Sa iba't ibang mga sitwasyon sa istruktura, maaaring kailanganin ng mga inhinyero na suriin ang lakas ng mga joints na ginawa ng mga welds at mechanical fasteners.Ngayon, ang mga mekanikal na fastener ay karaniwang mga bolts, ngunit ang mga mas lumang disenyo ay maaaring may mga rivet.
Maaaring mangyari ito sa panahon ng mga pag-upgrade, pagsasaayos, o pagpapahusay sa isang proyekto.Ang isang bagong disenyo ay maaaring mangailangan ng bolting at welding upang gumana nang magkasama sa isang joint kung saan ang materyal na pagsasama ay unang pinagsama-sama at pagkatapos ay hinangin upang magbigay ng buong lakas sa joint.
Gayunpaman, ang pagtukoy sa kabuuang kapasidad ng pagkarga ng isang joint ay hindi kasing simple ng pagdaragdag ng kabuuan ng mga indibidwal na bahagi (welds, bolts, at rivets).Ang ganitong palagay ay maaaring humantong sa mga mapaminsalang kahihinatnan.
Ang mga bolted na koneksyon ay inilalarawan sa American Institute of Steel Structures (AISC) Structural Joint Specification, na gumagamit ng ASTM A325 o A490 bolts bilang tight mount, preload, o sliding key.
Higpitan ang mahigpit na humigpit na koneksyon gamit ang impact wrench o locksmith gamit ang isang kumbensyonal na double-sided wrench upang matiyak na ang mga layer ay nasa mahigpit na pagkakadikit.Sa isang prestressed na koneksyon, ang mga bolts ay naka-install upang sila ay sumailalim sa mga makabuluhang tensile load, at ang mga plates ay sumasailalim sa compressive load.
1. I-on ang nut.Ang paraan ng pag-ikot ng nut ay nagsasangkot ng paghihigpit sa bolt at pagkatapos ay i-on ang nut ng karagdagang halaga, na depende sa diameter at haba ng bolt.
2. I-calibrate ang susi.Ang na-calibrate na paraan ng wrench ay sumusukat sa metalikang kuwintas na nauugnay sa pag-igting ng bolt.
3. Torsion type tension adjustment bolt.Ang twist-off tension bolts ay may maliliit na studs sa dulo ng bolt sa tapat ng ulo.Kapag naabot ang kinakailangang metalikang kuwintas, ang stud ay aalisin ng takip.
4. Tuwid na pull index.Ang mga direktang tagapagpahiwatig ng pag-igting ay mga espesyal na washer na may mga tab.Ang dami ng compression sa lug ay nagpapahiwatig ng antas ng pag-igting na inilapat sa bolt.
Sa mga termino ng karaniwang tao, ang mga bolts ay kumikilos tulad ng mga pin sa masikip at pre-tensioned joints, katulad ng isang brass pin na pinagsasama-sama ang isang stack ng butas-butas na papel.Ang mga kritikal na sliding joint ay gumagana sa pamamagitan ng friction: ang preload ay lumilikha ng downforce, at ang friction sa pagitan ng mga contact surface ay nagtutulungan upang labanan ang pagdulas ng joint.Ito ay tulad ng isang panali na pinagsasama-sama ang isang stack ng mga papel, hindi dahil sa mga butas na butas sa papel, ngunit dahil ang binder ay nagdidikit sa mga papel at ang friction ay humahawak sa stack.
Ang ASTM A325 bolts ay may pinakamababang tensile strength na 150 hanggang 120 kg per square inch (KSI), depende sa bolt diameter, habang ang A490 bolts ay dapat magkaroon ng tensile strength na 150 hanggang 170-KSI.Ang mga rivet joint ay kumikilos nang higit na parang masikip na joints, ngunit sa kasong ito, ang mga pin ay mga rivet na karaniwang halos kalahati ng lakas ng isang A325 bolt.
Ang isa sa dalawang bagay ay maaaring mangyari kapag ang isang mechanically fastened joint ay sumasailalim sa shear forces (kapag ang isang elemento ay may posibilidad na dumausdos sa isa pa dahil sa isang inilapat na puwersa).Ang mga bolts o rivet ay maaaring nasa gilid ng mga butas, na nagiging sanhi ng paggugupit ng mga bolts o rivet sa parehong oras.Ang pangalawang posibilidad ay ang friction na dulot ng clamping force ng pretensioned fasteners ay makatiis sa shear load.Walang inaasahang slippage para sa koneksyon na ito, ngunit posible ito.
Ang isang mahigpit na koneksyon ay katanggap-tanggap para sa maraming mga aplikasyon, dahil ang bahagyang pagdulas ay hindi maaaring makaapekto sa mga katangian ng koneksyon.Halimbawa, isaalang-alang ang isang silo na idinisenyo upang mag-imbak ng butil-butil na materyal.Maaaring may bahagyang pagkadulas kapag naglo-load sa unang pagkakataon.Kapag nangyari ang pagdulas, hindi na ito mauulit, dahil ang lahat ng kasunod na pagkarga ay pareho ang kalikasan.
Ang pag-reversal ng load ay ginagamit sa ilang mga aplikasyon, tulad ng kapag ang mga umiikot na elemento ay sumasailalim sa mga alternating tensile at compressive load.Ang isa pang halimbawa ay isang baluktot na elemento na sumasailalim sa ganap na reverse load.Kapag may makabuluhang pagbabago sa direksyon ng pagkarga, maaaring kailanganin ang isang preloaded na koneksyon upang maalis ang cyclic slip.Ang slip na ito ay humahantong sa mas maraming slip sa mga pahabang butas.
Ang ilang mga joints ay nakakaranas ng maraming load cycle na maaaring humantong sa pagkapagod.Kabilang dito ang mga press, crane support at koneksyon sa mga tulay.Ang mga sliding na kritikal na koneksyon ay kinakailangan kapag ang koneksyon ay sumasailalim sa fatigue load sa baligtad na direksyon.Para sa mga ganitong uri ng kondisyon, napakahalaga na ang joint ay hindi madulas, kaya kailangan ang mga slip-critical joints.
Ang mga kasalukuyang bolted na koneksyon ay maaaring idisenyo at gawin sa alinman sa mga pamantayang ito.Ang mga koneksyon ng rivet ay itinuturing na mahigpit.
Ang mga welded joint ay matibay.Ang mga solder joint ay nakakalito.Hindi tulad ng masikip na bolted joints, na maaaring madulas sa ilalim ng load, ang mga welds ay hindi kailangang mag-stretch at ipamahagi ang inilapat na load sa isang malaking lawak.Sa karamihan ng mga kaso, ang mga welded at bearing type na mga mekanikal na fastener ay hindi nababago sa parehong paraan.
Kapag ang mga weld ay ginagamit sa mga mekanikal na fastener, ang load ay inililipat sa mas mahirap na bahagi, kaya ang weld ay maaaring dalhin ang halos lahat ng load, na may napakakaunting ibinabahagi sa bolt.Iyon ang dahilan kung bakit kailangang mag-ingat kapag hinang, bolting at riveting.Mga pagtutukoy.Niresolba ng AWS D1 ang problema sa paghahalo ng mga mechanical fastener at welds.Pagtutukoy 1:2000 para sa structural welding - bakal.Ang talata 2.6.3 ay nagsasaad na para sa mga rivet o bolts na ginagamit sa mga bearing-type na joints (ibig sabihin, kung saan ang bolt o rivet ay gumaganap bilang isang pin), ang mga mekanikal na fastener ay hindi dapat ituring na kabahagi ng load sa weld.Kung ginagamit ang welding, dapat itong ibigay upang dalhin ang buong karga sa joint.Gayunpaman, pinapayagan ang mga koneksyon na hinangin sa isang elemento at riveted o bolted sa isa pang elemento.
Kapag gumagamit ng mga bearing-type na mekanikal na fastener at pagdaragdag ng mga welds, ang kapasidad na nagdadala ng pagkarga ng bolt ay higit na napapabayaan.Ayon sa probisyong ito, ang weld ay dapat na idinisenyo upang ilipat ang lahat ng mga load.
Ito ay mahalagang kapareho ng AISC LRFD-1999, sugnay J1.9.Gayunpaman, pinapayagan din ng Canadian standard na CAN/CSA-S16.1-M94 ang stand-alone na paggamit kapag ang kapangyarihan ng mechanical fastener o bolt ay mas mataas kaysa sa welding.
Sa bagay na ito, tatlong pamantayan ang pare-pareho: ang mga posibilidad ng mekanikal na mga fastenings ng uri ng tindig at ang mga posibilidad ng mga welds ay hindi nagdaragdag.
Tinatalakay din ng Seksyon 2.6.3 ng AWS D1.1 ang mga sitwasyon kung saan ang mga bolts at welds ay maaaring pagsamahin sa isang dalawang-bahaging joint, tulad ng ipinapakita sa Figure 1. Mga welds sa kaliwa, bolted sa kanan.Ang kabuuang lakas ng mga welds at bolts ay maaaring isaalang-alang dito.Ang bawat bahagi ng buong koneksyon ay gumagana nang nakapag-iisa.Kaya, ang code na ito ay isang pagbubukod sa prinsipyong nilalaman sa unang bahagi ng 2.6.3.
Ang mga tuntuning tinalakay pa lang ay nalalapat sa mga bagong gusali.Para sa mga umiiral na istruktura, ang sugnay 8.3.7 D1.1 ay nagsasaad na kapag ang mga kalkulasyon ng istruktura ay nagpapakita na ang isang rivet o bolt ay ma-overload ng isang bagong kabuuang pagkarga, tanging ang umiiral na static na pagkarga lamang ang dapat na italaga dito.
Ang parehong mga patakaran ay nag-aatas na kung ang isang rivet o bolt ay na-overload lamang ng mga static na load o sumasailalim sa cyclic (fatigue) load, ang sapat na base metal at welds ay dapat idagdag upang suportahan ang kabuuang load.
Ang pamamahagi ng load sa pagitan ng mga mekanikal na fastener at welds ay katanggap-tanggap kung ang istraktura ay na-preloaded, sa madaling salita, kung ang slippage ay naganap sa pagitan ng mga konektadong elemento.Ngunit ang mga static load lamang ang maaaring ilagay sa mga mekanikal na fastener.Ang mga live load na maaaring humantong sa mas malaking slippage ay dapat protektahan ng paggamit ng mga welds na may kakayahang makayanan ang buong load.
Ang mga weld ay dapat gamitin upang mapaglabanan ang lahat ng inilapat o dynamic na pagkarga.Kapag na-overload na ang mga mekanikal na fastener, hindi pinapayagan ang pagbabahagi ng pagkarga.Sa ilalim ng cyclic loading, hindi pinapayagan ang pagbabahagi ng load, dahil ang load ay maaaring humantong sa permanenteng slippage at overload ng weld.
paglalarawan.Isaalang-alang ang isang lap joint na orihinal na naka-bolt nang mahigpit (tingnan ang Larawan 2).Ang istraktura ay nagdaragdag ng dagdag na kapangyarihan, at ang mga koneksyon at konektor ay dapat idagdag upang magbigay ng dobleng lakas.Sa fig.3 ay nagpapakita ng pangunahing plano para sa pagpapalakas ng mga elemento.Paano dapat gawin ang koneksyon?
Dahil ang bagong bakal ay kailangang idugtong sa lumang bakal sa pamamagitan ng fillet welds, nagpasya ang engineer na magdagdag ng ilang fillet welds sa joint.Dahil ang mga bolts ay nasa lugar pa rin, ang orihinal na ideya ay upang magdagdag lamang ng mga welds na kailangan upang ilipat ang dagdag na kapangyarihan sa bagong bakal, umaasa na 50% ng load ay dadaan sa mga bolts at 50% ng load na dumaan sa mga bagong welds.Ito ay katanggap-tanggap?
Ipagpalagay muna natin na walang static load ang kasalukuyang inilalapat sa koneksyon.Sa kasong ito, nalalapat ang talata 2.6.3 ng AWS D1.1.
Sa ganitong uri ng bearing joint, ang weld at bolt ay hindi maituturing na magbahagi ng load, kaya ang tinukoy na laki ng weld ay dapat sapat na malaki upang suportahan ang lahat ng static at dynamic na load.Ang kapasidad ng tindig ng mga bolts sa halimbawang ito ay hindi maaaring isaalang-alang, dahil walang static na pagkarga, ang koneksyon ay nasa isang maluwag na estado.Ang weld (na idinisenyo upang dalhin ang kalahati ng load) sa simula ay pumutok kapag ang buong load ay inilapat.Pagkatapos ang bolt, na idinisenyo din upang ilipat ang kalahati ng pagkarga, ay sumusubok na ilipat ang pagkarga at masira.
Ipagpalagay pa na may inilapat na static load.Bilang karagdagan, ipinapalagay na ang umiiral na koneksyon ay sapat upang dalhin ang umiiral na permanenteng pagkarga.Sa kasong ito, nalalapat ang talata 8.3.7 D1.1.Ang mga bagong weld ay kailangan lamang na makatiis sa tumaas na static at pangkalahatang mga live load.Ang mga kasalukuyang patay na load ay maaaring italaga sa mga umiiral na mechanical fastener.
Sa ilalim ng patuloy na pag-load, ang koneksyon ay hindi lumubog.Sa halip, dinadala na ng mga bolts ang kanilang karga.Nagkaroon ng ilang slippage sa koneksyon.Samakatuwid, ang mga welds ay maaaring gamitin at maaari silang magpadala ng mga dynamic na pagkarga.
Ang sagot sa tanong na "Katanggap-tanggap ba ito?"depende sa kondisyon ng pagkarga.Sa unang kaso, sa kawalan ng static na pagkarga, ang sagot ay magiging negatibo.Sa ilalim ng mga partikular na kondisyon ng pangalawang senaryo, ang sagot ay oo.
Dahil lamang sa isang static na pagkarga ay inilapat, ito ay hindi palaging posible upang makagawa ng isang konklusyon.Ang antas ng mga static na load, ang kasapatan ng mga kasalukuyang mekanikal na koneksyon, at ang katangian ng mga end load—static man o cyclic—ay maaaring magbago ng sagot.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, Welding Technology Center Manager, Lincoln Electric Company, www.lincolnelectric.com.Ang Lincoln Electric ay gumagawa ng welding equipment at welding consumables sa buong mundo.Tinutulungan ng mga inhinyero at technician ng Welding Technology Center ang mga customer na malutas ang mga problema sa welding.
American Welding Society, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, telepono 305-443-9353, fax 305-443-7559, website www.aws.org.
ASTM Intl., 100 Barr Harbour Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, telepono 610-832-9585, fax 610-832-9555, website www.astm.org.
American Steel Structures Association, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Chicago, IL 60601-2001, telepono 312-670-2400, fax 312-670-5403, website www.aisc.org.
Ang FABRICATOR ay ang nangungunang steel fabrication at bumubuo ng magazine ng North America.Naglalathala ang magazine ng mga balita, teknikal na artikulo at mga kwento ng tagumpay na nagbibigay-daan sa mga tagagawa na gawin ang kanilang trabaho nang mas mahusay.Ang FABRICATOR ay nasa industriya mula noong 1970.
Ngayon na may ganap na access sa The FABRICATOR digital edition, madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Ang digital na edisyon ng The Tube & Pipe Journal ay ganap nang naa-access, na nagbibigay ng madaling pag-access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.
Kumuha ng ganap na digital na access sa STAMPING Journal, na nagtatampok ng pinakabagong teknolohiya, pinakamahusay na kagawian at balita sa industriya para sa metal stamping market.
Ngayon na may ganap na digital na access sa The Fabricator en Español, mayroon kang madaling access sa mahahalagang mapagkukunan ng industriya.