Τα δομικά χαλύβδινα μέλη συνδέονται μεταξύ τους μέσω στοιχείων πλήρωσης ή συνδετήρων που θα μπορούσαν να είναι γωνιακά τμήματα, πλάκες ή ακόμα και παράλληλες φλάντζες-κανάλια (PFC). Αυτές είναι μερικές από τις κοινές διαμορφώσεις που υιοθετούνται σε θέσεις εργασίας, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται κυρίως μπουλόνια ή βιδωτές συνδέσεις. Αφ 'ετέρου, για συγκολλημένες συνδέσεις, Τα μέλη μερικές φορές συνδέονται απευθείας μεταξύ τους χωρίς στοιχεία πλήρωσης ή ενδιάμεσους συνδέσμους. Σε αυτό το άρθρο, θα επικεντρωθούμε στα μπουλόνια (εξαγωνική κεφαλή και βυθισμένη) και μερικές από τις κοινές βιδωτές συνδέσεις που χρησιμοποιούνται.

Εξάγωνα και αντίθετα μπουλόνια

Αμερικανικό Ινστιτούτο Χάλυβα (AISC)

Η AISC χρησιμοποιεί κυρίως αγγλικές μονάδες (δηλ., ίντσα, λίβρες) αν και το αντίστοιχο SI υποστηρίζεται και είναι διαθέσιμο. Ένα πράγμα που πρέπει να προσέξετε είναι ότι οι διαστάσεις στο αγγλικό σύστημα είναι συνήθως σε προσαυξήσεις του ενός τέταρτου της ίντσας (⅛”) που μπορεί να μην ταιριάζει ακριβώς με αυτά στο SI.

Σύγκριση διαμέτρου μπουλονιών

Μπουλόνια υψηλής αντοχής

Οι προδιαγραφές για τα υλικά μπουλονιών καλύπτονται στην Αμερικανική Εταιρεία Δοκιμών και Υλικών (ASTM) που κατηγοριοποιούνται κυρίως σε δύο ομάδες – Ομάδα Α και Β:

Ομάδα Α — ASTM A325, A325M, F1852, A354 Βαθμός π.Χ, και Α449

Ομάδα Β — ASTM A490, A490M, F2280, και A354 Grade BD

Εκτός από διαφορές και δυνάμεις και άλλες ιδιότητες, Αυτές οι ομάδες έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για ελάχιστη προένταση ανάλογα με τις διαμέτρους τους.

Ευρωκώδικας 3 (Εθνικό Παράρτημα ΗΒ)

Ο Ευρωκώδικας είναι εξ ολοκλήρου στις μονάδες SI και ως εκ τούτου, Τα μπουλόνια χαρακτηρίζονται σε χιλιοστά (χιλ) με μέγεθος με πρόθεμα "M", π.χ. M16 που σημαίνει μπουλόνι διαμέτρου 16 mm.

Κατηγορίες μπουλονιών – Αντοχές εφελκυσμού

Τα μπουλόνια του Ευρωκώδικα ταξινομούνται με βάση τις κατά προσέγγιση αντοχές τους σε εφελκυσμό, για παράδειγμα, Τάξη 4.6 θα σήμαινε 4 Χ 6 Χ 10 = 240 MPa ενώ Τάξη 8.8 έχει περίπου 640 MPa ως αντοχή εφελκυσμού και ούτω καθεξής. Ωστόσο, στον υπολογισμό των πραγματικών αντιστάσεων των μπουλονιών, οι πραγματικές χωρητικότητες επηρεάζονται από την "προφόρτωση" (ή ισχυρισμός από την άποψη του AISC) ένταση που σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να αυξήσει την ικανότητα μεταφοράς του μπουλονιού εάν εφαρμοστεί η σωστή ένταση.

Σημειώσεις για εξάγωνα και αντίθετα μπουλόνια

Οι διαφορές στη γεωμετρία των εξαγωνικών και βυθιζόμενων μπουλονιών έχουν επιπτώσεις κυρίως στη φέρουσα ικανότητα που μπορεί να είναι εμφανείς λόγω τέτοιων διαφορών. (δείτε την παρακάτω εικόνα από το Εγχειρίδιο AISC 14th edn, Σύκο. 7-10)

Φιγούρα 1. Αποτελεσματικό πάχος στη στήριξη ενός αντιβυθισμένου μπουλονιού

Προδιαγραφές σύνδεσης και οπές μπουλονιών

Οι κοχλιωμένες συνδέσεις μπορούν να χαρακτηριστούν ως σφιγμένες, προτεταμένη ή ολισθηρή. Αυτές οι συνθήκες παίζουν μεγάλο ρόλο λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο των οπών των μπουλονιών που χρησιμοποιούνται στη σύνδεση. Αυτοί οι τύποι χαρακτηρίζονται ως τυπικοί (κανονικός, για ενα), υπερμεγέθη ή με σχισμές (σύντομη ή μεγάλη) και υιοθετούνται με βάση τις προδιαγραφές σύνδεσης. Για παράδειγμα, Οι προδιαγραφές RCSC περιγράφουν τις απαιτήσεις για άνετες συνθήκες. Ωστόσο, εάν η σύνδεση έχει σχεδιαστεί για ορισμένες συνθήκες εκτός από στεγανή, αυτή η κατάσταση πρέπει να προσδιορίζεται σαφώς στα σχέδια (δηλ. Απαιτήσεις προέντασης AISC ή προφόρτισης EN).

Επί πλέον, Οι κρίσιμες για την ολίσθηση συνδέσεις είναι σημαντικές για τον σχεδιασμό έναντι ρουλεμάν στο οποίο πρέπει να αποτρέπονται οι ολισθήσεις. συνεπώς, Για τον υπολογισμό της αντίστασης ολίσθησης εφαρμόζονται διαφορετικοί παράγοντες με βάση και τους τύπους οπών. Στις περισσότερες περιπτώσεις όμως, πρότυπο (κανονικός) Οι οπές των μπουλονιών υιοθετούνται σε συνδυασμό με ένα συγκεκριμένο επίπεδο προέντασης (προφόρτιση).

Φιγούρα 2. Βιδωμένη γωνία – ένα είδος διατμητικής σύνδεσης

Βιδωτές συνδέσεις

Βιδωμένες συνδέσεις, γενικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στους δύο συνδετήρες πλάκας διάτμησης, όπως πλάκες ιστού, μπλουζάκια, γωνίες ιστού και καθίσματος και ενδιάμεσες συνδέσεις (άκαμπτος, πλήρως συγκρατημένος) που χρησιμοποιούν συνήθως πληρωτικό, συνέχεια και πλάκες συναρμογής. Η χρήση μπουλονιών απαιτεί την προσθήκη ενός ενδιάμεσου συνδετήρα ή στοιχείου σύνδεσης όπως αυτά που αναφέρονται.

Φιγούρα 3. Βιδωτή σύνδεση πλάκας φλάντζας

Θεωρητικά, υπάρχουν πολλοί τρόποι για να ρυθμίσετε έναν συνδυασμό διαμορφώσεων σύνδεσης. Ωστόσο, για πρακτικούς λόγους, δηλ. δυνατότητα κατασκευής και κατασκευής, Ορισμένοι τύποι σύνδεσης προτιμώνται περισσότερο από άλλους και επομένως υιοθετούνται ευρύτερα. Ακολουθούν ορισμένοι από τους κοινούς τύπους σύνδεσης που περιλαμβάνουν μπουλόνια μαζί με τις σύντομες περιγραφές τους:

Κουρεύω (Απλός) Συνδέσεις

1. Μονό/Διπλό Πιάτο (Tab ή Fin) – χρησιμοποιεί πλάκα(μικρό) για να συνδέσετε έναν ιστό δοκού με το μέλος στήριξης (δοκός ή στήλη); Η μία πλευρά απαιτεί συνήθως μια συγκόλληση στην άκρη της πλάκας ενώ τα μπουλόνια χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση (στην αγκαλιά) στον ιστό της δοκού
2. Μονή / Διπλή Γωνία – παρόμοια με τα πιάτα, οι γωνίες μπορούν να συνδεθούν με τον ίδιο τρόπο, αν και είναι δυνατή η χρήση μπουλονιών εξ ολοκλήρου και στις δύο πλευρές της σύνδεσης
3. Γωνία καθίσματος – όπως υποδηλώνει το όνομα, χρησιμοποιείται ένα γωνιακό τμήμα για να φέρει τις φλάντζες (ή επίπεδες/τοίχους για κλειστά τμήματα) των υποστηριζόμενων μελών (π.χ. φλάντζες δοκών) που θα μπορούσε να «κάτσει». Τα μπουλόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξ ολοκλήρου σε αυτόν τον τύπο σύνδεσης

Στιγμή (Συγκρατημένος) Συνδέσεις

1. Πλάκες φλάντζας – σε συνδυασμό με μια καθορισμένη διατμητική σύνδεση, Οι πλάκες φλάντζας χρησιμοποιούνται για την παροχή συνέχειας σε φλάντζες που πλαισιώνονται σε στήλες πλαισίων που αντέχουν στη ροπή ή γενικότερα σε συναρμογές μελών.
   
2. Γιακά και μέσα από πλάκες – αυτός ο τύπος σύνδεσης βρίσκεται στο HSS (RHS ή CHS) στήλες που αποτελούν μέρος ενός συστήματος πλαισίου που αντέχει τη ροπή. Η κύρια διαφορά είναι ότι μέσα από πλάκες κόβονται «διαμέσου» της στήλης ενώ εισάγονται πλάκες γιακά, σαν να «φοριέται» από την στήλη σαν γιακάς σε πουκάμισο. Και οι δύο είναι ακριβοί τύποι σύνδεσης για κατασκευή λόγω των περιπλοκών της σύνδεσης.

Επισκεφθείτε το άρθρο μας στο Τύποι χαλύβδινων συνδέσεων για να μάθετε περισσότερα ή δοκιμάστε μας αριθμομηχανή διατμητικής αντοχής μπουλονιών.

βιβλιογραφικές αναφορές:

[1] Αμερικανικό Ινστιτούτο Χάλυβα (AISC). (2016). Προδιαγραφές για δομικά κτίρια από χάλυβα. Σικάγο, Ο 60601-6204

[2] Αμερικανικό Ινστιτούτο Χάλυβα (AISC). (2011). Εγχειρίδιο κατασκευών από χάλυβα. 14th Ed. Σικάγο, Ο 60601-6204

[3] The Steel Construction Institute και The British Construction Steelwork Association. (2014). Αρμοί σε Μεταλλικές Κατασκευές Απλοί Αρμοί σε Ευρωκώδικα 3. Ascot SL5 7QN; Λονδίνο SW1A 2ES, Ηνωμένο Βασίλειο

[4] The Steel Construction Institute και The British Construction Steelwork Association. (2014). Αρμοί σε Χαλύβδινες Κατασκευές Αρμοί Αντίστασης Ροπής στον Ευρωκώδικα 3. Ascot SL5 7QN; Λονδίνο SW1A 2ES, Ηνωμένο Βασίλειο