Notă importantă a expertului: Acesta este un text educațional de arhivă, nu o specificație actuală de proiectare, calcul static sau instrucțiuni de fabricație și asamblare. Dimensionarea și execuția structurilor din oțel trebuie să respecte reglementările și standardele în vigoare, proiectul unui inginer autorizat, documentația producătorului, controlul materialelor și îmbinărilor sudate sau mecanice, precum și măsurile de siguranță prescrise.
Proiectarea și construcția structurilor de oțel nu face parte din oferta publică actuală a Savo Kusić. Producția de astăzi constă în ferestre din lemn, ferestre din lemn-aluminiu și uși personalizate.
În construcțiile din oțel există tije, grinzi, vase, suporturi de suprafață etc. compuse din profile valabile. Conexiunile trebuie să conecteze profilele individuale în așa fel încât să formeze părți structurale care acționează ca o singură unitate. Acest lucru se realizează numai dacă conexiunile pot transfera în siguranță solicitările care apar între părțile individuale. Când există doar presiune în legătura dintre cele două părți, solicitarea este transferată prin contact direct între mijlocul de legătură și element. Pe lângă conexiunile fixe, există și conexiuni mobile care permit anumite mișcări (articulații, dopuri centrale, extractoare, rulmenți etc.).
Nituri
Despre nituri se vor spune doar elementele de bază, deoarece astăzi aproape că nu sunt folosite - au fost înlocuite cu șuruburi. Acestea sunt dopuri, asemănătoare cuielor, care sunt amplasate în deschiderile din piesele de îmbinat și apoi nituite. Niturile brute (fig. 1) sunt realizate din oțel rotund laminat. În cazul construcțiilor din oțel, niturile sunt nituite într-o strălucire roșie aprinsă. La nituire, capul de nit brut existent este bine susținut cu o unealtă adecvată. Capul de capăt este modelat cu un ciocan, în mare parte acţionat pneumatic, numai după ce gâtul nitului este complet antrenat. Pentru calitatea niturii, este foarte important ca gâtul nitului să umple complet deschiderile. Diametrul nitului este 1mm mai mic decât diametrul găurii, gâtul nitului trebuie compactat prin presiune sau poanson înainte ca capul de capăt să ia formă.
Fig. 1 - a) Nit brut; b) Nit cu cap semicircular; c) Nit cu cap înfundat; d) Nit cu cap semicircular pentru cazane
Tensiunea și rezistența niturilor individuale (statice)
Legăturile de forfecare (fig. 2) formează cel mai important domeniu de aplicare al niturilor în structurile din oțel. În funcție de numărul de secțiuni încărcate de forfecare ale gâtului nitului, se disting conexiunile dintr-o singură piesă, din două piese și din mai multe piese (fig. 3). Cu conexiunea prezentată în fig. 4 (conexiune dublă tăiată) există o stare de tensiune simetrică.
Fig. 2
Fig. 3 - Conexiune dintr-o bucată și din două piese
Presiunile dintre usa si carcasa gaurilor depind de grosimea niturilor si de dimensiunile pieselor imbinate; distributia lor este data de fig. 4a. Pentru calculul practic s-a presupus o distribuție uniformă a tensiunii pe grosimea tablei (fig. 4b). Distribuția tensiunilor în jurul circumferinței gâtului nitului este dată în fig. 4c. Pentru dimensionare se calculeaza cu o distributie uniforma pe diametru conform fig. 4d. Valoarea medie a lui σlm este tensiunea peste anvelopa găurii.
Fig. 4 - Tensiuni pe plic de gaură; a) și c) reale; b) și d) ipoteze de calcul uzuale
Calcul normal al niturilor
Rezistența la forfecare depinde în primul rând de materialul nitului. La evaluarea rezultatelor testelor, trebuie avut în vedere faptul că materialul niturilor este diferit de cel cu care sunt îmbinate foile și că rezistența materialului nitului este mărită prin nituire.
Rezistența la compresiune per anvelopă de găuri, ca cea mai mare valoare a sarcinii, nu este la fel de clar exprimată ca rezistența la forfecare. Când distanța e de la capătul foii nu este prea mare, niturile o rupe; Fig. 5 prezintă imagini de defalcare. Efortul de strivire de-a lungul anvelopei găurii, necesar pentru forfecarea capetelor foilor, poate fi 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 - Tipuri de fracturi
Reguli istorice pentru nituri
Distație dintre nituri. Distanța dintre nituri e (ampatament) este limitată în jos datorită niturii ușoare, vârfurilor de tensiune și reducerii rezistenței la găuri. Distanța maximă dintre nituri este limitată, astfel încât conectorii nu trebuie deschisi din cauza riscului de ruginire și nici foile nu trebuie să fie îndoite sub presiune. Distanța cea mai mare depinde de grosimea tablei t. Distanțele obișnuite dintre nituri pentru podurile de cale ferată și alte structuri din oțel diferă în anumite limite. Distanța de la capăt este e1 și este în direcția forței. Distanța de la capătul e2 este perpendiculară pe direcția de acțiune a forței.
Poziția niturilor. Niturile sunt în mare parte aranjate în modele regulate de nituri și plasate în linii drepte unul în spatele celuilalt. Cu secțiuni mai largi, sunt necesare mai multe rânduri de nituri (fig.6), unde trebuie urmat tabelul1. Pentru niturile structurale interne ale tijelor de tensionare largi, acesta poate fi mărit până la de două ori valorile din tabel1.
Sl.6
Sl.7- Exemplu de nituri pentru oțel profilat
Șuruburi și dopuri
Șuruburile sunt aproape întotdeauna folosite în construcții în care este necesar să se asigure conexiunea. Șuruburile din material de înaltă calitate ar trebui să transmită forțe prin frecare, în timp ce rezistența la forfecare și tensiunile la compresiune asupra carcasei dopului nu contribuie în mod semnificativ. În structurile din oțel se folosesc șuruburi cu filete metrice. Regulile de aplicare a șuruburilor corespund cu cele pentru nituri cu același diametru de gaură d. Cu toate acestea, distanța cea mai mică nu trebuie să fie mai mică de e =3,5d, mai bine4d. Alte distanțe, rădăcini și măsurători liniare sunt aceleași ca pentru nituri. Șuruburile trebuie să fie decalate mai mult unul față de celălalt decât niturile, din cauza necesității mai mari de spațiu pentru piulițe și cheia pentru șuruburi.
Pentru construcțiile din oțel, sunt luate în considerare în principal următoarele forme:
Șuruburi hexagonale brute: au o piuliță hexagonală și o șaibă Diametru filet d =10la33 mmcu diametrele orificiilor d1=11la34 mm. Aceste șuruburi sunt prelucrate numai în filete, așa că trebuie să calculați cu un joc de0,5la2 mmîntre corp și gaură. Trebuie avută grijă cu forțe mai mari, deoarece îmbinările cu șuruburi prezintă adesea deformații considerabile.
Fig. 8 - șurub
Șuruburi: dimensiunile acestora corespund șuruburilor hexagonale brute, dar au un corp prelucrat precis cilindric, astfel încât să umple bine gaura. Șuruburile montate le înlocuiesc pe cele brute atunci când trebuie transmise forțe mai mari sau când mișcările în conexiuni trebuie să rămână în limite mici.
Plăci de suport: șuruburile sunt aplicate cu plăci de suport. Grosimea plăcii depinde de dimensiunea șurubului utilizat.
Marcaje: marcajele, dimensiunile găurilor și șuruburilor sunt date în următorul tabel:
Fig. 9 - Urme de șuruburi
Tensiunea statică a șuruburilor individuale
Conexiuni de forfecare: Starea de efort în conexiunile cu șuruburi este similară cu cea din conexiunile nituite. La dimensionare, se calculează cu valorile medii ale efortului de forfecare τm și presiunea asupra carcasei găurii σlm. Se știe că presiunea asupra carcasei orificiului crește foarte mult atunci când firele intră în orificiu, ceea ce, prin urmare, trebuie evitat.
Rezistența la frecare în îmbinările normale cu șuruburi este mai mică decât la fitingurile nituite, deoarece la strângerea piulițelor se pot realiza doar forțe de strângere relativ mici. Strângerea prea mult va deteriora firele. Se referă la șuruburile de mare valoare care fac ca rezistența la frecare în conexiuni să fie crucială pentru comportamentul lor.
Rezistența la forfecare a dopurilor cilindrici montați este aceeași cu cea a niturilor. Un test de rupere statică nu poate determina, în circumstanțe normale, nicio diferență între dopurile montate și nituri în ceea ce privește rezistența la compresiune pe anvelopă de găuri. În timpul încărcării la oboseală, rezistența la frecare proporțional mai mică este cauza unui comportament semnificativ diferit al conexiunilor cu șuruburi.
Șuruburile brute au o rezistență mai mică în conexiunile solicitate la forfecare până la 20% datorită spațiului dintre gaură și corpul șurubului. Din acest motiv, tensiunile admisibile pentru șuruburile brute sunt mai mici decât pentru cele montate. Pentru dimensionare, diametrul real al corpului trebuie luat d.
Capace de îmbinare
Capacele de îmbinare asigură o conexiune rezistentă la tensiune și presiune, unde elementele conectate pot fi rotite. Aplicare la îmbinările suporturilor Gerber, curele suspendate ale podurilor suspendate cu lanț, îmbinări ale tijelor tensionate sub formă de îmbinări etc. Grile cu legături în noduri la îmbinare, așa-numitele. poduri cu dopuri aproape nu se mai construiesc. Forțele mari de frecare, care apar pe dopuri, împiedică mișcarea, în timp ce rotația reciprocă se realizează numai cu momente mai mari.
Fig. 10 - Capace, a) capac cu șurub; b) plută cu despicare; c) mufa unui pod suspendat
Starea de stres din priză este în mare parte ca cea a conexiunilor nituite. Prin urmare, dopurile sunt dimensionate în funcție de efortul de forfecare medie τm și de efortul mediu de compresiune pe anvelopă de găuri σlm. Deoarece dopurile trebuie rotite cu ușurință, totuși, σlm este luat mai puțin. Tensiunile de încovoiere în dopuri sunt în mare parte nesemnificative, dar pot atinge valori semnificative atunci când secțiunile îmbinate sunt foarte concentrate.
Metodele de calcul curente, detaliile comune prescrise și documentația de proiect a unui expert autorizat sunt utilizate pentru fiecare obiect real. Acest text este păstrat ca resursă educațională istorică.