Ing macem-macem kahanan struktural, insinyur bisa uga kudu ngevaluasi kekuwatan sambungan sing digawe dening las lan pengikat mekanik. Saiki, pengikat mekanik biasane baut, nanging desain lawas bisa uga duwe paku keling.
Iki bisa kedadeyan nalika nganyarke, renovasi, utawa nambah kualitas proyek. Desain anyar bisa uga mbutuhake baut lan pengelasan supaya bisa digunakake bebarengan ing sambungan ing ngendi bahan sing arep disambung dhisik dibaut banjur dilas kanggo menehi kekuatan lengkap ing sambungan kasebut.
Nanging, nemtokake kapasitas beban total sambungan ora semudah nambahake jumlah komponen individu (las, baut, lan paku keling). Anggapan kaya ngono bisa nyebabake akibat sing nggegirisi.
Sambungan sing dibaut diterangake ing Spesifikasi Sambungan Struktural American Institute of Steel Structures (AISC), sing nggunakake baut ASTM A325 utawa A490 minangka pemasangan sing rapet, preload, utawa kunci geser.
Kencengna sambungan sing kenceng nganggo kunci inggris utawa tukang kunci nganggo kunci inggris rong sisi konvensional kanggo mesthekake yen lapisan-lapisan kasebut kontak rapet. Ing sambungan prategang, baut dipasang supaya kena beban tarik sing signifikan, lan pelat kena beban tekan.
1. Puter mur. Cara muter mur yaiku ngencengi baut banjur muter mur kanthi jumlah tambahan, sing gumantung saka diameter lan dawa baut.
2. Kalibrasi kuncine. Cara kunci inggris sing dikalibrasi ngukur torsi sing ana gandhengane karo tegangan baut.
3. Baut pangaturan tegangan tipe torsi. Baut tegangan puteran duwe stud cilik ing pucuk baut sing madhep endhas. Nalika torsi sing dibutuhake wis tekan, stud kasebut dicopot.
4. Indeks tarikan lurus. Indikator tegangan langsung yaiku ring khusus nganggo tab. Jumlah kompresi ing lug nuduhake tingkat tegangan sing ditrapake ing baut.
Ing istilah umum, baut tumindak kaya pin ing sambungan sing kenceng lan wis dikencengi, kaya pin kuningan sing nyekel tumpukan kertas sing wis dilubangi. Sambungan geser sing penting kerjane kanthi gesekan: beban awal nggawe gaya mudhun, lan gesekan antarane permukaan kontak kerjane bebarengan kanggo nyegah slip sambungan. Iku kaya pengikat sing nyekel tumpukan kertas, ora amarga bolongan ing kertas dilubangi, nanging amarga pengikat mencet kertas bebarengan lan gesekan nyekel tumpukan kasebut bebarengan.
Baut ASTM A325 duwé kekuatan tarik minimal 150 nganti 120 kg saben inci persegi (KSI), gumantung saka diameter baut, déné baut A490 kudu duwé kekuatan tarik 150 nganti 170-KSI. Sambungan paku keling luwih kaya sambungan kenceng, nanging ing kasus iki, pin-pin kasebut yaiku paku keling sing biasane kira-kira setengah kuwat saka baut A325.
Salah siji saka rong perkara sing bisa kedadeyan nalika sambungan sing dipasang kanthi mekanis kena gaya geser (nalika salah sawijining elemen cenderung nggeser ing ndhuwur elemen liyane amarga gaya sing ditrapake). Baut utawa paku keling bisa ana ing sisih bolongan, sing nyebabake baut utawa paku keling kasebut geser bebarengan. Kemungkinan kapindho yaiku gesekan sing disebabake dening gaya penjepit saka pengikat sing wis diregangkan bisa nahan beban geser. Ora ana slip sing diarepake kanggo sambungan iki, nanging bisa uga.
Sambungan sing rapet bisa ditampa kanggo akeh aplikasi, amarga slip sing sithik ora bisa mengaruhi karakteristik sambungan kasebut. Contone, coba pikirake silo sing dirancang kanggo nyimpen bahan granular. Bisa uga ana slip sing sithik nalika dimuat kanggo pisanan. Sawise slip kedadeyan, ora bakal kedadeyan maneh, amarga kabeh beban sabanjure duwe sifat sing padha.
Pambalikan beban digunakake ing sawetara aplikasi, kayata nalika elemen sing muter kena beban tarik lan tekan sing gantian. Tuladha liyane yaiku elemen lentur sing kena beban sing diwalik kanthi lengkap. Nalika ana owah-owahan arah beban sing signifikan, sambungan sing wis dimuat sadurunge bisa uga dibutuhake kanggo ngilangi slip siklik. Slip iki pungkasane nyebabake luwih akeh slip ing bolongan sing dawa.
Sawetara sambungan ngalami akeh siklus beban sing bisa nyebabake kesel. Iki kalebu mesin pres, penyangga crane, lan sambungan ing jembatan. Sambungan kritis geser dibutuhake nalika sambungan kena beban kesel ing arah sing mbalikke. Kanggo kahanan kaya ngene iki, penting banget yen sambungan ora kepleset, mula sambungan kritis kepleset dibutuhake.
Sambungan baut sing wis ana bisa dirancang lan diprodhuksi miturut standar kasebut. Sambungan keling dianggep rapet.
Sambungan sing dilas iku kaku. Sambungan solder iku angel. Ora kaya sambungan baut sing rapet, sing bisa kepleset nalika kena beban, sambungan las ora kudu ngulur lan nyebarake beban sing ditrapake kanthi gedhe. Ing kasus paling umum, pengikat mekanik jinis las lan bantalan ora owah bentuk kanthi cara sing padha.
Nalika las digunakake nganggo pengikat mekanik, beban ditransfer liwat bagean sing luwih atos, saengga las bisa nggawa meh kabeh beban, kanthi sithik banget beban sing dienggo bareng karo baut. Pramila kudu ati-ati nalika ngelas, mbaut, lan ngukir. Spesifikasi. AWS D1 ngatasi masalah nyampur pengikat mekanik lan las. Spesifikasi 1:2000 kanggo las struktural - baja. Paragraf 2.6.3 nyatakake yen kanggo paku keling utawa baut sing digunakake ing sambungan jinis bantalan (yaiku ing ngendi baut utawa paku keling tumindak minangka pin), pengikat mekanik ora kudu dianggep nuduhake beban karo las. Yen ngelas digunakake, kudu disedhiyakake kanggo nggawa beban lengkap ing sambungan. Nanging, sambungan sing dilas menyang siji elemen lan dipaku utawa dibaut menyang elemen liyane diidini.
Nalika nggunakake pengikat mekanik jinis bantalan lan nambah las, kapasitas bantalan beban baut umume diabaikan. Miturut pranata iki, las kudu dirancang kanggo nransfer kabeh beban.
Iki sejatine padha karo AISC LRFD-1999, klausa J1.9. Nanging, standar Kanada CAN/CSA-S16.1-M94 uga ngidini panggunaan dhewe nalika daya pengikat mekanik utawa baut luwih dhuwur tinimbang daya pengelasan.
Ing prakara iki, ana telung kritéria sing konsisten: kemungkinan pengikat mekanik saka jinis bantalan lan kemungkinan las ora cocog.
Bagean 2.6.3 saka AWS D1.1 uga mbahas kahanan ing ngendi baut lan las bisa digabungake ing sambungan rong bagean, kaya sing dituduhake ing Gambar 1. Las ing sisih kiwa, dibaut ing sisih tengen. Daya total las lan baut bisa digatekake ing kene. Saben bagean saka kabeh sambungan beroperasi kanthi mandiri. Dadi, kode iki minangka pangecualian kanggo prinsip sing ana ing bagean pisanan saka 2.6.3.
Aturan sing nembe dirembug ditrapake kanggo bangunan anyar. Kanggo struktur sing wis ana, klausul 8.3.7 D1.1 nyatakake yen nalika perhitungan struktural nuduhake yen paku keling utawa baut bakal kelebihan beban dening beban total anyar, mung beban statis sing wis ana sing kudu diwenehake.
Aturan sing padha mbutuhake yen paku keling utawa baut mung dibebani beban statis utawa kena beban siklik (kelelahan), logam dasar lan las sing cukup kudu ditambahake kanggo ndhukung beban total.
Distribusi beban antarane pengikat mekanik lan las bisa ditampa yen struktur wis dibebani sadurunge, kanthi tembung liya, yen wis ana slip antarane elemen sing disambungake. Nanging mung beban statis sing bisa dilebokake ing pengikat mekanik. Beban urip sing bisa nyebabake slip sing luwih gedhe kudu dilindhungi kanthi nggunakake las sing bisa nahan kabeh beban.
Las kudu digunakake kanggo nahan kabeh beban sing ditrapake utawa dinamis. Nalika pengikat mekanik wis kelebihan beban, beban sing dienggo bareng ora diidini. Ing beban siklik, beban sing dienggo bareng ora diidini, amarga beban kasebut bisa nyebabake slip permanen lan kelebihan beban las.
ilustrasi. Coba bayangna sambungan pangkuan sing asline dibaut kenceng (waca Gambar 2). Struktur kasebut nambah daya ekstra, lan sambungan lan konektor kudu ditambahake kanggo menehi kekuatan kaping pindho. Ing gambar 3 nuduhake rencana dhasar kanggo nguatake elemen. Kepiye carane sambungan kasebut digawe?
Amarga baja anyar kudu disambung karo baja lawas nganggo las fillet, insinyur kasebut mutusake kanggo nambah sawetara las fillet ing sambungan kasebut. Amarga baut isih ana ing panggonane, ide asline yaiku mung nambah las sing dibutuhake kanggo nransfer daya ekstra menyang baja anyar, kanthi pangarep-arep 50% beban bakal ngliwati baut lan 50% beban bakal ngliwati las anyar. Apa bisa ditampa?
Ayo dianggep dhisik yen ora ana beban statis sing ditrapake ing sambungan kasebut. Ing kasus iki, paragraf 2.6.3 saka AWS D1.1 ditrapake.
Ing sambungan jinis bantalan iki, las lan baut ora bisa dianggep nuduhake beban, mula ukuran las sing ditemtokake kudu cukup gedhe kanggo nyangga kabeh beban statis lan dinamis. Kapasitas bantalan baut ing conto iki ora bisa digatekake, amarga tanpa beban statis, sambungan bakal kendur. Las (dirancang kanggo nanggung setengah beban) wiwitane pecah nalika beban lengkap ditrapake. Banjur baut, uga dirancang kanggo nransfer setengah beban, nyoba nransfer beban lan pecah.
Salajengipun, anggep beban statis dipun-ginakaken. Salajengipun, anggep sambungan ingkang sampun wonten cekap kanggé nahan beban permanen ingkang sampun wonten. Ing kasus punika, paragraf 8.3.7 D1.1 dipun-trapaken. Lasan énggal namung kedah nahan beban statis lan beban urip umum ingkang tambah. Beban mati ingkang sampun wonten saged dipun-ginakaken kanggé pengikat mekanik ingkang sampun wonten.
Ing beban sing tetep, sambungan ora kendur. Nanging, baut wis nanggung bebane. Ana sawetara slip ing sambungan kasebut. Mulane, las bisa digunakake lan bisa ngirim beban dinamis.
Wangsulan kanggo pitakonan "Apa iki bisa ditampa?" gumantung saka kahanan beban. Ing kasus sing pertama, tanpa beban statis, wangsulane bakal negatif. Ing kahanan tartamtu ing skenario kapindho, wangsulane yaiku ya.
Mung amarga beban statis ditrapake, ora mesthi bisa nggawe kesimpulan. Tingkat beban statis, kecukupan sambungan mekanik sing ana, lan sifat beban pungkasan—apa iku statis utawa siklik—bisa ngganti jawabane.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, Manajer Pusat Teknologi Pengelasan, Lincoln Electric Company, www.lincolnelectric.com. Lincoln Electric ngasilake peralatan pengelasan lan bahan habis pakai pengelasan ing saindenging jagad. Insinyur lan teknisi Pusat Teknologi Pengelasan mbantu para pelanggan ngatasi masalah pengelasan.
American Welding Society, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, telpon 305-443-9353, faks 305-443-7559, situs web www.aws.org.
ASTM Intl., 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, telpon 610-832-9585, faks 610-832-9555, situs web www.astm.org.
Asosiasi Struktur Baja Amerika, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Chicago, IL 60601-2001, telpon 312-670-2400, faks 312-670-5403, situs web www.aisc.org.
FABRICATOR kuwi majalah fabrikasi lan pembentukan baja sing unggul ing Amerika Utara. Majalah iki nerbitake pawarta, artikel teknis, lan crita sukses sing ndadekake para produsen bisa nindakake pegaweyane kanthi luwih efisien. FABRICATOR wis ana ing industri iki wiwit taun 1970.
Saiki kanthi akses lengkap menyang edisi digital The FABRICATOR, akses gampang menyang sumber daya industri sing terkenal.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal saiki wis bisa diakses kanthi lengkap, nyedhiyakake akses sing gampang menyang sumber daya industri sing terkenal.
Entuk akses digital lengkap menyang STAMPING Journal, sing nampilake teknologi paling anyar, praktik paling apik, lan warta industri kanggo pasar stamping logam.
Saiki kanthi akses digital lengkap menyang The Fabricator en Español, sampeyan duwe akses sing gampang menyang sumber daya industri sing terkenal.