માપાંકિત કરો.માપાંકિત રેંચ પદ્ધતિ ટોર્કને માપે છે જે બોલ્ટ તણાવ સાથે સંકળાયેલ છે.
3. ટોર્સિયન પ્રકાર ટેન્શન એડજસ્ટમેન્ટ બોલ્ટ.ટ્વીસ્ટ-ઓફ ટેન્શન બોલ્ટમાં માથાની સામે બોલ્ટના છેડા પર નાના સ્ટડ હોય છે.જ્યારે જરૂરી ટોર્ક પહોંચી જાય છે, ત્યારે સ્ટડને સ્ક્રૂ કરવામાં આવે છે.
4. સ્ટ્રેટ પુલ ઇન્ડેક્સ.ડાયરેક્ટ ટેન્શન ઇન્ડિકેટર્સ ટેબ્સ સાથે ખાસ વોશર્સ છે.ઘૂંટણ પર કમ્પ્રેશનની માત્રા બોલ્ટ પર લાગુ તણાવનું સ્તર સૂચવે છે.
સામાન્ય માણસની પરિભાષામાં, બોલ્ટ્સ ચુસ્ત અને પૂર્વ-ટેન્શનવાળા સાંધામાં પિનની જેમ કાર્ય કરે છે, જેમ કે પિત્તળની પિન છિદ્રિત કાગળના સ્ટેકને એકસાથે પકડી રાખે છે.ક્રિટિકલ સ્લાઇડિંગ સાંધા ઘર્ષણ દ્વારા કાર્ય કરે છે: પ્રીલોડ ડાઉનફોર્સ બનાવે છે, અને સંપર્ક સપાટીઓ વચ્ચેનું ઘર્ષણ સંયુક્તના સ્લિપેજનો પ્રતિકાર કરવા માટે એકસાથે કામ કરે છે.તે એક બાઈન્ડર જેવું છે જે કાગળોના સ્ટેકને એકસાથે પકડી રાખે છે, એટલા માટે નહીં કે કાગળમાં છિદ્રો મારવામાં આવે છે, પરંતુ કારણ કે બાઈન્ડર કાગળોને એકસાથે દબાવે છે અને ઘર્ષણ સ્ટેકને એકસાથે પકડી રાખે છે.
ASTM A325 બોલ્ટ્સમાં બોલ્ટ વ્યાસના આધારે 150 થી 120 કિગ્રા પ્રતિ ચોરસ ઇંચ (KSI) ની લઘુત્તમ તાણ શક્તિ હોય છે, જ્યારે A490 બોલ્ટ્સમાં 150 થી 170-KSI ની તાણ શક્તિ હોવી આવશ્યક છે.રિવેટ સાંધા વધુ ચુસ્ત સાંધાની જેમ વર્તે છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં, પિન એ રિવેટ્સ છે જે સામાન્ય રીતે A325 બોલ્ટ જેટલા મજબૂત હોય છે.
જ્યારે યાંત્રિક રીતે બાંધેલા સાંધાને શીયર ફોર્સનો આધિન કરવામાં આવે છે ત્યારે બેમાંથી એક વસ્તુ થઈ શકે છે (જ્યારે એક તત્વ લાગુ બળને કારણે બીજા પર સરકવાનું વલણ ધરાવે છે).બોલ્ટ અથવા રિવેટ્સ છિદ્રોની બાજુઓ પર હોઈ શકે છે, જેના કારણે બોલ્ટ અથવા રિવેટ્સ એક જ સમયે કાપી નાખે છે.બીજી શક્યતા એ છે કે પ્રીટેન્શનવાળા ફાસ્ટનર્સના ક્લેમ્પિંગ બળને કારણે થતા ઘર્ષણ શીયર લોડનો સામનો કરી શકે છે.આ જોડાણ માટે કોઈ સ્લિપેજની અપેક્ષા નથી, પરંતુ તે શક્ય છે.
ચુસ્ત જોડાણ ઘણી એપ્લિકેશનો માટે સ્વીકાર્ય છે, કારણ કે સહેજ સ્લિપેજ કનેક્શનની લાક્ષણિકતાઓને પ્રતિકૂળ અસર કરી શકતું નથી.ઉદાહરણ તરીકે, દાણાદાર સામગ્રીને સંગ્રહિત કરવા માટે રચાયેલ સિલોને ધ્યાનમાં લો.પ્રથમ વખત લોડ કરતી વખતે થોડો સ્લિપેજ હોઈ શકે છે.એકવાર સ્લિપ થઈ જાય, તે ફરીથી બનશે નહીં, કારણ કે પછીના તમામ ભાર સમાન પ્રકૃતિના છે.
લોડ રિવર્સલનો ઉપયોગ કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં થાય છે, જેમ કે જ્યારે ફરતા તત્વો વૈકલ્પિક તાણ અને સંકુચિત લોડને આધિન હોય છે.બીજું ઉદાહરણ એ બેન્ડિંગ એલિમેન્ટ છે જે સંપૂર્ણપણે રિવર્સ લોડને આધિન છે.જ્યારે લોડ દિશામાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થાય છે, ત્યારે ચક્રીય સ્લિપને દૂર કરવા માટે પ્રીલોડેડ કનેક્શનની જરૂર પડી શકે છે.આ સ્લિપ આખરે વિસ્તરેલ છિદ્રોમાં વધુ સ્લિપ તરફ દોરી જાય છે.
કેટલાક સાંધાઓ ઘણા લોડ ચક્રનો અનુભવ કરે છે જે થાક તરફ દોરી શકે છે.આમાં પ્રેસ, ક્રેન સપોર્ટ અને પુલના જોડાણોનો સમાવેશ થાય છે.જ્યારે કનેક્શન વિપરીત દિશામાં થાકના ભારને આધિન હોય ત્યારે સ્લાઇડિંગ ક્રિટિકલ કનેક્શન્સ જરૂરી છે.આ પ્રકારની પરિસ્થિતિઓ માટે, તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કે સાંધા લપસી ન જાય, તેથી સ્લિપ-ક્રિટીકલ સાંધા જરૂરી છે.
હાલના બોલ્ટેડ કનેક્શન આમાંના કોઈપણ ધોરણો અનુસાર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત કરી શકાય છે.રિવેટ કનેક્શનને ચુસ્ત ગણવામાં આવે છે.
વેલ્ડેડ સાંધા સખત હોય છે.સોલ્ડર સાંધા મુશ્કેલ છે.ચુસ્ત બોલ્ટેડ સાંધાઓથી વિપરીત, જે ભાર હેઠળ સરકી શકે છે, વેલ્ડ્સને લાગુ પડતા ભારને મોટા પ્રમાણમાં ખેંચવાની અને વિતરિત કરવાની જરૂર નથી.મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, વેલ્ડેડ અને બેરિંગ પ્રકારના મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સ સમાન રીતે વિકૃત થતા નથી.
જ્યારે યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ સાથે વેલ્ડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ભારને સખત ભાગ દ્વારા સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, તેથી વેલ્ડ લગભગ તમામ ભારને વહન કરી શકે છે, બોલ્ટ સાથે ખૂબ જ ઓછા શેર કરવામાં આવે છે.તેથી જ વેલ્ડિંગ, બોલ્ટિંગ અને રિવેટિંગ કરતી વખતે કાળજી લેવી આવશ્યક છે.વિશિષ્ટતાઓ.AWS D1 મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સ અને વેલ્ડ્સના મિશ્રણની સમસ્યાને હલ કરે છે.માળખાકીય વેલ્ડીંગ માટે સ્પષ્ટીકરણ 1:2000 - સ્ટીલ.ફકરો 2.6.3 જણાવે છે કે બેરિંગ-પ્રકારના સાંધામાં વપરાતા રિવેટ્સ અથવા બોલ્ટ્સ માટે (એટલે ​​કે જ્યાં બોલ્ટ અથવા રિવેટ પિન તરીકે કાર્ય કરે છે), યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સને વેલ્ડ સાથે લોડ શેર કરવા માટે ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ નહીં.જો વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો તેમને સંયુક્તમાં સંપૂર્ણ ભાર વહન કરવા માટે પ્રદાન કરવું આવશ્યક છે.જો કે, એક તત્વ સાથે વેલ્ડેડ અને બીજા તત્વ સાથે રિવેટેડ અથવા બોલ્ટેડ જોડાણોને મંજૂરી છે.
બેરિંગ-પ્રકારના મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે અને વેલ્ડ્સ ઉમેરતી વખતે, બોલ્ટની લોડ-બેરિંગ ક્ષમતાને મોટાભાગે અવગણવામાં આવે છે.આ જોગવાઈ અનુસાર, વેલ્ડને તમામ લોડને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે ડિઝાઇન કરવું આવશ્યક છે.
આ આવશ્યકપણે AISC LRFD-1999, કલમ J1.9 જેવું જ છે.જો કે, કેનેડિયન સ્ટાન્ડર્ડ CAN/CSA-S16.1-M94 પણ જ્યારે યાંત્રિક ફાસ્ટનર અથવા બોલ્ટની શક્તિ વેલ્ડીંગ કરતા વધારે હોય ત્યારે એકલા ઉપયોગની મંજૂરી આપે છે.
આ બાબતમાં, ત્રણ માપદંડ સુસંગત છે: બેરિંગ પ્રકારના યાંત્રિક ફાસ્ટનિંગ્સની શક્યતાઓ અને વેલ્ડ્સની શક્યતાઓ ઉમેરાતી નથી.
AWS D1.1 ની કલમ 2.6.3 એવી પરિસ્થિતિઓની પણ ચર્ચા કરે છે કે જ્યાં બોલ્ટ અને વેલ્ડને બે ભાગમાં જોડી શકાય છે, આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. ડાબી બાજુના વેલ્ડ, જમણી બાજુએ બોલ્ટ.વેલ્ડ્સ અને બોલ્ટ્સની કુલ શક્તિ અહીં ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે.સમગ્ર જોડાણનો દરેક ભાગ સ્વતંત્ર રીતે કાર્ય કરે છે.આમ, આ કોડ 2.6.3 ના પહેલા ભાગમાં સમાયેલ સિદ્ધાંતનો અપવાદ છે.
હમણાં જ ચર્ચા કરાયેલા નિયમો નવી ઇમારતોને લાગુ પડે છે.હાલની રચનાઓ માટે, કલમ 8.3.7 D1.1 જણાવે છે કે જ્યારે માળખાકીય ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે રિવેટ અથવા બોલ્ટ નવા કુલ લોડ દ્વારા ઓવરલોડ થશે, ત્યારે તેને ફક્ત હાલનો સ્થિર લોડ સોંપવો જોઈએ.
સમાન નિયમો માટે જરૂરી છે કે જો રિવેટ અથવા બોલ્ટ માત્ર સ્થિર લોડ સાથે ઓવરલોડ થયેલ હોય અથવા ચક્રીય (થાક) લોડને આધિન હોય, તો કુલ ભારને ટેકો આપવા માટે પર્યાપ્ત બેઝ મેટલ અને વેલ્ડ્સ ઉમેરવામાં આવશ્યક છે.
મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સ અને વેલ્ડ્સ વચ્ચે લોડનું વિતરણ સ્વીકાર્ય છે જો માળખું પહેલાથી લોડ થયેલ હોય, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો કનેક્ટેડ તત્વો વચ્ચે સ્લિપેજ થયું હોય.પરંતુ યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ પર માત્ર સ્થિર લોડ મૂકી શકાય છે.લાઇવ લોડ્સ કે જે વધુ સ્લિપેજ તરફ દોરી શકે છે તે સમગ્ર ભારને ટકી શકે તેવા વેલ્ડના ઉપયોગ દ્વારા સુરક્ષિત હોવું આવશ્યક છે.
બધા લાગુ અથવા ગતિશીલ લોડિંગનો સામનો કરવા માટે વેલ્ડનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.જ્યારે યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ પહેલેથી જ ઓવરલોડ થાય છે, ત્યારે લોડ શેરિંગની મંજૂરી નથી.ચક્રીય લોડિંગ હેઠળ, લોડ શેરિંગની મંજૂરી નથી, કારણ કે લોડ કાયમી સ્લિપેજ અને વેલ્ડના ઓવરલોડ તરફ દોરી શકે છે.
ઉદાહરણ.લેપ જોઈન્ટને ધ્યાનમાં લો કે જે મૂળ રીતે ચુસ્ત રીતે બોલ્ટ કરવામાં આવ્યું હતું (આકૃતિ 2 જુઓ).માળખું વધારાની શક્તિ ઉમેરે છે, અને બમણી શક્તિ પ્રદાન કરવા માટે જોડાણો અને કનેક્ટર્સ ઉમેરવા જોઈએ.અંજીર પર.3 તત્વોને મજબૂત કરવા માટેની મૂળભૂત યોજના દર્શાવે છે.કનેક્શન કેવી રીતે બનાવવું જોઈએ?
નવા સ્ટીલને ફિલેટ વેલ્ડ દ્વારા જૂના સ્ટીલ સાથે જોડાવું પડતું હોવાથી, એન્જિનિયરે જોઈન્ટ પર કેટલાક ફિલેટ વેલ્ડ્સ ઉમેરવાનું નક્કી કર્યું.બોલ્ટ્સ હજુ પણ સ્થાને હોવાથી, મૂળ વિચાર ફક્ત વધારાની શક્તિને નવા સ્ટીલમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે જરૂરી વેલ્ડ ઉમેરવાનો હતો, જેમાં 50% ભાર બોલ્ટમાંથી પસાર થાય અને 50% ભાર નવા વેલ્ડમાંથી પસાર થાય તેવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે.તે સ્વીકાર્ય છે?
ચાલો પહેલા ધારીએ કે કનેક્શન પર હાલમાં કોઈ સ્થિર લોડ લાગુ કરવામાં આવ્યા નથી.આ કિસ્સામાં, AWS D1.1 નો ફકરો 2.6.3 લાગુ પડે છે.
આ બેરિંગ પ્રકારના જોઈન્ટમાં, વેલ્ડ અને બોલ્ટને લોડ વહેંચવા માટે ગણી શકાય નહીં, તેથી ઉલ્લેખિત વેલ્ડનું કદ તમામ સ્થિર અને ગતિશીલ લોડને ટેકો આપવા માટે પૂરતું મોટું હોવું જોઈએ.આ ઉદાહરણમાં બોલ્ટ્સની બેરિંગ ક્ષમતા ધ્યાનમાં લઈ શકાતી નથી, કારણ કે સ્થિર લોડ વિના, કનેક્શન ઢીલું સ્થિતિમાં હશે.જ્યારે સંપૂર્ણ ભાર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે વેલ્ડ (અડધો ભાર વહન કરવા માટે રચાયેલ) શરૂઆતમાં ફાટી જાય છે.પછી બોલ્ટ, અડધા ભારને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે પણ રચાયેલ છે, લોડ અને વિરામને સ્થાનાંતરિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે.
આગળ ધારો કે સ્થિર લોડ લાગુ થયેલ છે.વધુમાં, એવું માનવામાં આવે છે કે વર્તમાન કનેક્શન હાલના કાયમી ભારને વહન કરવા માટે પૂરતું છે.આ કિસ્સામાં, ફકરો 8.3.7 D1.1 લાગુ પડે છે.નવા વેલ્ડ્સને માત્ર વધેલા સ્થિર અને સામાન્ય લાઇવ લોડ્સનો સામનો કરવાની જરૂર છે.હાલના ડેડ લોડ્સ હાલના મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સને સોંપી શકાય છે.
સતત લોડ હેઠળ, કનેક્શન ઝૂલતું નથી.તેના બદલે, બોલ્ટ્સ પહેલેથી જ તેમનો ભાર સહન કરે છે.કનેક્શનમાં થોડી ગરબડ થઈ છે.તેથી, વેલ્ડનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અને તેઓ ગતિશીલ લોડને પ્રસારિત કરી શકે છે.
પ્રશ્નનો જવાબ "શું આ સ્વીકાર્ય છે?"લોડ શરતો પર આધાર રાખે છે.પ્રથમ કિસ્સામાં, સ્થિર લોડની ગેરહાજરીમાં, જવાબ નકારાત્મક હશે.બીજા દૃશ્યની ચોક્કસ શરતો હેઠળ, જવાબ હા છે.
માત્ર એક સ્થિર લોડ લાગુ કરવાને કારણે, નિષ્કર્ષ દોરવાનું હંમેશા શક્ય નથી.સ્થિર લોડનું સ્તર, હાલના યાંત્રિક જોડાણોની પર્યાપ્તતા અને અંતિમ લોડની પ્રકૃતિ - પછી ભલે તે સ્થિર હોય કે ચક્રીય - જવાબ બદલી શકે છે.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી સેન્ટર મેનેજર, લિંકન ઇલેક્ટ્રિક કંપની, www.lincolnelectric.com.લિંકન ઇલેક્ટ્રીક વિશ્વભરમાં વેલ્ડીંગ સાધનો અને વેલ્ડીંગ ઉપભોજ્ય વસ્તુઓનું ઉત્પાદન કરે છે.વેલ્ડીંગ ટેક્નોલોજી સેન્ટરના ઈજનેરો અને ટેકનિશિયન ગ્રાહકોને વેલ્ડીંગની સમસ્યાઓ ઉકેલવામાં મદદ કરે છે.
અમેરિકન વેલ્ડીંગ સોસાયટી, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, ફોન 305-443-9353, ફેક્સ 305-443-7559, વેબસાઇટ www.aws.org.
ASTM Intl., 100 Barr Harbor Drive, West Conshhocken, PA 19428-2959, ફોન 610-832-9585, ફેક્સ 610-832-9555, વેબસાઇટ www.astm.org.
અમેરિકન સ્ટીલ સ્ટ્રક્ચર્સ એસોસિએશન, વન ઇ. વેકર ડ્રાઇવ, સ્યુટ 3100, શિકાગો, IL 60601-2001, ફોન 312-670-2400, ફેક્સ 312-670-5403, વેબસાઇટ www.aisc.org.
ફેબ્રિકેટર એ ઉત્તર અમેરિકાનું અગ્રણી સ્ટીલ ફેબ્રિકેશન અને ફોર્મિંગ મેગેઝિન છે.મેગેઝિન સમાચાર, તકનીકી લેખો અને સફળતાની વાર્તાઓ પ્રકાશિત કરે છે જે ઉત્પાદકોને તેમનું કાર્ય વધુ અસરકારક રીતે કરવા સક્ષમ બનાવે છે.ફેબ્રિકેટર 1970 થી ઉદ્યોગમાં છે.
હવે FABRICATOR ડિજિટલ એડિશનની સંપૂર્ણ ઍક્સેસ સાથે, મૂલ્યવાન ઉદ્યોગ સંસાધનોની સરળ ઍક્સેસ.
ધ ટ્યુબ એન્ડ પાઈપ જર્નલની ડિજિટલ આવૃત્તિ હવે સંપૂર્ણપણે સુલભ છે, જે મૂલ્યવાન ઉદ્યોગ સંસાધનોની સરળ ઍક્સેસ પ્રદાન કરે છે.
મેટલ સ્ટેમ્પિંગ માર્કેટ માટે નવીનતમ તકનીક, શ્રેષ્ઠ પ્રથાઓ અને ઉદ્યોગ સમાચાર દર્શાવતી સ્ટેમ્પિંગ જર્નલની સંપૂર્ણ ડિજિટલ ઍક્સેસ મેળવો.
હવે The Fabricator en Español ની સંપૂર્ણ ડિજિટલ ઍક્સેસ સાથે, તમારી પાસે મૂલ્યવાન ઉદ્યોગ સંસાધનોની સરળ ઍક્સેસ છે.