Në situata të ndryshme strukturore, inxhinierëve mund t'u duhet të vlerësojnë forcën e nyjeve të bëra nga saldimet dhe lidhësit mekanikë.Sot, lidhësit mekanikë janë zakonisht bulona, ​​por modelet më të vjetra mund të kenë thumba.
Kjo mund të ndodhë gjatë përmirësimeve, rinovimeve ose përmirësimeve të një projekti.Një dizajn i ri mund të kërkojë mbylljen dhe saldimin për të punuar së bashku në një bashkim ku materiali që do të bashkohet fillimisht bashkohet së bashku dhe më pas saldohet për t'i dhënë forcë të plotë bashkimit.
Megjithatë, përcaktimi i kapacitetit të ngarkesës totale të një bashkimi nuk është aq i thjeshtë sa mbledhja e shumës së përbërësve individualë (saldimet, bulonat dhe ribatina).Një supozim i tillë mund të çojë në pasoja katastrofike.
Lidhjet me bulona përshkruhen në Specifikimin Strukturor të nyjeve të Institutit Amerikan të Strukturave të Çelikut (AISC), i cili përdor bulonat ASTM A325 ose A490 si çelës të shtrënguar, parangarkues ose rrëshqitës.
Shtrëngoni lidhjet e shtrënguara fort me një çelës me goditje ose bravandreqës duke përdorur një çelës konvencional me dy anë për të siguruar që shtresat të jenë në kontakt të ngushtë.Në një lidhje të paranderur, bulonat janë instaluar në mënyrë që t'i nënshtrohen ngarkesave tërheqëse të konsiderueshme, dhe pllakat i nënshtrohen ngarkesave shtypëse.
1. Kthejeni arrë.Metoda e rrotullimit të dados përfshin shtrëngimin e bulonës dhe më pas rrotullimin e dados një sasi shtesë, e cila varet nga diametri dhe gjatësia e bulonës.
2. Kalibroni çelësin.Metoda e çelësit të kalibruar mat çift rrotullues që shoqërohet me tensionin e bulonave.
3. Rrufeja e rregullimit të tensionit të tipit të rrotullimit.Bulonat e tensionit të përdredhur kanë kunja të vogla në fundin e bulonës përballë kokës.Kur arrihet çift rrotullimi i kërkuar, kunja është zhvidhosuar.
4. Indeksi i tërheqjes së drejtë.Treguesit e tensionit të drejtpërdrejtë janë rondele speciale me skeda.Sasia e ngjeshjes në fole tregon nivelin e tensionit të aplikuar në bulon.
Në terma laik, bulonat veprojnë si kunjat në nyjet e ngushta dhe të tensionuara paraprakisht, njësoj si një kunj bronzi që mban së bashku një pirg letre të shpuar.Lidhjet rrëshqitëse kritike funksionojnë me fërkim: parangarkesa krijon forcë poshtë, dhe fërkimi ndërmjet sipërfaqeve të kontaktit funksionon së bashku për t'i rezistuar rrëshqitjes së bashkimit.Është si një lidhës që mban së bashku një pirg letrash, jo sepse janë hapur vrima në letër, por sepse lidhësi i shtyp letrat së bashku dhe fërkimi e mban pirgun së bashku.
Bulonat ASTM A325 kanë një forcë tërheqëse minimale prej 150 deri në 120 kg për inç katror (KSI), në varësi të diametrit të bulonave, ndërsa bulonat A490 duhet të kenë një forcë tërheqëse prej 150 deri në 170-KSI.Lidhjet e ribatinave sillen më shumë si nyje të ngushta, por në këtë rast, kunjat janë thumba që janë zakonisht rreth gjysma më e fortë se një bulon A325.
Një nga dy gjërat mund të ndodhë kur një bashkim i fiksuar mekanikisht i nënshtrohet forcave prerëse (kur një element tenton të rrëshqasë mbi një tjetër për shkak të një force të aplikuar).Bulonat ose ribatina mund të jenë në anët e vrimave, duke bërë që bulonat ose ribatina të prehen në të njëjtën kohë.Mundësia e dytë është që fërkimi i shkaktuar nga forca shtrënguese e lidhësve të paratensionuar mund t'i rezistojë ngarkesave prerëse.Nuk pritet asnjë rrëshqitje për këtë lidhje, por është e mundur.
Një lidhje e ngushtë është e pranueshme për shumë aplikacione, pasi një rrëshqitje e lehtë nuk mund të ndikojë negativisht në karakteristikat e lidhjes.Për shembull, merrni parasysh një kapanon të projektuar për të ruajtur materiale kokrrizore.Mund të ketë një rrëshqitje të lehtë kur ngarkohet për herë të parë.Pasi të ndodhë rrëshqitja, nuk do të ndodhë më, sepse të gjitha ngarkesat pasuese janë të së njëjtës natyrë.
Kthimi i ngarkesës përdoret në disa aplikime, të tilla si kur elementët rrotullues i nënshtrohen ngarkesave tërheqëse dhe shtypëse të alternuara.Një shembull tjetër është një element lakues që i nënshtrohet ngarkesave plotësisht të kundërta.Kur ka një ndryshim të rëndësishëm në drejtimin e ngarkesës, mund të kërkohet një lidhje e parangarkuar për të eliminuar rrëshqitjen ciklike.Kjo rrëshqitje përfundimisht çon në më shumë rrëshqitje në vrimat e zgjatura.
Disa nyje përjetojnë shumë cikle ngarkese të cilat mund të çojnë në lodhje.Këto përfshijnë presa, mbështetëse vinçi dhe lidhjet në ura.Lidhjet kritike rrëshqitëse kërkohen kur lidhja i nënshtrohet ngarkesave të lodhjes në drejtim të kundërt.Për këto lloj gjendjesh, është shumë e rëndësishme që nyja të mos rrëshqasë, prandaj nevojiten nyje kritike rrëshqitëse.
Lidhjet ekzistuese me bulona mund të projektohen dhe prodhohen sipas ndonjë prej këtyre standardeve.Lidhjet me thumba konsiderohen të ngushta.
Lidhjet e salduara janë të ngurtë.Lidhjet e saldimit janë të ndërlikuara.Ndryshe nga nyjet e ngushta me bulona, ​​të cilat mund të rrëshqasin nën ngarkesë, saldimet nuk duhet të shtrihen dhe shpërndajnë ngarkesën e aplikuar në një masë të madhe.Në shumicën e rasteve, lidhësit mekanikë të tipit të salduar dhe mbajtës nuk deformohen në të njëjtën mënyrë.
Kur saldimet përdoren me lidhëse mekanike, ngarkesa transferohet përmes pjesës më të vështirë, kështu që saldimi mund të mbajë pothuajse të gjithë ngarkesën, me shumë pak të përbashkëta me bulonën.Kjo është arsyeja pse duhet pasur kujdes gjatë saldimit, bulonave dhe thumbave.Specifikimet.AWS D1 zgjidh problemin e përzierjes së lidhësve mekanikë dhe saldimeve.Specifikimi 1:2000 për saldim strukturor – çeliku.Paragrafi 2.6.3 thotë se për ribatinat ose bulonat e përdorura në nyjet e tipit mbajtës (dmth. aty ku buloni ose ribatina vepron si një kunj), fiksuesit mekanikë nuk duhet të konsiderohen se ndajnë ngarkesën me saldimin.Nëse përdoret saldimi, ato duhet të sigurohen për të mbajtur ngarkesën e plotë në bashkim.Megjithatë, lejohen lidhjet e salduara në një element dhe të lidhura me thumba ose me bulona në një element tjetër.
Kur përdorni fiksues mekanikë të tipit mbajtës dhe shtoni saldime, kapaciteti mbajtës i bulonit neglizhohet kryesisht.Sipas kësaj dispozite, saldimi duhet të projektohet për të transferuar të gjitha ngarkesat.
Kjo është në thelb e njëjtë me AISC LRFD-1999, klauzola J1.9.Megjithatë, standardi kanadez CAN/CSA-S16.1-M94 gjithashtu lejon përdorimin e pavarur kur fuqia e fiksuesit mekanik ose bulonit është më e lartë se ajo e saldimit.
Në këtë çështje, tre kritere janë të qëndrueshme: mundësitë e fiksimeve mekanike të llojit mbajtës dhe mundësitë e saldimeve nuk bashkohen.
Seksioni 2.6.3 i AWS D1.1 diskuton gjithashtu situatat ku bulonat dhe saldimet mund të kombinohen në një bashkim dypjesësh, siç tregohet në figurën 1. Saldimet në të majtë, të lidhura me bulona në të djathtë.Fuqia totale e saldimeve dhe bulonave mund të merret parasysh këtu.Çdo pjesë e të gjithë lidhjes funksionon në mënyrë të pavarur.Kështu, ky kod është një përjashtim nga parimi i përfshirë në pjesën e parë të 2.6.3.
Rregullat e sapo diskutuara zbatohen për ndërtesat e reja.Për strukturat ekzistuese, pika 8.3.7 D1.1 thotë se kur llogaritjet strukturore tregojnë se një thumba ose rrufe do të mbingarkohet nga një ngarkesë totale e re, duhet t'i caktohet vetëm ngarkesa statike ekzistuese.
Të njëjtat rregulla kërkojnë që nëse një thumba ose rrufe mbingarkohet vetëm me ngarkesa statike ose i nënshtrohet ngarkesave ciklike (lodhjes), duhet të shtohen mjaftueshëm metal bazë dhe saldime për të mbështetur ngarkesën totale.
Shpërndarja e ngarkesës ndërmjet lidhësve mekanikë dhe saldimeve është e pranueshme nëse struktura është e ngarkuar paraprakisht, me fjalë të tjera, nëse ka ndodhur rrëshqitje midis elementëve të lidhur.Por vetëm ngarkesat statike mund të vendosen në lidhëset mekanike.Ngarkesat e gjalla që mund të çojnë në rrëshqitje më të madhe duhet të mbrohen me përdorimin e saldimeve të afta për të përballuar të gjithë ngarkesën.
Saldimet duhet të përdoren për të përballuar të gjitha ngarkesat e aplikuara ose dinamike.Kur lidhësit mekanikë janë tashmë të mbingarkuar, ndarja e ngarkesës nuk lejohet.Nën ngarkimin ciklik, ndarja e ngarkesës nuk lejohet, pasi ngarkesa mund të çojë në rrëshqitje të përhershme dhe mbingarkesë të saldimit.
ilustrim.Konsideroni një nyje prehër që fillimisht ishte mbyllur fort me bulona (shih Figurën 2).Struktura shton fuqi shtesë, dhe lidhjet dhe lidhësit duhet të shtohen për të siguruar forcë të dyfishtë.Në fig.3 tregon planin bazë për forcimin e elementeve.Si duhet të bëhet lidhja?
Meqenëse çeliku i ri duhej të bashkohej me çelikun e vjetër me saldime me fileto, inxhinieri vendosi të shtonte disa saldime me fileto në bashkim.Meqenëse bulonat ishin ende në vend, ideja fillestare ishte të shtonin vetëm saldimet e nevojshme për të transferuar fuqinë shtesë në çelikun e ri, duke pritur që 50% e ngarkesës të kalonte nëpër bulonat dhe 50% e ngarkesës të kalonte nëpër saldimet e reja.A është e pranueshme?
Së pari, le të supozojmë se aktualisht nuk aplikohen ngarkesa statike në lidhje.Në këtë rast, zbatohet paragrafi 2.6.3 i AWS D1.1.
Në këtë bashkim të tipit mbajtës, saldimi dhe bulon nuk mund të konsiderohen se ndajnë ngarkesën, kështu që madhësia e saldimit të specifikuar duhet të jetë mjaft e madhe për të mbështetur të gjithë ngarkesën statike dhe dinamike.Kapaciteti mbajtës i bulonave në këtë shembull nuk mund të merret parasysh, sepse pa një ngarkesë statike, lidhja do të jetë në gjendje të plogët.Saldimi (i projektuar për të mbajtur gjysmën e ngarkesës) fillimisht çahet kur aplikohet ngarkesa e plotë.Pastaj buloni, i projektuar gjithashtu për të transferuar gjysmën e ngarkesës, përpiqet të transferojë ngarkesën dhe prishet.
Më tej supozoni se është aplikuar një ngarkesë statike.Përveç kësaj, supozohet se lidhja ekzistuese është e mjaftueshme për të mbajtur ngarkesën ekzistuese të përhershme.Në këtë rast, zbatohet paragrafi 8.3.7 D1.1.Saldimet e reja duhet vetëm t'i rezistojnë ngarkesave të rritura statike dhe të përgjithshme të gjalla.Ngarkesat ekzistuese të vdekura mund t'u caktohen lidhësve mekanikë ekzistues.
Nën ngarkesë të vazhdueshme, lidhja nuk ulet.Në vend të kësaj, bulonat tashmë mbajnë ngarkesën e tyre.Ka pasur disa rrëshqitje në lidhje.Prandaj, saldimet mund të përdoren dhe ato mund të transmetojnë ngarkesa dinamike.
Përgjigja në pyetjen "A është e pranueshme kjo?"varet nga kushtet e ngarkesës.Në rastin e parë, në mungesë të një ngarkese statike, përgjigja do të jetë negative.Në kushtet specifike të skenarit të dytë, përgjigja është po.
Vetëm për shkak se aplikohet një ngarkesë statike, nuk është gjithmonë e mundur të nxirret një përfundim.Niveli i ngarkesave statike, përshtatshmëria e lidhjeve mekanike ekzistuese dhe natyra e ngarkesave fundore - qofshin statike apo ciklike - mund të ndryshojnë përgjigjen.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, Menaxher i Qendrës së Teknologjisë së Saldimit, Lincoln Electric Company, www.lincolnelectric.com.Lincoln Electric prodhon pajisje saldimi dhe materiale harxhuese saldimi në mbarë botën.Inxhinierët dhe teknikët e Qendrës së Teknologjisë së Saldimit ndihmojnë klientët të zgjidhin problemet e saldimit.
American Welding Society, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, telefon 305-443-9353, faks 305-443-7559, website www.aws.org.
ASTM Intl., 100 Barr Harbour Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, telefoni 610-832-9585, faksi 610-832-9555, faqja e internetit 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 është revista kryesore e fabrikimit dhe formimit të çelikut në Amerikën e Veriut.Revista publikon lajme, artikuj teknikë dhe histori suksesi që u mundësojnë prodhuesve të bëjnë punën e tyre në mënyrë më efikase.FABRICATOR ka qenë në industri që nga viti 1970.
Tani me akses të plotë në edicionin dixhital FABRICATOR, akses të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Edicioni dixhital i The Tube & Pipe Journal është tashmë plotësisht i aksesueshëm, duke siguruar qasje të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.
Merrni akses të plotë dixhital në revistën STAMPING, që përmban teknologjinë më të fundit, praktikat më të mira dhe lajmet e industrisë për tregun e stampimit të metaleve.
Tani me akses të plotë dixhital në The Fabricator en Español, ju keni akses të lehtë në burimet e vlefshme të industrisë.