Nota importante do experto: Este é un texto educativo de arquivo, non unha especificación de deseño actual, cálculo estático ou instrucións de fabricación e montaxe. O dimensionado e execución das estruturas de aceiro debe seguir a normativa e normas vixentes, o proxecto dun enxeñeiro autorizado, a documentación do fabricante, o control de materiais e unións soldadas ou mecánicas, así como as medidas de seguridade prescritas.
O deseño e construción de estruturas de aceiro non forma parte da oferta pública actual de Savo Kusić. O foco de produción actual consiste en xanelas de madeira, xanelas de madeira e aluminio e portas personalizadas.
Nas construcións de aceiro existen barras, vigas, vasos, apoios superficiais, etc. compostos por perfís válidos. As conexións deben unir perfís individuais de forma que formen pezas estruturais que actúen como unha única unidade. Isto conséguese só se as conexións poden transferir con seguridade as tensións que se producen entre as partes individuais. Cando só hai presión na conexión entre as dúas partes, a tensión transfírese por contacto directo entre os medios de conexión e o elemento. Ademais das conexións fixas, tamén hai conexións móbiles que permiten determinados movementos (xuntas, tacos centrais, tiradores, rodamentos, etc.).
Remaches
Só se dirán os conceptos básicos sobre os remaches, porque hoxe case non se usan: foron substituídos por parafusos. Trátase de tapóns, semellantes aos cravos, que se sitúan en ocos das pezas a unir e despois remachar. Os remaches en bruto (fig. 1) están feitos de aceiro redondo laminado. No caso das construcións de aceiro, os remaches están remachados nun brillo vermello brillante. Ao remachar, a cabeza do remache en bruto existente está ben apoiada cunha ferramenta adecuada. A cabeza final está formada cun martelo, principalmente accionado pneumáticamente, só despois de que o pescozo do remache estea completamente accionado. Para a calidade do remache, é moi importante que o pescozo do remache debe encher completamente as aberturas. O diámetro do remache é 1mm menor que o diámetro do burato, o pescozo do remache debe compactarse mediante presión ou punzóns antes de que a cabeza do extremo tome forma.
Fig. 1 - a) Remache en bruto; b) Remache con cabeza semicircular; c) Remache con cabeza avellanada; d) Remache con cabeza semicircular para calderas
Estrés e resistencia dos remaches individuais (estáticos)
Conexións de cizallamento (fig. 2) forman o campo de aplicación máis importante dos remaches en estruturas de aceiro. Segundo o número de seccións cargadas de cizallamento do pescozo do remache, distínguense conexións dunha peza, de dúas pezas e de varias pezas (fig. 3). Coa conexión mostrada na fig. 4 (conexión de dobre corte) hai un estado de tensión simétrica.
Fig. 2
Fig. 3 - Conexión dunha e dúas pezas
As presións entre a porta e a carcasa dos orificios dependen do grosor dos remaches e das dimensións das pezas unidas; a súa distribución vén dada pola fig. 4a. Para o cálculo práctico asumiuse unha distribución uniforme da tensión sobre o espesor da chapa (fig. 4b). Na fig. 4c. Para o dimensionado calcúlase cunha distribución uniforme sobre o diámetro segundo a fig. 4d. O valor medio de σlm é a tensión a través da envolvente do burato.
Fig. 4 - Tensións por envolvente; a) e c) reais; b) e d) supostos de cálculo habituais
Cálculo normal de remaches
A resistencia ao cizallamento depende principalmente do material do remache. Ao avaliar os resultados das probas, débese ter en conta que o material dos remaches é diferente do que se unen as follas e que a resistencia do material do remache aumenta mediante o remache.
A resistencia á compresión por envolvente do burato, como o valor de carga máis alto, non se expresa tan claramente como a resistencia ao corte. Cando a distancia e desde o final da folla non é demasiado grande, os remaches desgarran; A figura 5 mostra imaxes de descomposición. A tensión de esmagamento ao longo da envolvente do burato, necesaria para cortar os extremos das follas, pode ser de 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 - Tipos de fracturas
Regras históricas de remaches
Espazo de remaches. A separación entre remaches e (distancia entre eixes) está limitada cara abaixo debido ao fácil remachado, os picos de tensión e a redución da resistencia aos buratos. A distancia máxima dos remaches é limitada, polo que non se deben abrir os conectores por risco de oxidación, nin se deben dobrar as chapas por presión. A maior distancia depende do espesor da folla t. As separacións habituais de remaches para pontes ferroviarias e outras estruturas de aceiro difiren dentro de certos límites. A distancia desde o extremo é e1, e está na dirección da forza. A distancia desde o extremo e2 é perpendicular á dirección da acción da forza.
Posición dos remaches. Os remaches están dispostos na súa maioría en patróns de remaches regulares e colócanse en liñas rectas un detrás do outro. Con seccións máis anchas, necesítanse máis filas de remaches (fig.6), onde se debe seguir a táboa1. Para remaches estruturais internos de varillas de tensión anchas, pódese aumentar ata o dobre dos valores da táboa1.
Sl.6
Sl.7- Exemplo de remaches para aceiro perfilado
Parafusos e tapóns
Os parafusos úsanse case sempre en construcións onde é necesario asegurar a conexión. Os parafusos feitos de material de alta calidade deben transmitir forzas por fricción, mentres que a resistencia ao cizallamento e as tensións de compresión na carcasa do enchufe non contribúen significativamente. Nas estruturas de aceiro utilízanse parafusos con rosca métrica. As normas de aplicación dos parafusos corresponden ás dos remaches do mesmo diámetro de orificio d. Non obstante, a distancia máis pequena non debe ser inferior a e =3,5d, mellor4d. Outras distancias, raíces e medidas lineais son as mesmas que para os remaches. Os parafusos deben estar máis desfasados entre si que os remaches, debido á maior necesidade de espazo para as porcas e a chave para parafusos.
Para construcións de aceiro, considéranse principalmente as seguintes formas:
Parafusos hexagonales brutos: teñen unha porca hexagonal e unha arandela Diámetro da rosca d =10a33 mmcon diámetros de orificios d1=11a34 mm. Estes parafusos son mecanizados só nas roscas, polo que tes que calcular cun espazo libre de0,5a2 mmentre o corpo e o burato. Hai que ter coidado con forzas máis altas porque as conexións aparafusadas adoitan mostrar unha deformación considerable.
Fig. 8 - Parafuso
Parafusos: as súas dimensións corresponden a parafusos hexagonales brutos, pero teñen un corpo precisamente cilíndrico mecanizado para que enchen ben o burato. Os parafusos encaixados substitúen aos brutos cando hai que transmitir forzas maiores ou cando os movementos nas conexións deben permanecer dentro de pequenos límites.
Placas de respaldo: os parafusos aplícanse con placas de respaldo. O grosor da placa depende do tamaño do parafuso utilizado.
Marcamentos: as marcas, os tamaños dos buratos e dos parafusos están indicados na seguinte táboa:
Fig. 9 - Marcas de parafuso
Tensión estática de parafusos individuais
Conexións de corte: o estado de tensión nas conexións aparafusadas é similar ao das conexións remachadas. Ao dimensionar, calcúlase cos valores medios do esforzo cortante τm e da presión sobre a carcasa do burato σlm. Sábese que a presión sobre a carcasa do buraco aumenta moito cando os fíos entran no burato, polo que se debe evitar.
A resistencia á fricción nas conexións normais con parafusos é menor que nos accesorios remachados, xa que ao apertar as porcas só se poden conseguir forzas de apriete relativamente pequenas. Apretar demasiado pode danar os fíos. Refírese aos parafusos de alto valor que fan que a resistencia á fricción nas conexións sexa crucial para o seu comportamento.
A resistencia ao corte dos tapóns cilíndricos montados é a mesma que a dos remaches. Unha proba de rotura estática non pode, en circunstancias normais, determinar ningunha diferenza entre os tapóns e os remaches instalados en termos de resistencia á compresión por envolvente do burato. Durante a carga por fatiga, a resistencia de fricción proporcionalmente máis baixa é a causa dun comportamento significativamente diferente das conexións con parafusos.
Os parafusos brutos teñen unha menor resistencia nas conexións con carga de cizallamento ata 20% debido á fenda entre o burato e o corpo do parafuso. Por este motivo, as tensións admisibles para os parafusos brutos son máis baixas que para os montados. Para o dimensionado, debe tomarse o diámetro real do corpo d.
Tapas de unión
As tapas de unión proporcionan unha conexión resistente á tensión e á presión, onde os elementos conectados poden xirar. Aplicación nas unións de apoios Gerber, correas suspendidas de pontes colgantes de cadea, conexións de varillas tensadas en forma de xuntas, etc. Reixas con conexións en nós na unión, chamadas. pontes con cortizas xa case non se fan. As forzas de rozamento elevadas, que se producen nos tapóns, impiden o movemento, mentres que a rotación mutua só se consegue con momentos maiores.
Fig. 10 - Tapas, a) tapa con parafuso; b) cortiza con fenda; c) enchufe dunha ponte colgante
O estado de tensión no enchufe é principalmente como o das conexións remachadas. Polo tanto, os tacos están dimensionados segundo o esforzo cortante medio τm e a tensión media de compresión por envolvente do burato σlm. Non obstante, dado que os tapóns deben xirar facilmente, σlm tómase menos. Os esforzos de flexión nos tapóns son na súa maioría insignificantes, pero poden alcanzar valores significativos cando as seccións unidas están moi concentradas.
Para cada obxecto real utilízanse os métodos de cálculo actuais, os detalles conxuntos prescritos e a documentación do proxecto dun experto autorizado. Este texto consérvase como recurso educativo histórico.