اجزای اتصالات سازه‌های فولادی را بیشتر بشناسید
۱۸:۲۰ | ۱۳۹۷/۰۱/۰۵
به گزارش اخبار ساختمان، پرچ از قدیمی‌ترین وسایلی است که از آن برای اتصال اعضای سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. یک پرچ کوبیده نشده از یک تنه استوانه‌ای کوچک که سر آن دارای کلاهک بوده، تشکیل شده است. پرچ‌ها از فو‌لاد معمولی ساخته می‌شوند.
روش کوبیدن پرچ بدین ترتیب است که ابتدا آن را تا دمای سرخ شدن معمولاً گرم می‌کنند، سپس آن را توسط انبر مخصوصی درون سوراخ اتصال قرارداده و با ثابت نگهداشتن سر کلاهکدار آن، سر دیگر را می‌کوبند تا به فـــرم کلاهک درآید و پرچ محکم شدو. در طی این مراحل، تنه پرچ، به طور کامل، سوراخی را که در آن فرورفته، پر می‌کند.
در حین سرد شدن، پرچ منقبض می‌شود که این انقباض باعث به وجود آمدن نیروی پیش تنیدگی در پرچ می‌شود. امروزه پرچ‌کاری به د‌لایل زیر از رونق افتاده است.
* پیشرفت فناوری جوشکاری
* تولید پیچ‌های پرمقاومت
* احتیاج به نیروی انسانی زیاد و ماهر برای پرچ‌کاری
* احتیاج به نظارت دقیق
* تولید سر و صدای زیاد در هنگام کوبیدن و خطر آتش‌سوزی در کارگاه
رفتار اتصالات پرچی
رفتار اتصالات پرچی به گونه‌ای است که با سرد شدن پرچ، در آن تمایل به کاهش طول پیدا می‌شود. اما تماس بین کلاهک پرچ با صفحه اتصال، با این تمایل مخالفت می‌کند که این موضوع باعث به وجود آمدن یک نیروی کششی در پرچ می‌شود. به آن نیروی پیش تنیدگی می‌گویند و در اثر این نیروی کششی صفحات اتصال به همدیگر فشرده می‌شوند. نیروی اصطكاک بین دو ورق از لغزش آنها بر روی هم جلو‌گیری می‌كند. اما از آنجایی که در پرچ‌کاری مقدار نیروی پیش‌کشیدگی در پرچ بسته به وضعیت پرچ‌کاری بسیار متغیر است، نیروی اصطکاک هم وضعیت تثبیت شده‌ای نخواهد داشت.
پیچ
یک اتصال پیچی از نظر اجرایی، سریعتر و عملی‌تر از سایر اتصالات است و با توجه به سرعت و آسانی اجرا بر دیگر اتصالات برتری دارد. اجزای تشکیل دهنده هر اتصال پیچی شامل سرپیچ، تنه پیچ، واشر و مهره است.
انواع پیچ
انواع پیچ با توجه به جنس مصالح
پیچ‌های معمولی
پیچ‌های معمولی که از آنها فقط در اتصالات اتکایی استفاده می‌شود، از فو‌لاد با تنش نهایی Fu از ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتیمترمربع ساخته می‌شود. این نوع پیچ، ارزانترین نوع پیچ است، اما معلوم نیست اتصالی که با آن ساخته می‌شود، ارزانترین باشد. زیرا به علت پایین بودن مقاومت، تعداد آن نسبت به پیچ‌های پرمقاومت بیشتر است. این نوع پیچ‌ها در ساختمان‌سازی سبک، اعضای مهاربندها و اعضای درجه دوم، خرپاهای کوچک و تمامی اعضایی که بار وارد بر آنها سبک و استاتیکی است، همچنین در عملیات مونتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پیچ‌های پرمقاومت
پیچ‌های پرمقاومت که از آنها در اتصالات اتکایی و اصطکاکی استفاده می‌شود، از فو‌لادهای پرمقاومت با مقاومت نهایی ۸۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ساخته می‌شوند. قطر پیچ‌های پرمقاومت بین ۱۲ تا ۳۸ میلیمتر بوده که استفاده از قطرهای ۲۰ و ۲۲ میلیمتر در ساختمان‌سازی معمولتر است. مشخصه مهم پیچ‌های پرمقاومت در این است که با سفت کردن معین مهره‌های آنها، یک نیروی پیش تنیدگی در آنها ایجاد می‌شود.
انواع سوراخ مورد استفاده در اتصال پرچی و پیچی
* سوراخ استاندارد
* سوراخ فراخ (بزرگ)
* لوبیایی کوتاه
* لوبیایی بلند
سوراخ‌های فراخ فقط در اتصالات اصطکاکی مجاز هستند. سوراخ‌های لوبیایی کوتاه در تمام حا‌لت در اتصالات اصطکاکی مجاز هستند و در اتصالات اتکایی باید عمود بر امتداد نیرو باشد. سوراخ‌های لوبیایی بلند در اتصالات اتکایی فقط در امتداد عمود بر مسیر نیرو مجاز هستند و در اتصالات اصطکاکی فقط می‌توانند در یکی از ورق‌های اتصال در هر امتداد اختیاری وجود داشته باشند.
رفتار برشی پیچ‌ها در اتصالات اتکایی
ساده‌ترین وسیله برای انتقال نیرو از یک عضو فولادی به عضو دیگر، استفاده از پیچ‌های با عملکرد اتکایی است. در حین انتقال نیرو از اتصال، بین تنه پیچ و جدار سوراخ، فشار تماسی زیادی که به تنش لهیدگی مشهور است، به وجود می‌آید. در این نوع اتصالات اصطکاک ناچیزی بین ورق‌ها وجود خواهد داشت.
پیچ‌ها در اتصالات اصطکاکی
رفتار یک پیچ پرمقاومت اصطکاکی بسیار شبیه پرچ است. اگر پیچ طبق یکی از روش‌های استاندارد محکم شود. نیروی پیش‌تنیدگی آن مقدار مشخصی خواهد داشت. از آنجا که در این نوع اتصالات، نیروی اصطکاک ناشی از نیروی پیش‌کشیدگی، توانایی انتقال نیروها را بین دو قطعه دارد، تحت بارها، بین تنه پیچ و جدار سوراخ، نیروی لهیدگی ایجاد نمی‌شود.
روش ایجاد نیروی پیش‌تنیدگی در پیچ‌های پرمقاومت
برای ایجاد نیروی پیش‌تنیدگی در پیچ‌های پرمقاومت دو روش زیر معمولتر از سایر روش‌ها است:
* رک متر (استفاده از آچارهای مدرج)
* سفت کردن مجدد مهره‌ها به مقدار معین
بعد از محکم شدن اولیه آنها در روش اول، توسط آچارهای دستی یا مکانیکی مخصوصی که در روی آنها وسیله‌ای برای اندازه‌گیری لنگر پیچشی وارد بر مهره وجود دارد، لنگر پیچشی مشخصی بر مهره وارد می‌آورند. سفت کردن مجدد مهره‌ها به مقدار معین بعد از محکم شدن اولیه آنها، ارزانترین و قابل اطمینان‌ترین روشی است که برای ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ‌ها وجود دارد.
در این روش بعد از اینکه پیچ به طور اولیه محکم شد، مهره را به مقدار مشخصی مجدداً سفت می‌نمایند که این عمل باعث به وجود آمدن کرنش مشخصی در پیچ می‌شود. اگر برای سفت کردن مهره‌ها از روش‌های دستی استفاده نمایید. محکم شدن اولیه وقتی است که یک کارگر معمولی با یک آچار معمولی، کوشش کامل خود را برای سفت کردن پیچ به کار ببرد. در روش‌های ماشینی، محکم شدن اولیه پس از وارد شدن چند ضربه توسط دستگاه ایجاد می‌شود.
سازوکارهای خرابی پیچ و پرچ
با افزایش بار در یک اتصال اتکایی یا اصطکاکی، نیروی اصطکاک دیگر قادر به مقابله با بارهای وارده نیست. از این لحظه به بعد، نیروهای مقابله کننده همان تنش‌های لهیدگی بین تنه و جدار سوراخ و تنش برشی در پیچ خواهد بود. بنابراین انواع گسیختگی یک اتصال، چه اتکایی و چه اصطکاکی خواهد بود.
فواصل سوراخ‌ها در ورق‌های اتصال
فاصله مرکز به مرکز پیچ‌ها از یکدیگر نباید در هیچ حالتی از ۳ برابر قطر آنها کمتر باشد. حداقل فاصله مرکز پیچ از لبه ورق ۲ برابر قطر پیچ در نظر گرفته می‌شود. حداکثر فاصله پیچ تا لبه نباید از ۱۲ برابر ضخامت ورق نازک‌تر تجاوز نماید. ضمناً نباید این فاصله از ۱۵ سانتیمتر بیشتر شود.
بیشتر بخوانید:
ساختمان با اسکلت فلزی بهتر است یا با اسکلت بتنی؟
ساختمان های پیش ساخته فولادی سبک چیست؟
عمران سافت
