Uzantı adlanan birləşmələr uzatma və ya böyütmə üçün xidmət edir. Uzantılar, məsələn, mövcud haddələnmiş vərəqlərin uzunluğu və ya eni kifayət etmədiyi üçün lazımdır; montaj zamanı isə daşınan ayrı-ayrı elementlərin ölçü və çəkisinin məhdudlaşdırılması üçün tələb olunur. Bağlama zolaqları uzantıda yaranan fasiləni örtən vərəqlərdir. Qalan bütün birləşmələr, xüsusilə müxtəlif istiqamətlərdə olan qəfəs çubuqları və müxtəlif müstəvilərdəki daşıyıcılar arasındakı birləşmələr qoşmalar kimi göstərilir.
Adi birləşmələrdə uzantıların bağlama zolaqları və pərçimləri tam qüvvəyə görə hesablanır. Buna görə normal birləşmədə birləşmə səthlərinin bir-birinə toxunması tələb olunmur.
Gərgin və sıxılmış çubuqların (bunlar əsasən normal qüvvələrə məruz qalan düz çubuqlardır) tətbiqinin əsas sahəsini torlar təşkil edir. Bu bölmənin mülahizələrində sıxılmış çubuqların əyilib-burulma təhlükəsi nəzərə alınmır. Əvvəlcə statik möhkəmlik araşdırılacaq.
Gərilmiş çubuqlarda deşiklərin çıxılması
Daşıma qabiliyyəti: Dartılmış çubuqdakı gərginlik vəziyyəti deşiklər/açıqlamalar səbəbindən xeyli lokal olaraq dəyişir. Proporsionallıq sahəsində zəifləmiş kəsik üzrə gərginliyin paylanması uyğun gəlir (şək. 1). Düzbucaqlı çubuqda ən böyük uzununa gərginlik A. Henningə görə belədir:
maxσ = σm*[3-(d/b) + 0,8(d/b)2]
Şək. 1 - Burulmuş çubuqda uzununa və eninə gərginliklər a) A. Henning-ə görə; b) M. Rudeloff-a görə
Hədd vəziyyətində d/b = 0 olan çox enli lamellər üçün buradan maxσ = 3σm alınır və şək. 1a-da göstərilən hal üçün d/b = 1/3 olduqda maxσ = 2,42 σm-dir. Uzununa gərginlikdən əlavə eninə və kəsici gərginliklər də mövcuddur. Ən böyük gərginlik dəliyin səthində yaranır. Orada ilk daimi deformasiyalar meydana çıxır, yəni gərginlik zirvələri parçalanır və kəsik üzrə gərginliklərin bərabərləşməsi baş verir. Dəliklər sahəsində nəzərəçarpan daimi deformasiyalar yalnız zəifləmiş kəsikdə orta gərginlik σm axma həddi σFO-nu keçdikdə yaranır. Çubuğun ümumi dilatasiyası SF = Fm * σF olduqda dəliksiz çubuqdakından cüzi dərəcədə böyükdür. (Fm ən zəif kəsiyin sahəsidir)
Qabaqlarında mismarlanmış çubuqlarla dartılma sınaqlarında qırılma həmişə zəifləmiş kəsiklərdə baş verir. Qırılma zamanı yük, adi hallarda, kifayət qədər dəqiq olaraq SB = Fn * σB-dir. Açıq deşikli dartılmış çubuqlar üzərində qoparma sınaqları, qırılma şəkillərini _sl. 2.-də göstərildiyi kimi nümayiş etdirmişdir.
Şək. 2 - Dartılan çubuqların qırılma şəkilləri
Mıxlanmış birləşmələr üzərində aparılan sınaqlarda göstərilmişdir ki, bir sıra mismarlı bağlayıcıları olan birləşmələr ardıcıl yerləşmiş bir neçə sıra mismarlı birləşmələrə nisbətən daha az davamlıdır. Buna görə faydalı kəsikdə qırılma zamanı orta gərginlik σB belə olmuşdur:
Dartılmış çubuqlar üçün ölçüləndirmə proseduru: Adi hesablama üsuluna görə, orta dartılma gərginliyi üçün σm = S/Fm ≤ dozσ olmalıdır və bu, bütün əsas kəsiklər Fm üçün keçərlidir. Deşiklər üzrə çıxılma ən çox deşik olan müstəvi kəsik üçün müəyyən edilir və ola bilər ki, bir neçə deşikli qırıq kəsik daha kiçik Fm qiyməti versin (şək. 2). Bu baxımdan yayılmış profillərdə Fm açılmış ölçü üzrə hesablanır. Mürəkkəb kəsiklər üçün də eyni qaydada hərəkət edilir.
Fm/F nisbəti bir qayda olaraq 0,8 ilə 0,9 arasında olur, yəni dəliklərə görə çıxılma ΔF = F – Fm çubuğun bütün kəsiyinin F-dən 10% ilə 20% təşkil edir. Böyük obyektlərdə ΔF çəkiyə ciddi təsir göstərir, ona görə də dəlik çıxılması daha az olan kəsiklər tapmağa dəyər.
Deformasiyalar: Delikli dartılmış çubuqların elastik uzanması müqayisə edilə bilən deşiksiz çubuqlardan cüzi dərəcədə böyükdür. Birləşmələrin ümumi uzanması demək olar ki, birləşdirilmiş lamellərin uzanması qədərdir. Buna görə polad konstruksiyaların deformasiya hesabı üçün zədələnməmiş çubuqların E və F qiymətləri ilə elastik uzanmaları müəyyən etmək kifayətdir. Axmaya qarşı təhlükəsizlik zədələnməsi olan çubuqlarda, məsələn, sıxılmış çubuqlarla müqayisədə daha böyükdür.
Pərçimlərdə qüvvələrin paylanması
Şək. 3
Çubuqdakı S qüvvəsinin əlaqənin ayrı-ayrı pərçimlərinə paylanması onun elastik xüsusiyyətlərindən asılıdır, o, “statik cəhətdən müəyyən edilməmişdir”. Şək. 3 halında N1, N2, … paylanması pərçimlərin və birləşdirilmiş vərəqlərin deformasiyasından asılıdır, o, Fpodvezice/Fštapa nisbəti ilə dəyişir. Fpodvezice ≠ Fštapa olduqda pərçimlərdəki son qüvvələr artıq eyni dərəcədə böyük olmur (şək. 50a). Fpodvezice/Fštapa nisbəti azaldıqca Nn azalır, N1 S-yə yaxınlaşır. Çox fərqli qalınlıqlı lamellərin birləşdirilməsi (şək. 4b) birinci pərçimin həddən artıq yüklənməsi səbəbindən məqsədəuyğun deyil.
Şək. 4 - Fştap > Fpodvezice üçün mıxların yüklənməsi
Lamel və bağlayıcılar sərt, yalnız perçinlər elastikdir (şək. 5a). Onda bütün perçinlər eyni dərəcədə əyilmə alır, perçinlərdəki bütün qüvvələr bərabər olmalıdır.
Mıxlar sərtdir, yalnız lövhələr və sıxıcılar elastikdir (şək. 5b). Çubuqda və birinci ilə sonuncu mıx arasındakı sıxıcılarda uzanmalar eyni olmalıdır, buna görə N2 = N3 = … = Nn-1 = 0, istisna olmaqla N1 = S * x1.
Şək. 5
Qüvvələrin real paylanması bu həddi halların arasında yerləşir. Yük artdıqca əvvəlcə son pərçimlərdə daimi deformasiyalar yaranır, ən çox yüklənmiş pərçimlər boşalır və qüvvələrin paylanması getdikcə daha bərabər olur. Daha böyük deformasiyalar meydana çıxdıqdan sonra qüvvələrin paylanması lamellər və bağlayıcılar sərt olan hala yaxınlaşır, yəni pərçimlərdəki qüvvələr demək olar ki, hamısı bərabər olur, əgər müəyyənedici hal pərçimlərin kəsilməsidirsə.
Qırılma yükü: Sürgü pərçimlərin pərçimlənmə üsulu τBV-yə demək olar ki, təsir etmir. Bağlantının kəsilməyə qarşı möhkəmliyi τBV praktiki olaraq pərçimlərin sayından, onların yerləşməsindən, pərçimli birləşmənin formasından asılı deyil; qırılma yükü yaxşı yaxınlaşma ilə bütün pərçimlərin bərabər yüklənməsinə uyğundur. Eyni müddəalar, yeri gəlmişkən, adi bolt birləşmələri üçün də keçərlidir, buradan belə nəticə çıxarmaq olar ki, sürüşməyə qarşı müqavimət daşıma qabiliyyətinə əsaslı təsir göstərmir.
Ölçüləndirmə: Polad konstruksiyalarda və mərkəzi yüklənmiş çubuqlarda hesablama bərabər paylanma ilə, yəni hər bir pərçin üçün N = S/n kimi aparılır. Uzun birləşmələrdə ilk pərçinlər artıq erkən həddən artıq yükləndiyinə görə, mümkün olduqca bir-birinin ardınca 6-dan çox pərçindən istifadə etməkdən çəkinilir.
Sürüşməyə qarşı müqavimət: Birləşmələrdə sürüşmə nisbətən kiçik yüklənmədə belə baş verir. Sürüşməyə qarşı müqavimət ilk növbədə bir çox amillərlə dəyişən sıxma qüvvəsindən asılıdır. O, pərçimli birləşmələrin və indiyədək adi hesab edilən boltların hesablanmasında nəzərə alınmır. Yüksək möhkəmlikli boltlu birləşmələrə diqqət yönəldilir.
Mıxlar üzrə qüvvələrin eninə görə paylanması: Mıxlar qüvvə istiqamətinə perpendikulyar bərabər məsafələrdə yerləşdikdə (şək. 6a), ayrı-ayrı mıxlara en kəsiyinin eyni enli a zolaqları düşür; buna görə də ilk yaxınlaşmada mıxlardakı qüvvələr N = a t σ bərabər böyük olur. Mıxların qeyri-bərabər aralıqları zamanı paylanma statik müəyyən olunmur; şək. 6b-dəki hal üçün o, qol qanununa uyğun aparılır.
Şek. 6
Gərilmiş çubuq
Davam: simmetrik asqılarla davamı (şək. 3 və 4). Davam yerində çubuqdakı S qüvvəsini yalnız asqı daşımalıdır. Davam yerindəki pərçimlər də S-ə uyğun ölçüləndirilməlidir, çünki onlar davam etdirilən çubuğun bütün qüvvəsini asqılara ötürməlidirlər.
Bir tərəfli örtüklü birləşmələr qoşulan lövhələrdə, örtüklərdə və pərçimlərdə xeyli əlavə əyilmə gərginlikləri ilə əlaqədardır. Birləşmələrin birtərəfli örtülməsi böyük deformasiyalara görə yalnız o zaman tətbiq olunur (şək. 7) ki, çubuq əyilməyə qarşı sərt olsun və ya yanlardan elə saxlanılsın ki, əyilə bilməsin.
Şək. 7
Ara yığım – Bağlayıcı zolaqlar birləşdirilmiş təbəqələrin üzərində bilavasitə yerləşə bilmədikdə, mismar və lövhələrdə xeyli daha böyük əyilmə gərginlikləri yaranır. Buna görə m ara qatının sayına uyğun olaraq, birbaşa üst-üstə düşən birləşmələrdəki n ədədinin yerinə daha çox n’ mismar seçilir.
Şək. 8
Mürəkkəb kəsiklərdə yerli gərginlik artımlarının qarşısını almaq üçün bağlayıcı zolaqlar elə yerləşdirilir ki, ayrı-ayrı bağlayıcı səthlər onların örtdüyü kəsik hissəsinin sahəsinə uyğun olsun, mümkün olduqda ağırlıq mərkəzinin mövqeyi qorunmaqla. Bundan kənara çıxan bağlayıcı səth bölgüləri gərginliklərin bölgüsündəki dəyişikliklərlə bağlıdır. Şək. 9-də təkdivarlı ştangın davamı, şək. 10-də isə 4 şaquli lövhə və bucaqlılar arasında bir üzlü iki hissəli ştang göstərilmişdir.
Şək. 9
Şək. 10
Qoşulma: Dartılmış ştangaların birləşmələri üçün əsasən uzadılma üçün keçərli olan eyni asılılıqlar qüvvədədir. Sınaqlar qüvvənin simmetrik daxil edilməsinin böyük üstünlüyünü göstərmişdir. Tək tərəfli birləşmədə uzununa və eninə istiqamətdə güclü əyilmə alınır (şək. 11). Əhəmiyyətli əlavə əyilmə gərginliklərinə baxmayaraq, tək tərəfli birləşdirilmiş L və C ştangaları demək olar ki, tam istifadə oluna bilər. Əgər əlavə əyilmə momentlərinin bərabərləşdirilməsi üçün tədbirlər görülməzsə, bir birləşmənin daşıma qabiliyyəti yarıya qədər azala bilər.
Şək. 11
Birləşmələrin örtülməsi üçün düyün lövhələri götürmək olmaz, bunun üçün xüsusi örtüklər nəzərdə tutulmalıdır. Düyün lövhəsinə birləşmə çubuq en kəsiyinin böyük hissəsi düyün lövhəsinin müstəvisinə düşdükdə asanlaşır.
Şək. 12 - Birikmə bucaqlı ilə və onsuz birləşmələr
Sıxılmış çubuq
Sıxılmış çubuqların davamı və birləşdirilməsi üçün dartılmış çubuqlarda olduğu kimi eyni prinsiplər qüvvədədir; burada da ümumi qüvvə pərçimlər və bağlayıcılar vasitəsilə ötürülür, yəni çubuğun tam səthinə F görə F_bağlayıcı və Fs, müvafiq olaraq Fl ölçüləndirilir. Qayda olaraq, davam yerlərinin səthləri üst-üstə tam düşmür. Bina konstruksiyalarında polad sistemlərdə, bir neçə mərtəbədən keçən və yalnız sıxılmaya işləyən sütunlarda, birləşmələrin daha zəif örtülməsi ilə keçirmə imkanı tətbiq olunur. Sıxılmış çubuqların daşıma qabiliyyəti, əgər bundan əvvəl qeyri-sabitlik halları baş verməzsə, ən gec axma həddinə çatdıqda tükənir, çünki bu zaman böyük deformasiyalar yaranır və çubuq yanlara doğru əyilir. Pərçimlə doldurulmuş deşiklərin bu zaman çubuğun davranışına nəzərəçarpan təsiri yoxdur.
Perçinli birləşmələrin yorğunluq möhkəmliyi
Perçinli birləşmələrin yorulma möhkəmliyi üçün ilk növbədə deşiklərdə yaranan gərginlik pikləri həlledicidir. Yorulma möhkəmliyi artıq təkcə deşiklər hesabına xeyli azalır. Açıq deşikli çubuqlar dartılma altında yorulma sınaqlarında zəiflədilmiş kəsiklərdə qırılır və yorulma qırılması deşik kənarında yaranan, ardıcıl olaraq kəsik boyunca yayılmağa davam edən çatlarla başlayır. Buna görə hamar deşiklər xüsusi əhəmiyyət daşıyır. Şək. 13‑də müxtəlif siniflər üzrə yastı çubuqların yorulma möhkəmliyi verilmişdir (sağda daha yüksək polad sinfi göstərilmişdir). Daha böyük əvvəlcədən yükləmələrdə σu zamanı hər iki material süxarlanma həddindən yuxarı olan σDz yorulma möhkəmliyini daşıyır. Gərginlik amplitudası hər iki sinif üçün təxminən eynidir.
Şək. 13 - Yorulma möhkəmliyi σDz
Perçinli birləşmələrin dartılma və sıxılma üzrə növbəli yüklənməsi üçün əsas etibarilə birtərəfli yüklənmələrdə olduğu kimi oxşar asılılıqlar keçərlidir. Qeyd etmək lazımdır ki, növbəli yüklənmə zamanı gərginlik amplitudası təxminən 1,5 dəfə böyükdür (şək. 14), lakin bu yüklənmə altında perçinlər birtərəfli yüklənməyə nisbətən nəzərəçarpacaq dərəcədə daha çox təhlükə altındadır.
Şək. 14 - Pərçimli birləşmələrin dartılmada yorulma möhkəmliyi