Belangrike kundige nota: Hierdie is ’n argiefopvoedkundige teks, nie ’n huidige ontwerpspesifikasie, statiese berekening of vervaardigings- en monteerinstruksies nie. Dimensionering en uitvoering van staalstrukture moet geldige regulasies en standaarde, die projek van ’n gemagtigde ingenieur, vervaardiger se dokumentasie, beheer van materiale en gelaste of meganiese verbindings, sowel as voorgeskrewe veiligheidsmaatreëls, volg.
Die ontwerp en konstruksie van staalstrukture is nie deel van die huidige openbare aanbod van Savo Kusić nie. Vandag se produksiefokus bestaan uit houtvensters, hout-aluminiumvensters en pasgemaakte deure.
In staalkonstruksies is daar stawe, balke, vaartuie, oppervlakstutte, ens. saamgestel uit geldige profiele. Verbindings moet individuele profiele op so ’n wyse verbind dat dit strukturele dele vorm wat as ’n enkele eenheid optree. Dit word slegs bereik as die verbindings die spanning wat tussen die individuele dele voorkom, veilig kan oordra. Wanneer daar slegs druk in die verbinding tussen die twee dele is, word die spanning oorgedra deur direkte kontak tussen die verbindingsmiddel en die element. Benewens vaste verbindings, is daar ook verskuifbare verbindings wat sekere bewegings moontlik maak (gewrigte, sentrale proppe, trekkers, laers, ens.).
Klinknaels
Slegs die basiese beginsels sal oor klinknaels gesê word, want vandag is dit amper nie in gebruik nie - dit is deur skroewe vervang. Dit is proppe, soortgelyk aan spykers, wat in die openinge in die dele wat verbind moet word en dan vasgenael is. Rou klinknaels (fig. 1) word van gerolde ronde staal gemaak. In die geval van staalkonstruksies word die klinknaels in ’n helderrooi gloed vasgenael. By klinknagel word die bestaande rou klinknaelkop goed ondersteun met ’n geskikte gereedskap. Die eindkop word met behulp van ’n hamer gevorm, meestal pneumaties aangedryf, eers nadat die klinknaelnek volledig gedryf is. Vir die kwaliteit van die klinknagel is dit baie belangrik dat die nek van die klink die openinge heeltemal moet vul. Die deursnee van die klinknael is 1mm kleiner as die deursnee van die gat, die nek van die klinknael moet deur druk of pons gekompakteer word voordat die eindkop vorm aanneem.
Fig. 1 - a) Rou klinknael; b) Klinknael met halfsirkelvormige kop; c) Klinknagel met versinkte kop; d) Klinknael met halfsirkelvormige kop vir ketels
Stress en sterkte van individuele klinknaels (staties)
Skeurverbindings (fig. 2) vorm die belangrikste toepassingsveld van klinknaels in staalstrukture. Volgens die aantal skuifbelaaide gedeeltes van die klinknaelnek word een-, tweede- en meerstukverbindings onderskei (fig. 3). Met die verbinding wat in fig. 4 (dubbelsnitverbinding) daar is ’n simmetriese spanningtoestand.
Sl.2
Fig. 3 - Een-stuk en tweedelige verbinding
Die druk tussen die deur en die omhulsel van die gate hang af van die dikte van die klinknaels en die afmetings van die saamgevoegde dele; hulle verspreiding word deur fig. 4a. Vir die praktiese berekening is ’n eenvormige verspreiding van spanning oor die plaatdikte aanvaar (fig. 4b). Die spanningsverspreiding rondom die omtrek van die klinknaelnek word in fig. 4c. Vir dimensionering word dit bereken met ’n eweredige verspreiding oor die deursnee volgens fig. 4d. Die gemiddelde waarde van σlm is die spanning oor die gat omhulsel.
Fig. 4 - Spannings per gat koevert; a) en c) werklik; b) en d) gewone berekening aannames
Normale berekening van klinknaels
Die skuifsterkte hang hoofsaaklik af van die klinknaelmateriaal. Wanneer die toetsresultate geëvalueer word, moet in gedagte gehou word dat die materiaal van die klinknaels verskil van dié waaruit die blaaie verbind word en dat die sterkte van die klinknaelmateriaal verhoog word deur klinknagels.
Die druksterkte per gatomhulsel, as die hoogste laswaarde, word nie so duidelik uitgedruk soos die skuifsterkte nie. Wanneer die afstand e vanaf die punt van die blad nie te groot is nie, skeur die klinknaels dit; Fig. 5 wys uiteensetting beelde. Die drukspanning langs die gatomhulsel, wat benodig word om die punte van die velle te skeer, kan e < 2,5d prikazati obrascem σlB = σB e/d. Širina b je bez primetnog uticaja na jačinu gnječenja po omotaču rupe, σB je jačina na kidanje spojenih limova.
Fig. 5 - Tipes frakture
Historiese klinkreëls
Klinkspasiëring. Klinknaalspasiëring e (wielbasis) is afwaarts beperk as gevolg van maklike klinknagel, spanningspieke en vermindering van gatweerstand. Die maksimum spasiëring van die klinknaels is beperk, dus moet die verbindings nie oopgemaak word nie as gevolg van die risiko van roes, en ook moet die velle onder druk gebuig word. Die grootste afstand hang af van die plaatdikte t. Die gewone klinknaelspasiëring vir spoorwegbrûe en ander staalstrukture verskil binne sekere perke. Die afstand vanaf die einde is e1, en dit is in die rigting van die krag. Die afstand vanaf die einde e2 is loodreg op die rigting van kragwerking.
Klinkposisie. Die klinknaels is meestal in gereelde klinknaelpatrone gerangskik en in reguit lyne agter mekaar geplaas. Vir wyer seksies word meer rye klinknaels benodig (fig. 6), waardeur die tabel 1 gevolg moet word. Vir interne strukturele klinknaels van wye spanningstawe, kan dit verhoog word om die waardes van tabel 1 te verdubbel.
Fig. 6
Fig. 7 - Voorbeeld van klinknaels vir geprofileerde staal
Skroewe en proppe
Skroewe word byna altyd gebruik in konstruksies waar dit nodig is om die verbinding te beveilig. Boute gemaak van hoë kwaliteit materiaal behoort kragte deur wrywing oor te dra, terwyl die skuifsterkte en drukspannings op die propdop nie noemenswaardig bydra nie. In staalstrukture word skroewe met metrieke drade gebruik. Die reëls vir die aanbring van skroewe stem ooreen met dié vir klinknaels met dieselfde gatdeursnee d. Die kleinste afstand moet egter nie minder as e = 3,5d wees nie, verkieslik 4d. Ander afstande, wortels en lineêre afmetings is dieselfde as vir klinknaels. Die boute moet verder van mekaar verplaas wees as die klinknaels, as gevolg van die groter behoefte aan spasie vir die moere en boutsleutel.
Vir staalstrukture word hoofsaaklik die volgende vorms oorweeg:
Ruwe seskantboute: het seskantige moer en wasser Draaddiameter d = 10 tot 33 mm met gatdiameters d1 = 11 tot 34 mm. Hierdie skroewe word slegs in die drade gemasjineer, dus maak voorsiening vir ’n gaping van 0,5 tot 2 mm tussen die liggaam en die gat. Sorg moet gedra word met hoër kragte, aangesien verbindings met skroewe dikwels aansienlike vervormings toon.
Fig. 8 - Skroef
Screws: hul afmetings stem ooreen met rou seskantskroewe, maar hulle het ’n presies silindriese gemasjineerde liggaam sodat hulle die gat goed vul. Gemonteerde skroewe vervang rou skroewe wanneer groter kragte oorgedra moet word of wanneer bewegings in verbindings binne klein perke moet bly.
Agterplate: skroewe word met rugplate toegepas. Die dikte van die plaat hang af van die grootte van die skroef wat gebruik word.
Markings: merke, gat en skroefgroottes word in die volgende tabel gegee:
Fig. 9 - Skroefmerke
Statiese spanning van individuele skroewe
Skeurverbindings: Die spanningstoestand in boutverbindings is soortgelyk aan dié in geklonkte verbindings. By dimensionering word dit bereken met die gemiddelde waardes van die skuifspanning τm en die druk op die omhulsel van die gat σlm. Dit is bekend dat die druk op die omhulsel van die gat baie toeneem wanneer die drade in die gat ingaan, wat dus vermy moet word.
Die wrywingsweerstand in normale verbindings met skroewe is laer as in vasgenael toebehore, want wanneer die moere vasgedraai word, kan slegs relatief klein aandraaikragte verkry word. As jy te veel vasdraai, sal die drade beskadig word. Dit verwys na die hoëwaardeskroewe wat die wrywingweerstand in die verbindings deurslaggewend maak vir hul gedrag.
Die skuifsterkte van toegeruste silindriese proppe is dieselfde as dié van klinknaels. ’n Statiese skeurtoets kan onder normale omstandighede geen verskil tussen gemonteerde proppe en klinknaels in terme van druksterkte per gatomhulsel bepaal nie. Tydens moegheidslading is die proporsioneel laer wrywingsweerstand die oorsaak van aansienlik verskillende gedrag van verbindings met skroewe.
Ruwe skroewe het ’n laer weerstand in skuifbelaaide verbindings tot 20% as gevolg van die gaping tussen die gat en die skroefliggaam. Om hierdie rede is die toelaatbare spanning vir rou skroewe laer as vir gemonteerde skroewe. Vir dimensionering moet die werklike deursnee van die liggaam geneem word d.
Gesamentlike doppe
Die gewrigdoppies bied ’n verbinding wat weerstand bied teen spanning en druk, waar die gekoppelde elemente gedraai kan word. Toediening by die gewrigte van Gerber-stutte, hangbande van kettinghangbrûe, verbindings van gespanne stawe in die vorm van gewrigte, ens. Roosters met verbindings in knope aan die las, sg. brûe met kurke word amper nie meer gebou nie. Hoë wrywingskragte, wat op die proppe voorkom, verhoed beweging, terwyl onderlinge rotasie slegs met groter momente bereik word.
Fig. 10 - Doppies, a) doppie met skroef; b) kurk met spleet; c) prop van een hangbrug
Die spanningstoestand in die prop is meestal soos dié van klinknaelverbindings. Proppe word dus gedimensioneer volgens die gemiddelde skuifspanning τm en die gemiddelde drukspanning per gatomhulsel σlm. Aangesien die proppe egter maklik gedraai moet word, word σlm minder geneem. Buigspannings in proppe is meestal onbeduidend, maar hulle kan aansienlike waardes bereik wanneer die saamgevoegde afdelings hoogs gekonsentreer is.
Huidige berekeningsmetodes, voorgeskrewe gesamentlike besonderhede en projekdokumentasie van ’n gemagtigde deskundige word vir elke werklike voorwerp gebruik. Hierdie teks word as ’n historiese opvoedkundige hulpbron bewaar.