سازه های فلزی و نقش اتصالات پیچ و مهره در تقویت و یکپارچگی آن

نقش اتصالات پیچ و مهره در تقویت و یکپارچگی سازه‌های فلزی

امروزه برای ساخت سازه‌های فلزی و اتصال اجزای آن از روش های مختلفی استفاده می کنند، از جمله این روش‌ها می توان به اتصالات جوشی و اتصالات پیچ و مهره اشاره کرد. قبل از اتصالات پیچ و مهره ای از اتصالات پرچی استفاده می شد که یکی از بزرگترین مشکلات آن، شل شدن پرچ ها بر اثر لرزش و در مرور زمان بود.

اطمینان از سلامتی جوش در سازه های فلزی

اتصالات جوشی یکی از روش‌های متداول اتصال در سازه های فلزیاست، اما این نوع اتصال دارای معایبی است که شامل موارد زیر می‌شود:

  • نیاز به نیروی کار ماهر
  • هزینه بالا که شامل تجهیزات مثل دستگاه‌های جوشکاری و همچنین مصرف بالای برق می‌باشد که هزینه اتصالات را به نسبت از اتصالات پیچ و مهره‌ای بیشتر می‌کند.
  • نیاز به بازرسی مداوم اتصالات جوشی و حصول اطمینان از سلامتی جوش
  • عدم امکان تعویض و جداسازی اتصالات جوشی در صورت بروز هرگونه مشکل
  • آسیب پذیری بر اثر وقوع زلزله و یا لرزش های ساختمانی

امروزه، سازه‌های استاندارد فلزی به سمت استفاده از پیچ و مهره فورج سرد پیش می‌روند. در این مقاله به مزایا و دلایل استفاده از این نوع اتصالات اشاره شده است. مزایای اتصالات پیچ و مهره فورج سرد در سازه‌های فلزی به شرح زیر است:

  • روند نصب سازه را می‌توان سریع تر انجام داد.
  • مهارت و دانش بالایی نیاز ندارد.
  • اتصالات شامل نویز نیست
  • استفاده سریعتر از سازه در صورت اتصال پیچ و مهره امکان پذیر است.
  • تغییر آرایش اجزای سازه و جایگزین کردن در صورت نیاز امکان پذیر است.
  • فضای کار کمتر مورد نیاز است.
  • تحت کنترل بودن پیچش اعمال شده (پیش تنیدگی)

انواع اتصال نیرو در اتصالات پیچ و مهره

نکته حائز اهمیتی که باید به آن توجه داشت این است که پیچ و مهره‌‌ها نیروی فشاری را منتقل نمی‌کنند و دو نوع رفتار دارند.
رفتار برشی : ایجاد نیروی برشی یا لنگرپیچشی باعث رفتار برشی در پیچ‌ها می‌شود.

رفتار کششی: ایجاد نیروی کششی یا لنگر خمشی باعث رفتار کششی در پیچ‌ها می‌شود.

انتخاب نوع اتصال پیچ و مهره مناسب بستگی به نوع بارگذاری و شرایط کاربری دارد که بیانگر اهمیت شناخت رفتارهای برشی و کششی در اتصالات پیچ و مهره است.

انواع سوراخ ها در اتصالات پیچ و مهره سازه های فلزی

در اتصالات پیچ و مهره‌ای، انواع مختلفی از سوراخ‌ها برای نصب پیچ‌ها بر روی قطعات استفاده می‌شود. هر نوع سوراخ بر اساس نیاز و شرایط خاص اتصال، انتخاب می‌شود تا اتصال پیچ و مهره به بهترین شکل و با کیفیت مناسب انجام شود. انواع سوراخ‌ها در اتصالات پیچ و مهره‌ای شامل موارد زیر می‌باشد:

  • سوراخ استاندارد گرد (STD) این سوراخ برای اتصال اصطکاکی کاربرد دارد
  • سوراخ بزرگ شده گرد (OVS) سوراخ بزرگ شده گرد را نباید برای اتصال اتکایی به کار برد و فقط استفاده از آن در اتصال اصطکاکی مجاز است
  • سوراخ لوبیایی بلند (LSL)  نوع بلند سوراخ برای اتصالات اصطکاکی و اتکایی مجاز است با این تفاوت که در اتصال اصطکاکی فقط برای ورق اتصال مناسب است.
  • سوراخ لوبیایی نوع کوتاه (SSL) سوراخ لوبیایی کوتاه برای اتصالات اصطکاکی پیچ ها استفاده می‌شود اما در اتصال اتکایی باید بر امتداد نیرو عمود باشد.
  • سوراخ لوبیایی عمود برجهت نیرو (NSL)   که هر دو جهت نیرو عمودند.

اتصالات در همه سازه‌ها از جمله سازه‌های فولادی یکی از اجزای مهم سازه به شمار می‌آید و عامل اصلی یکپارچگی عملکرد سیستم سازه‌ای هستند. بطور کلی نوع در فشار اتصال آیمشخص کننده عملکرد آن خواهد بود. یک اتصال ضعیف و نامناسب می‌تواند منجر به ضعف اساسی در سازه های فولادی گردد.

اتصالات پیچ و مهره به دلیل سرعت بسیار بالا در اجرا و اطمینان از رفتار آنها از معتبرترین انواع اتصال در سازه‌های فولادی هستند که در سال‌های اخیر مورد توجه مهندسان قرار گرفتند.

از مهمترین و معروفترین پیچ‌های ساختمانی مربوط برای ساخت سازه‌های اسکلت فلزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

با توجه به حساسیت سازه‌های فلزی و اهمیت مقاومت در برابر فشار و وزن سازه، ضروری است که پیچ‌های ساختمانی با گرید مناسب تولید و به اختیار مشتریان قرار گیرند. گرید‌های 8.8 و 10.9 از جمله گرید‌های پرکاربرد در صنعت ساختمان هستند و بر اساس نیروها و اتصالات در هنگام انتقال بار از طریق برش، به عنوان اتصالات برشی در سه گروه زیر طبقه بندی می‌شوند:

  1. مفصل لب به لب
  2. اتصال کشش
  3.  اتصالات ترکیبی برش خورده

همچنین، بر اساس مکانیزم نیرو، اتصالات پیچ و مهره را می‌توان به انواع زیر طبقه بندی کرد:

  1. اتصالات نوع یاتاقانی که برای انتقال تحمل نیرو پیچ و مهره در برابر سوراخ مورد استفاده قرار می‌گیرد
  2. اتصالات نوع اصطکاکی که به دلیل کشش پیچ و مهره‌ها، نیرو از طریق اصطکاک بین صفحات منتقل می‌شود.

اتصالات پیچ و مهره

این نوع اتصالات دسته بندی و انواع خاصی دارند که بر اساس نیروی انتقالی و نوع آن و مکانیزمی که نیرو دارد طبقه بندی می‌شوند. از نوع اتصالات بر مبنای نیروی انتقالی به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند:

  1. اتصالات متحد المرکز
  2. اتصالات خارج از مرکز
  3. اتصالات در برابر مقاومت در برابر لحظه
  4. اتصالات نوع اتکایی
  5. اتصالات نوع اصطکاکی ( لرزشی بحرانی)

باید به این نکته توجه کرد که در اتصالات لغزشی بحرانی در صورت وجود توأم نیروی کششی و برشی مقاومت کششی اتصال تغییر نمی‌کند.

برش سر پیچ تولید شده به روش فورج سرد به علت تردی

معایب و مشکلات پیچ و مهره به روش فورج گرم

روش فورج گرم یکی از روش‌های تولید پیچ و مهره است که علیرغم مزایای آن، دارای معایب و مشکلاتی هستند که برخی از آن‌ها عبارتند از:

  1. قابلیت تحمل سبک‌های سختگی پایین تر از فورج سرد
  2. اکسداسیون سطحی فلز به علت گرما و نیاز به عملیات شات بلاست یا اسید شویی
  3. کنترل فرآیند تولید و قالب‌ها جهت عدم خارج شدن از همراستایی
  4. سرعت پائین تولید فورج گرم نسبت به فورج سرد
  5. دی کربوره گی در رزوه‌ها که باعث لهیدگی می‌شود.

صنایع مفتولی سپند پیچ یزد افتخار دارد پیچ و مهره‌های قابل استفاده در صنعت ساختمان و اسکلت فلزی را به روش فورج سرد تولید می‌نماید و توانسته با تکیه بر دانش مهندسان و صنعت‌گران بومی، تأمین کننده پیچ و مهره‌های پروژه‌های متعدد در سطح کشور باشد.

عضویت در خبرنامه

ایمیل خود را در کادر زیر وارد کنید سپس دکمه ارسال را بزنید!

0
لطفا نظر دهیدx