Lidhje quhen lidhjet që shërbejnë për zgjatje ose për shtim. Lidhjet janë, p.sh., të nevojshme sepse gjatësitë ose gjerësitë e disponueshme të llamarinave të petëzuara nuk janë të mjaftueshme, ndërsa gjatë montimit nevojiten për shkak të kufizimit të dimensioneve dhe peshës së elementeve të veçantë që transportohen. Mbërthyeset quhen llamarina që mbulojnë ndërprerjen në lidhje. Të gjitha lidhjet e tjera, veçanërisht ato midis shufrave të trusit në drejtime të ndryshme dhe mbajtëseve në plane të ndryshme, shënohen si priključci.
Te lidhjet e zakonshme dimensionohen mbërthyeset dhe thumbaqet sipas forcës së plotë. Prandaj, te një lidhje normale nuk kërkohet që sipërfaqet e lidhjes të preken.
Fushën kryesore të zbatimit të shufrave tërheqëse dhe të ngjeshura (këto janë shufra të drejta, të ngarkuara kryesisht me forca normale) e përbëjnë rrjetat. Trajtimet e këtij kreu e lënë jashtë vëmendjes rrezikun e përkuljes së shufrave të ngjeshura. Së pari do të shqyrtohet qëndrueshmëria statike.
Zbritja e vrimave në shufra tërheqëse
Bartësia: Gjendja e sforcimeve në shufrën e tërhequr ndryshon dukshëm lokalisht për shkak të vrimave/hapjeve. Në zonën e proporcionalitetit, shpërndarja e sforcimeve sipas prerjes së dobësuar përputhet (fig. 1). Sforcimi më i madh gjatësor në shufrën drejtkëndore është sipas A. Henning-ut:
maxσ = σm*[3-(d/b) + 0,8(d/b)2]
Fig. 1 - Sforcimet gjatësore dhe tërthore në një shufër të shpuar a) sipas A. Henning-ut; b) sipas M. Rudeloff-it
Në rastin kufitar d/b = 0 të lamelave shumë të gjera del prandaj maxσ = 3σm dhe për rastin e paraqitur në fig. 1a d/b = 1/3 është maxσ = 2,42 σm. Përveç tensionit gjatësor ekzistojnë edhe tensione tërthore dhe prerëse. Ngarkesa më e madhe është në mbështjellësin e vrimës. Aty shfaqen deformimet e para të përhershme, d.m.th. majat e tensionit zbuten dhe ndodh barazimi i tensioneve në prerje. Deformime të dukshme të përhershme në zonën e vrimave shfaqen vetëm atëherë kur tensioni mesatar σm në prerjen e dobësuar e kalon kufirin e rrjedhjes σFO. Zgjatja e përgjithshme e shufrës është te SF = Fm * σF vetëm pak më e madhe se te shufra pa vrima. (Fm është sipërfaqja e prerjes më të dobët)
Në provat e tërheqjes me shufra të ribatuara, thyerja shfaqet gjithmonë në prerjet e dobësuara. Ngarkesa në thyerje është, në kushte të zakonshme, mjaft saktë SB = Fn * σB. Provat e këputjes në shufra të tërhequra me vrima të hapura treguan forma thyerjesh si në fig. 2.
Sl. 2 - Pamje të thyerjes së shufrave të tërhequra
Në provat me lidhje të ribituara është treguar se vazhdimet me mbërthyes me një rresht ribitash kanë rezistencë më të vogël se vazhdimet me disa rreshta ribitash njëri pas tjetrit. Sipas kësaj, stresi mesatar në thyerje σB në prerjen e dobishme ka qenë:
Procedura e dimensionimit për shufra të tërhequra: Sipas mënyrës së zakonshme të llogaritjes, për tensionin mesatar të tërheqjes duhet të vlejë σm = S/Fm ≤ dozσ dhe kjo në të gjitha prerjet përkatëse Fm. Zbritja e vrimave përcaktohet për prerjen pingule me numrin më të madh të vrimave, dhe mund të ndodhë që prerja e thyer me më shumë vrima të japë vlerë më të vogël të Fm (fig. 2). Në këtë kuptim, te profilet e petëzuara Fm llogaritet me zhvillim. Te prerjet e përbëra veprohet në të njëjtin kuptim.
Raporti Fm/F sipas rregullit qëndron midis 0,8 dhe 0,9, pra zbritja e vrimave ΔF = F – Fm është 10% deri 20% e gjithë prerjes F të shufrës. Te objektet e mëdha ΔF ndikon shumë në peshë, prandaj ia vlen të gjenden prerje me zbritje më të vogël të vrimave.
Deformimet: Zgjatja elastike e shufrave të tërhequra me vrima është vetëm pak më e madhe se ajo e shufrave të ngjashme pa shpim. Zgjatja e përgjithshme e nyjeve është pothuajse sa ajo e lamelave të vazhduara. Prandaj, për llogaritjen e deformimeve të konstruksioneve prej çeliku mjafton të përcaktohen zgjatjet elastike me vlerat E dhe F të shufrave të paprera. Siguria kundër rrjedhjes është më e madhe te shufrat me dobësim sesa, p.sh., te shufrat e ngjeshura.
Shpërndarja e forcave në ribata
Fig. 3
Shpërndarja e forcës S në shufër te ribatinat individuale të lidhjes varet nga vetitë e saj elastike, ajo është “statikisht e papërcaktuar”. Në rastin e fig. 3 shpërndarja N1, N2, … varet nga deformimi i ribatinave dhe i llamarinave të lidhura, ajo ndryshon me raportin Fpodvezice/Fštapa. Për Fpodvezice ≠ Fštapa forcat skajore në ribatina nuk janë më të barabarta (fig. 50a). Me rënien e raportit Fpodvezice/Fštapa bëhet Nn më i vogël, N1 i afrohet S. Bashkimi i lamelave me trashësi shumë të ndryshme (fig. 4b) nuk është i përshtatshëm për shkak të mbingarkesës së ribatinës së parë.
Fig. 4 - Ngarkesa e kapëseve për Fštap > Fpodvezice
Llamelat dhe lidhëset janë të ngurta, vetëm bulonat janë elastikë (fig. 5a). Atëherë të gjitha bulonat marrin përkulje të njëtrajtshme, të gjitha forcat në bulona duhet të jenë të barabarta.
Kapëset të ngurta, vetëm llaminat dhe lidhëset elastike (fig. 5b). Meqenëse zgjatjet në shufër dhe në lidhëse ndërmjet kapëses së parë dhe të fundit duhet të jenë të barabarta, rezulton N2 = N3 = … = Nn-1 = 0, përveç N1 = S * x1.
Fig. 5
Shpërndarja reale e forcave gjendet midis këtyre rasteve kufitare. Nëse ngarkesa rritet, fillimisht në ribatina skajore shfaqet deformimi i përhershëm, ribatinat më të ngarkuara shkarkohen dhe shpërndarja e forcave bëhet gjithnjë e më uniforme. Pas shfaqjes së deformimeve më të mëdha, shpërndarja e forcave i afrohet rastit kur lamelat dhe lidhëset janë të ngurta, pra forcat në ribatina janë pothuajse të barabarta, në rast se prerja e ribatinave është vendimtare.
Ngarkesa në thyerje: Mënyra e vendosjes së ribatinave pothuajse nuk ka ndikim në τBV. Qëndrueshmëria në prerje τBV e lidhjes është praktikisht e pavarur nga numri i ribatinave, shpërndarja e tyre, forma e lidhjes së ribatuar; ngarkesa në thyerje i përgjigjet me një përafrim të mirë ngarkesës së njëtrajtshme të të gjitha ribatinave. Të njëjtat pohime vlejnë, përveç kësaj, edhe për lidhjet e zakonshme me bulona, prej nga mund të përfundohet se rezistenca ndaj rrëshqitjes nuk ka ndikim të rëndësishëm në mbajtshmëri.
Dimensionimi: Te konstruksionet prej çeliku dhe shufrat e ngarkuara në mënyrë qendrore llogaritet me shpërndarje të njëtrajtshme, pra për çdo ribat N = S/n. Meqenëse te zgjatimet e gjata ribatat e para mbingarkohen që herët, prandaj më shumë se 6 ribat njëra pas tjetrës duhen shmangur sa të jetë e mundur.
Rezistenca ndaj rrëshqitjes: Rrëshqitja në lidhje shfaqet që me ngarkesë relativisht të vogël. Rezistenca ndaj rrëshqitjes varet në radhë të parë nga forca e shtrëngimit, e cila ndryshon nën shumë ndikime. Ajo lihet pas dore gjatë dimensionimit të lidhjeve me ribatina dhe të vidave deri tani të zakonshme. Këtu theksohen lidhjet me vida me cilësi të lartë.
Shpërndarja e forcave në ribata sipas gjerësisë: Kur distancat e ribatave janë të barabarta pingul me drejtimin e forcës (fig. 6a), secilës ribatë i përkasin shirita me gjerësi të barabartë a të prerjes tërthore, prandaj në përafrimin e parë forcat në ribata N = a t σ janë njësoj të mëdha. Shpërndarja te hapësirat jo të njëtrajtshme të ribatave është statikisht e papërcaktuar; për rastin në fig. 6b ajo bëhet sipas ligjit të levës.
Fig. 6
Shufra e tërhequr
Vazhdimi: Vazhdim me lidhëse simetrike (fig. 3 dhe 4). Forcën S në shufër në vendin e vazhdimit duhet ta mbajë vetëm lidhësja. Ribatinat në vazhdim duhet gjithashtu të dimensionohen sipas S, sepse ato duhet të transmetojnë gjithë forcën nga shufra e vazhduar në lidhëset.
Vazhdimet me mbulesë njëanëshe lidhen me tensione të konsiderueshme shtesë të përkuljes në llamarinat e lidhura, në mbulesat dhe në ribata. Mbulimi njëanësh i vazhdimeve për shkak të deformimeve të mëdha zbatohet vetëm atëherë (fig. 7) kur shufra është e ngurtë në përkulje ose kur mbahet anash në mënyrë që të mos mund të përkulet.
Fig. 7
Nyja e ndërmjetme – Kur lidhëset nuk mund të qëndrojnë drejtpërdrejt mbi fletët e zgjatura, ribatinat dhe fletët marrin sforcime dukshëm më të mëdha përkulëse. Prandaj, sipas numrit m të shtresave ndërmjetëse zgjidhet një numër më i madh n’ ribatinash se numri n te mbulimi i drejtpërdrejtë i nyjeve.
Fig. 8
Te prerjet e përbëra, lidhëset shpërndahen në mënyrë që të shmangen rritjet lokale të sforcimeve, prandaj sipërfaqet e veçanta të lidhëseve përcaktohen sipas sipërfaqes së pjesës së prerjes që ato mbulojnë, mundësisht duke ruajtur pozicionin e qendrës së rëndesës. Shpërndarjet e sipërfaqeve të lidhëseve që devijojnë prej kësaj lidhen me ndryshimet në shpërndarjen e sforcimeve. Në fig. 9 paraqitet vazhdimi i shufrës me një mur, në fig. 10 i shufrës dypjesëshe me 4 llamarina vertikale dhe një faqe midis këndeve.
Fig. 9
Fig. 10
Lidhja: Për lidhjet e shufrave të tendosura vlejnë në thelb të njëjtat varësi si edhe për zgjatimin. Provimet kanë treguar përparësinë e madhe të futjes simetrike të forcës. Te lidhja njëanëshe, shfaqet përkulje e madhe në drejtimin gjatësor dhe tërthor (fig. 11). Pavarësisht sforcimeve të konsiderueshme shtesë të përkuljes, shufrat L dhe C të lidhura njëanësh mund të shfrytëzohen pothuajse plotësisht. Kapaciteti mbajtës i një lidhjeje mund të ulet në gjysmë nëse nuk merren masa për barazimin e momenteve shtesë të përkuljes.
Fig. 11
Për mbulimin e vazhdimeve nuk duhet të përdoren llamarina nyjore, për këtë duhet të parashikohen mbulesa të posaçme. Lidhja për llamarinën nyjore lehtësohet kur pjesa më e madhe e prerjes së shufrës bie në planin e llamarinës nyjore.
Sl. 12 - Lidhje me dhe pa këndëz lidhës
Shufër e shtypur
Për vazhdimin dhe lidhjen e shufrave të ngjeshura vlejnë të njëjtat parime si për shufrat e tendosura, dhe edhe te ato forca e përgjithshme transmetohet me ribatina dhe lidhëse, d.m.th. sipas sipërfaqes së plotë F të shufrës dimensionohet Fpodvezica dhe Fs, përkatësisht Fl. Si rregull, sipërfaqet e vazhdimeve nuk përshtaten me njëra-tjetrën. Në konstruksionet e çelikut në ndërtimtari, te kolonat që shtrihen nëpër disa kate, të ngarkuara vetëm në shtypje, përdoret mundësia e kalimit me mbulim më të dobët të vazhdimeve. Kapaciteti mbajtës i shufrave të ngjeshura është shteruar, nëse më parë nuk ndodhin raste paqëndrueshmërie, më së voni me arritjen e kufirit të rrjedhjes, sepse atëherë shfaqen deformime të mëdha dhe shufra përkulet anash. Vrimat e mbushura me ribatina nuk kanë në këtë rast ndonjë ndikim të dallueshëm në sjelljen e shufrës.
Rezistenca ndaj lodhjes e lidhjeve të ribituara
Për qëndrueshmërinë në lodhje të lidhjeve me ribatina, në radhë të parë janë vendimtare kulmet e tensionit që shfaqen te vrimat. Qëndrueshmëria në lodhje zvogëlohet dukshëm qysh nga vetë vrimat. Shufrat me vrima të hapura, në provat e lodhjes në tërheqje, thyhen në prerjet e dobësuara dhe thyerja nga lodhja fillon me çarje në skajin e vrimës, të cilat vazhdimisht zgjaten më tej nëpër prerje. Prandaj vrimat e lëmuara kanë rëndësi të veçantë. Në fig. 13 është dhënë qëndrueshmëria në lodhje e shufrave të sheshta në klasa të ndryshme (në të djathtë është klasa më e lartë e çelikut). Me ngarkesa paraprake më të mëdha σu, të dy materialet i përballojnë qëndrueshmërisë në lodhje σDz mbi kufirin e rrjedhjes. Amplituda e tensionit është përafërsisht e njëjtë për të dy klasat.
Fig. 13 - Qëndrueshmëria ndaj lodhjes σDz
Për ngarkesën e alternuar në tërheqje dhe shtypje të lidhjeve me ribatina vlejnë, në thelb, varësi të ngjashme si për ngarkesat njëkahëshe. Vlen të vihet re se amplituda e tensionit nën ngarkesë të alternuar është e madhe rreth 1,5 herë (fig. 14), por se ribatinat nën këtë ngarkesë janë dukshëm më të rrezikuara se nën ngarkesë njëkahëshe.
Fig. 14 - Qëndrueshmëria ndaj lodhjes në tërheqje e lidhjeve me thumba