Տարբեր կառուցվածքային իրավիճակներում ինժեներներին կարող է անհրաժեշտ լինել գնահատել եռակցման և մեխանիկական ամրացումների միջոցով ստեղծված հոդերի ամրությունը:Այսօր մեխանիկական ամրացումները սովորաբար պտուտակներ են, բայց ավելի հին նմուշները կարող են ունենալ գամեր:
Դա կարող է տեղի ունենալ ծրագրի արդիականացման, վերանորոգման կամ կատարելագործման ժամանակ:Նոր դիզայնը կարող է պահանջել պտուտակներ և եռակցում, որպեսզի համատեղ աշխատեն մի հանգույցում, որտեղ միացման նյութը սկզբում պտտվում է իրար, այնուհետև եռակցվում է միացմանը լիարժեք ամրություն ապահովելու համար:
Այնուամենայնիվ, հոդերի ընդհանուր բեռնվածքի հզորությունը որոշելը այնքան էլ պարզ չէ, որքան առանձին բաղադրիչների (եռակցման, պտուտակների և գամների) գումարը:Նման ենթադրությունը կարող է հանգեցնել աղետալի հետեւանքների։
Պտուտակային միացումները նկարագրված են Ամերիկյան պողպատե կոնստրուկցիաների ինստիտուտի (AISC) կառուցվածքային հոդերի տեխնիկական բնութագրում, որն օգտագործում է ASTM A325 կամ A490 պտուտակներ որպես ամուր ամրակցող, նախաբեռնված կամ սահող բանալին:
Սերտորեն սեղմված միացումները սեղմեք հարվածային բանալին կամ փականագործը, օգտագործելով սովորական երկկողմանի բանալին, որպեսզի համոզվեք, որ շերտերը ամուր շփման մեջ են:Նախալարված միացումում պտուտակները տեղադրվում են այնպես, որ դրանք ենթարկվում են զգալի առաձգական բեռների, իսկ թիթեղները ենթարկվում են սեղմման:
1. Պտտեցնել ընկույզը:Ընկույզը պտտելու մեթոդը ներառում է պտուտակն ամրացնելը և այնուհետև ընկույզը լրացուցիչ պտտել, որը կախված է պտուտակի տրամագծից և երկարությունից:
2. Կալիբրացնել բանալին:Կալիբրացված պտուտակաբանալի մեթոդը չափում է պտույտի ձգման հետ կապված ոլորող մոմենտը:
3. Պտուտակային տիպի լարվածության ճշգրտման պտուտակ:Պտտվող լարման պտուտակները գլխի դիմաց գտնվող պտուտակի ծայրին փոքր գամասեղներ ունեն:Երբ հասնում է պահանջվող ոլորող մոմենտը, գամասեղը հանվում է պտուտակով:
4. Ուղիղ ձգման ինդեքս:Ուղղակի լարվածության ցուցիչները հատուկ լվացարաններ են ներդիրներով:Կցամասի վրա սեղմման չափը ցույց է տալիս պտուտակի վրա կիրառվող լարվածության մակարդակը:
Աշխարհիկ լեզվով ասած՝ պտուտակները գործում են այնպես, ինչպես կապում են ամուր և նախապես լարված հոդերի մեջ, շատ նման է արույրե կապին, որը միասին պահում է ծակոտկեն թղթի բուրգը:Կրիտիկական լոգարիթմական հոդերը աշխատում են շփման միջոցով. նախաբեռնումը ստեղծում է ներքև ուժ, իսկ շփման մակերևույթների միջև շփումը գործում է միասին՝ դիմակայելու հոդերի սայթաքմանը:Դա նման է կապակապի, որը թղթերի կույտ է պահում ոչ թե այն պատճառով, որ թղթի վրա անցքեր են բացվում, այլ այն պատճառով, որ կապակցիչը սեղմում է թղթերն իրար, և շփումը պահում է կույտը:
ASTM A325 պտուտակները ունեն նվազագույն առաձգական ուժ 150-ից 120 կգ մեկ քառակուսի դյույմ (KSI)՝ կախված պտուտակի տրամագծից, մինչդեռ A490 պտուտակները պետք է ունենան 150-ից 170-KSI առաձգական ուժ:Գետային հոդերը իրենց ավելի շատ նման են ամուր հոդերի, բայց այս դեպքում քորոցները գամեր են, որոնք սովորաբար մոտավորապես կիսով չափ ամուր են, քան A325 պտուտակը:
Երկու բաներից մեկը կարող է տեղի ունենալ, երբ մեխանիկորեն ամրացված հոդը ենթարկվում է կտրող ուժերի (երբ մի տարրը հակված է սահելու մյուսի վրայով կիրառվող ուժի պատճառով):Հեղույսները կամ գամերը կարող են լինել անցքերի կողքերում, ինչի հետևանքով պտուտակները կամ գամերը միաժամանակ կտրվում են:Երկրորդ հավանականությունն այն է, որ նախապես ձգվող ամրացումների սեղմիչ ուժի հետևանքով առաջացած շփումը կարող է դիմակայել կտրող բեռներին:Այս կապի համար սայթաքում չի սպասվում, բայց հնարավոր է։
Ամուր կապը ընդունելի է բազմաթիվ ծրագրերի համար, քանի որ աննշան սայթաքումը չի կարող բացասաբար ազդել կապի բնութագրերի վրա:Օրինակ, հաշվի առեք մի սիլոս, որը նախատեսված է հատիկավոր նյութեր պահելու համար:Առաջին անգամ բեռնելիս կարող է լինել թեթև սայթաքում:Երբ սայթաքումը տեղի ունենա, դա այլևս չի կրկնվի, քանի որ բոլոր հետագա բեռները նույն բնույթն են կրում:
Բեռի հակադարձումը օգտագործվում է որոշ կիրառություններում, օրինակ, երբ պտտվող տարրերը ենթարկվում են փոփոխվող առաձգական և սեղմման բեռների:Մեկ այլ օրինակ է ճկման տարրը, որը ենթարկվում է լիովին հակադարձ բեռների:Երբ բեռնվածքի ուղղության զգալի փոփոխություն կա, կարող է պահանջվել նախապես բեռնված միացում՝ ցիկլային սայթաքումը վերացնելու համար:Այս սայթաքումն ի վերջո հանգեցնում է երկարաձգված անցքերի ավելի մեծ սայթաքման:
Որոշ հոդեր ունենում են ծանրաբեռնվածության բազմաթիվ ցիկլեր, որոնք կարող են հանգեցնել հոգնածության:Դրանք ներառում են մամլիչներ, կռունկների հենարաններ և միացումներ կամուրջներում:Սահող կրիտիկական միացումներ են պահանջվում, երբ միացումը հակառակ ուղղությամբ ենթարկվում է հոգնածության բեռների:Այս տեսակի պայմանների համար շատ կարևոր է, որ հոդը չսահի, ուստի անհրաժեշտ են սայթաքուն կրիտիկական հոդեր:
Գոյություն ունեցող պտուտակավոր կապերը կարող են նախագծվել և արտադրվել այս ստանդարտներից որևէ մեկի համաձայն:Գետերի միացումները համարվում են ամուր:
Եռակցված հոդերը կոշտ են:Զոդման հոդերը բարդ են:Ի տարբերություն ամուր պտուտակավոր հոդերի, որոնք կարող են սայթաքել ծանրաբեռնվածության տակ, եռակցումները չպետք է ձգվեն և մեծ չափով բաշխեն կիրառվող բեռը:Շատ դեպքերում եռակցված և կրող տիպի մեխանիկական ամրացումները նույն կերպ չեն դեֆորմացվում:
Երբ եռակցումն օգտագործվում է մեխանիկական ամրացումների հետ, բեռը փոխանցվում է ավելի կոշտ մասի միջով, այնպես որ եռակցումը կարող է կրել գրեթե ամբողջ բեռը, իսկ պտուտակով կիսվելով շատ քիչ:Այդ իսկ պատճառով պետք է զգույշ լինել եռակցման, պտուտակների և գամման ժամանակ:Տեխնիկական պայմաններ.AWS D1-ը լուծում է մեխանիկական ամրացումների և եռակցման մասերի խառնման խնդիրը:Տեխնիկական 1:2000 կառուցվածքային եռակցման համար պողպատ.2.6.3 պարագրաֆում ասվում է, որ առանցքակալի տիպի հոդերի մեջ օգտագործվող գամների կամ պտուտակների համար (այսինքն, որտեղ պտուտակը կամ գամը հանդես են գալիս որպես քոր), չպետք է համարել, որ մեխանիկական ամրացնողները բեռը կիսում են եռակցման հետ:Եթե ​​օգտագործվում է եռակցում, ապա դրանք պետք է տրամադրվեն միացումում ամբողջ բեռը կրելու համար:Այնուամենայնիվ, մի տարրին եռակցված և մեկ այլ տարրի վրա ամրացված կամ պտուտակավոր միացումներ թույլատրվում են:
Կրող տիպի մեխանիկական ամրացումներ օգտագործելիս և եռակցումներ ավելացնելիս պտուտակի կրող հզորությունը հիմնականում անտեսվում է:Այս դրույթի համաձայն, եռակցումը պետք է նախագծված լինի բոլոր բեռները փոխանցելու համար:
Սա ըստ էության նույնն է, ինչ AISC LRFD-1999, կետ J1.9:Այնուամենայնիվ, կանադական ստանդարտ CAN/CSA-S16.1-M94-ը նաև թույլ է տալիս ինքնուրույն օգտագործել, երբ մեխանիկական ամրացման կամ պտուտակի հզորությունը ավելի բարձր է, քան եռակցումը:
Այս հարցում երեք չափանիշները համահունչ են՝ կրող տեսակի մեխանիկական ամրացումների հնարավորությունները և եռակցման հնարավորությունները չեն գումարվում:
AWS D1.1-ի 2.6.3 բաժինը նաև քննարկում է այն իրավիճակները, երբ պտուտակները և եռակցումները կարող են համակցվել երկու մասից բաղկացած միացության մեջ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում: Եռակցումները ձախ կողմում, պտուտակավոր աջ կողմում:Այստեղ կարելի է հաշվի առնել եռակցման և պտուտակների ընդհանուր հզորությունը:Ամբողջ կապի յուրաքանչյուր մաս գործում է ինքնուրույն:Այսպիսով, այս օրենսգիրքը բացառություն է 2.6.3-ի առաջին մասում պարունակվող սկզբունքից:
Քննարկված կանոնները վերաբերում են նորակառույցներին։Գոյություն ունեցող կառույցների համար 8.3.7 Դ1.1 կետում ասվում է, որ երբ կառուցվածքային հաշվարկները ցույց են տալիս, որ գամը կամ պտուտակը ծանրաբեռնված կլինի նոր ընդհանուր բեռով, ապա դրան պետք է վերագրվի միայն առկա ստատիկ բեռը:
Նույն կանոնները պահանջում են, որ եթե գամը կամ պտուտակը միայն ծանրաբեռնված է ստատիկ բեռներով կամ ենթարկվում է ցիկլային (հոգնածության) բեռների, ապա պետք է ավելացվեն բավականաչափ հիմնական մետաղներ և եռակցումներ՝ ընդհանուր բեռը պահելու համար:
Բեռի բաշխումը մեխանիկական ամրացումների և եռակցման կետերի միջև ընդունելի է, եթե կառուցվածքը նախապես բեռնված է, այլ կերպ ասած, եթե միացված տարրերի միջև տեղի է ունեցել սայթաքում:Բայց միայն ստատիկ բեռներ կարող են տեղադրվել մեխանիկական ամրացումների վրա:Կենդանի բեռները, որոնք կարող են հանգեցնել ավելի մեծ սայթաքման, պետք է պաշտպանված լինեն եռակցման միջոցով, որը կարող է դիմակայել ամբողջ բեռին:
Եռակցումները պետք է օգտագործվեն բոլոր կիրառական կամ դինամիկ բեռներին դիմակայելու համար:Երբ մեխանիկական ամրացումներն արդեն ծանրաբեռնված են, բեռի բաշխումն անթույլատրելի է:Ցիկլային բեռնման դեպքում բեռի փոխանակումը չի թույլատրվում, քանի որ բեռը կարող է հանգեցնել եռակցման մշտական ​​սայթաքման և ծանրաբեռնվածության:
նկարազարդում.Դիտարկենք մի կողային միացում, որն ի սկզբանե ամուր ամրացված էր պտուտակով (տես Նկար 2):Կառուցվածքը ավելացնում է լրացուցիչ ուժ, և պետք է ավելացվեն միացումներ և միակցիչներ՝ կրկնակի ուժ ապահովելու համար:Նկ.3-ը ցույց է տալիս տարրերի ամրապնդման հիմնական պլանը:Ինչպե՞ս պետք է կապը հաստատվի:
Քանի որ նոր պողպատը պետք է միացվեր հին պողպատին ֆիլեային եռակցման միջոցով, ինժեները որոշեց ավելացնել մի քանի ֆիլե եռակցման հանգույցներ:Քանի որ պտուտակները դեռ տեղում էին, սկզբնական գաղափարն էր ավելացնել միայն եռակցումները, որոնք անհրաժեշտ էին լրացուցիչ ուժը նոր պողպատին փոխանցելու համար՝ ակնկալելով, որ բեռի 50%-ը կանցնի պտուտակների միջով, իսկ բեռի 50%-ը՝ նոր զոդումներով:Ընդունելի՞ է։
Նախ ենթադրենք, որ ներկայումս միացման վրա ստատիկ բեռներ չեն կիրառվում:Այս դեպքում կիրառվում է AWS D1.1-ի 2.6.3 պարբերությունը:
Այս առանցքակալի տիպի միացումում եռակցումը և պտուտակը չեն կարող համարվել, որ կիսում են բեռը, ուստի նշված եռակցման չափը պետք է բավականաչափ մեծ լինի, որպեսզի ապահովի ամբողջ ստատիկ և դինամիկ բեռը:Այս օրինակում պտուտակների կրող հզորությունը հնարավոր չէ հաշվի առնել, քանի որ առանց ստատիկ բեռի կապը կլինի անփույթ վիճակում:Եռակցումը (նախատեսված է բեռի կեսը կրելու համար) սկզբում պատռվում է, երբ կիրառվում է ամբողջ բեռը:Այնուհետև պտուտակը, որը նույնպես նախատեսված է բեռի կեսը փոխանցելու համար, փորձում է տեղափոխել բեռը և կոտրվում է։
Հետագայում ենթադրենք, որ կիրառվում է ստատիկ բեռ:Բացի այդ, ենթադրվում է, որ գոյություն ունեցող կապը բավարար է գոյություն ունեցող մշտական ​​բեռը կրելու համար:Այս դեպքում կիրառվում է 8.3.7 Դ1.1 կետը:Նոր զոդումներին անհրաժեշտ է միայն դիմակայել ստատիկ և ընդհանուր կենդանի բեռների ավելացմանը:Գոյություն ունեցող մեռած բեռները կարող են վերագրվել գոյություն ունեցող մեխանիկական ամրացումներին:
Մշտական ​​ծանրաբեռնվածության դեպքում կապը չի ընկնում:Փոխարենը, պտուտակներն արդեն կրում են իրենց բեռը։Կապի մեջ որոշակի սայթաքում է տեղի ունեցել:Հետեւաբար, welds կարող են օգտագործվել, եւ նրանք կարող են փոխանցել դինամիկ բեռներ:
«Արդյո՞ք սա ընդունելի է» հարցի պատասխանը.կախված է բեռի պայմաններից.Առաջին դեպքում ստատիկ բեռի բացակայության դեպքում պատասխանը բացասական կլինի։Երկրորդ սցենարի կոնկրետ պայմաններում պատասխանը այո է։
Պարզապես այն պատճառով, որ ստատիկ բեռ է կիրառվում, միշտ չէ, որ հնարավոր է եզրակացություն անել:Ստատիկ բեռների մակարդակը, առկա մեխանիկական միացումների համապատասխանությունը և վերջնական բեռների բնույթը՝ ստատիկ, թե ցիկլային, կարող են փոխել պատասխանը:
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-ն ամբողջ աշխարհում արտադրում է եռակցման սարքավորումներ և եռակցման ծախսվող նյութեր:Եռակցման տեխնոլոգիական կենտրոնի ինժեներներն ու տեխնիկները օգնում են հաճախորդներին լուծել եռակցման խնդիրները:
American Welding Society, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, հեռախոս 305-443-9353, ֆաքս 305-443-7559, կայք www.aws.org:
ASTM Intl., 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, հեռախոս 610-832-9585, ֆաքս 610-832-9555, կայք www.astm.org:
Ամերիկյան Steel Structures Association, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Chicago, IL 60601-2001, հեռախոս 312-670-2400, ֆաքս 312-670-5403, կայք www.aisc.org:
FABRICATOR-ը Հյուսիսային Ամերիկայի առաջատար պողպատի արտադրության և ձևավորման ամսագիրն է:Ամսագիրը հրապարակում է նորություններ, տեխնիկական հոդվածներ և հաջողության պատմություններ, որոնք արտադրողներին հնարավորություն են տալիս ավելի արդյունավետ կատարել իրենց աշխատանքը:FABRICATOR-ը արդյունաբերության մեջ է 1970 թվականից:
Այժմ The FABRICATOR թվային հրատարակության լիարժեք հասանելիությամբ, արդյունաբերության արժեքավոր ռեսուրսների հեշտ հասանելիությամբ:
The Tube & Pipe Journal-ի թվային հրատարակությունն այժմ լիովին հասանելի է՝ ապահովելով հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ:
Ստացեք ամբողջական թվային մուտք դեպի STAMPING ամսագիր, որը ներկայացնում է վերջին տեխնոլոգիաները, լավագույն փորձը և արդյունաբերության նորությունները մետաղական դրոշմման շուկայի համար:
Այժմ The Fabricator en Español-ի ամբողջական թվային հասանելիությամբ դուք հեշտությամբ կարող եք մուտք գործել արդյունաբերության արժեքավոր ռեսուրսներ: