Sambungan disebut hubungan anu dipaké pikeun ngalegaan atawa nambahan. Sambungan misalna diperlukeun sabab panjang atawa lébar lambaran logam anu sayogi teu cekap, sarta dina pamasangan diperlukeun pikeun ngawatesan diménsi jeung beurat unsur-unsur anu diangkut. Podvezice nyaéta lambaran anu nutupan putusna dina sambungan. Sadaya hubungan séjén, utamana anu antara batang-batang kisi dina rupa-rupa arah jeung pangrojong dina rupa-rupa bidang, disebut salaku sambungan.
Dina sambungan biasa, ikatan tambahan jeung rivet tina sambungan didesain dumasar kana gaya pinuh. Ku sabab éta dina sambungan normal teu diperlukeun yén permukaan sambungan silih némpél.
Widang utama pamakéan batang anu ditarik jeung anu dipencet (nya éta batang lempeng, nu utamana kabeuratan ku gaya normal) diwakilan ku rangka-rangka. Pangajén dina bagian ieu henteu malire bahaya ngagulumbungna batang anu dipencet. Mimitina bakal dibahas kakuatan statik.
Pangurangan liang dina batang anu ditarik
Daya pikul: Kaayaan tegangan dina batang tarikan sacara signifikan robah lokal alatan liang/bukaan. Dina daérah proporsionalitas, sebaran tegangan dina penampang anu geus lemah saluyu (gbr. 1). Tegangan bujur panggedéna dina batang segi opat nurutkeun A. Henning nyaéta:
maxσ = σm*[3-(d/b) + 0,8(d/b)2]
Gbr. 1 - Tegangan bujur jeung melintang dina batang anu dibor a) nurutkeun A. Henning; b) nurutkeun M. Rudeloff
Dina kasus wates d/b = 0 pikeun lamela anu kacida lega, hasilna maxσ = 3σm jeung pikeun kasus anu dipidangkeun dina gambar 1a d/b = 1/3 nyaéta maxσ = 2,42 σm. Salian tegangan manjang, aya ogé tegangan lintang jeung geser. Tegangan panggedéna aya dina kulit liang. Di dinya mucunghul deformasi permanén anu pangheulana, nyaéta puncak-puncak tegangan bubar jeung timbul panyarnaan tegangan dina penampang. Deformasi permanén anu katingali dina wewengkon liang kakara mucunghul nalika tegangan rata-rata σm dina penampang anu dileuleuskeun ngaleuwihan wates mulur σFO. Dilatasi total batang dina SF = Fm * σF ngan saeutik leuwih gedé tibatan dina batang tanpa liang. (Fm nyaéta aréa penampang anu pangleuleusna)
Dina uji tarik ku batang nu dipaku, pegatna sok mucunghul dina bagian penampang nu geus dilemahkeun. Beban nalika pegat, dina kaayaan biasa, cukup akurat SB = Fn * σB. Uji pamatahan dina batang tarik kalayan liang kabuka nunjukkeun gambaran pegatna saperti dina gambar 2.
Gbr. 2 - Gambar ruksakna batang tarik
Dina tés kalayan sambungan paku keling geus dibuktikeun yén sambungan kalayan hiji baris paku keling mibanda tahanan leuwih leutik tibatan sambungan kalayan sababaraha baris paku keling anu susunanana tukeur-tukeuran. Ku kituna, tegangan rata-rata dina pegat σB dina penampang gunana nyaéta:
Prosedur diménsioning pikeun batang tarikan: Nurutkeun cara itungan anu biasa, pikeun tegangan tarikan rata-rata kudu berlaku σm = S/Fm ≤ dozσ sarta éta dina sakabéh penampang anu relevan Fm. Pangurangan ku liang ditangtukeun pikeun penampang jejeg kalayan jumlah liang panglobana, sarta bisa waé penampang pegat kalayan leuwih loba liang masihan nilai Fm leuwih leutik (gbr. 2). Dina harti éta, pikeun profil gulung Fm diitung ku cara mekarkeun. Pikeun penampang kompléks diolah dina harti anu sarua.
Rasio Fm/F biasana aya antara 0,8 jeung 0,9, hartina pangurangan ku liang ΔF = F – Fm sarua jeung 10% nepi ka 20% tina sakabéh luas penampang F batang. Dina wangunan badag, ΔF pisan mangaruhan beurat, ku kituna hadé dipilarian penampang anu pangurangan liangna leuwih leutik.
Deformasi: Pemanjangan élastis tina batang tarikan anu boga liang ngan saeutik leuwih gedé batan batang nu sarimbag tanpa liang. Total pemanjangan sambungan ampir sarua jeung pemanjangan lamela anu disambungkeun. Ku kituna cekap pikeun itungan deformasi konstruksi waja nangtukeun pemanjangan élastis kalayan nilai E jeung F tina batang anu teu dilemahkeun. Kaamanan ngalawan ngalirna bahan dina batang anu dilemahkeun leuwih gedé tibatan, upamana, dina batang anu diteken.
Sebaran gaya dina paku keling
Gmbr. 3
Sebaran gaya S dina batang kana unggal keling sambungan gumantung kana sipat élastisna, éta téh “teu tangtu sacara statik”. Dina kasus gbr. 3 gumantung sebaran N1, N2, … kana deformasi keling jeung lempeng anu disambungkeun, éta robah numutkeun babandingan Fpengikat/Fbatang. Pikeun Fpengikat ≠ Fbatang gaya tungtung dina keling geus henteu sarua gedéna deui (gbr. 50a). Ku ngirangan babandingan Fpengikat/Fbatang jadi Nn leuwih leutik, N1 ngadeukeutan S. Nyambungkeun lamela anu kandelna béda pisan (gbr. 4b) teu merenah alatan kaleuleuwihan beban dina keling kahiji.
Gbr. 4 - Beban paku pikeun Fštap > Fpodvezice
Lembaran jeung sabuk pangikat kaku, ngan paku kelingna anu élastis (gbr. 5a). Tuluy sakabéh paku keling meunang lenturan anu sarua, sadaya gaya dina paku keling kudu sarua.
Paku kaku, ngan lamela jeung panyangga anu elastis (gbr. 5b). Sabab panambahan panjang dina batang jeung panyangga antara paku kahiji jeung terakhir kudu sarua, maka nuturkeun N2 = N3 = … = Nn-1 = 0, iwal N1 = S * x1.
Gbr. 5
Sebaran gaya anu sabenerna aya di antara kaayaan wates ieu. Mun beban ditambahan, mimiti dina keling pangtungtung mucunghul deformasi tetep, keling anu paling beurat dibebanan jadi kahéman, sarta sebaran gaya jadi beuki rata. Sanggeus mucunghul deformasi anu leuwih gedé, sebaran gaya ngadeukeutan ka kaayaan nalika lamela jeung pengikat kaku, nyaéta gaya dina keling ampir sarua kabéhanana, dina hal lamun geseran keling jadi patokan.
Beban nalika ruksak: Cara ngiket rivet ampir henteu mangaruhan τBV. Kakuatan geser τBV tina sambungan praktis mandiri tina jumlah rivet, susunanna, wangun sambungan rivet; beban nalika ruksak dina perkiraan anu hadé sarua jeung beban merata kana sakabéh rivet. Pernyataan nu sarua ogé luyu pikeun sambungan baud biasa, ku kituna bisa disimpulkeun yén tahanan kana ngageser henteu boga pangaruh penting kana kamampuh nahan beban.
Diménsioning: Dina konstruksi waja jeung batang anu dibebenan sacara sentris, itungan dilakukeun ku panyebaran nu rata, nyaéta pikeun tiap paku keling N = S/n. Kusabab dina sambungan nu panjang paku keling kahiji geus gancang kaleuleuwihan beban, ku kituna leuwih ti 6 paku keling nu disusun silih tukang sabisa-bisa dihindarkeun.
Tahanan kana ngageser: Ngageserna sambungan geus kajadian sanajan dina beban anu kawilang leutik. Tahanan kana ngageser utamana gumantung kana gaya panarik, anu robah ku rupa-rupa pangaruh. Ieu teu kungsi diperhitungkeun dina ngarancang sambungan ku rivet jeung ku baud biasa nepi ka ayeuna. Ieu nunjukkeun kana sambungan ku baud kakuatan luhur.
Sebaran gaya dina rivet nurutkeun lébar: Dina jarak rivet anu sarua jeung tegak lurus kana arah gaya (gbr. 6a), unggal rivet meunangkeun pita penampang a anu lébarna sarua, ku kituna dina pendekatan kahiji gaya dina rivet N = a t σ ogé sarua gedéna. Sebaran dina jarak rivet anu henteu sarua mangrupa masalah statik nu teu tangtu; pikeun kasus dina gbr. 6b éta lumangsung nurutkeun hukum tuas.
Gbr. 6
Batang tarik
Terusan: Terusan ku pengikat simétris (gbr. 3 jeung 4). Gaya S dina batang di tempat terusan kudu ditahan ku pengikat hungkul. Paku keling dina terusan ogé kudu didiménsiokeun nurutkeun S, sabab éta kudu mindahkeun sakabéh gaya tina batang anu diteruskeun kana pengikat.
Sambungan kalayan panahan hiji sisi aya hubunganana jeung tegangan bengkok tambahan anu cukup gedé dina pelat anu disambungkeun, panahan, jeung paku keling. Panutupan hiji sisi pikeun sambungan, alatan deformasi anu gedé, ngan diterapkeun lamun (sl. 7) batangna kaku kana bengkokan atawa lamun dipegang ti gigir sahingga teu bisa ngabengkok.
Gbr. 7
Sambungan teu langsung – Lamun pita panyambung teu bisa nempel langsung kana lembaran nu disambung, paku keling jeung lembaran bakal narima tegangan bending anu leuwih gedé. Ku sabab éta, nurutkeun jumlah m lapisan antara, dipilih jumlah n’ paku keling anu leuwih gedé tibatan jumlah n dina panutup sambungan langsung.
Gbr. 8
Dina panampang anu rumit, dipasang podvezice supaya dihindarkeun paningkatan tegangan lokal, ku kituna tiap-tiap luas podvezica ditangtukeun nurutkeun luas bagéan panampang anu ditutupna, sakitu lamun mungkin bari ngajaga posisi pusat beuratna. Sebaran luas podvezica anu nyimpang tina ieu patalina jeung robahan sebaran tegangan. Dina gambar 9 ditingalikeun sambungan batang hiji-dinding, dina gambar 10 batang dua-bagian kalayan 4 lambar nangtung jeung hiji sisi di antara sudut beusi.
Gbr. 9
Gbr. 10
Sambungan: Pikeun sambungan batang tarikan, sacara dasar lumaku patalina anu sarua saperti pikeun panyambung. Uji coba geus némbongkeun kaunggulan gedé tina pangwanoh gaya sacara simétris. Dina sambungan hiji sisi, timbul lenturan kuat dina arah bujur jeung arah lintang (sl. 11). Sanajan aya tambahan tegangan lentur anu signifikan, batang L jeung C anu disambungkeun hiji sisi bisa dimangpaatkeun ampir sapinuhna. Kamampuh nahan beban hiji sambungan bisa turun nepi ka satengah lamun henteu dilakukeun ukuran pikeun nyaruakeun momen lentur tambahan.
Gbr. 11
Pikeun nutupan sambungan teu kudu dipaké pelat simpul, pikeun éta kudu disadiakeun panahan husus. Sambungan kana pelat simpul leuwih gampang lamun lolobana panampang batang asup kana bidang pelat simpul.
Gbr. 12 - Sambungan kalayan jeung tanpa sudut sambung
Batang nu diteken
Pikeun panyambungan jeung perpanjangan batang anu diteken, prinsipna sarua jeung pikeun batang anu ditarik, sarta di dinya ogé gaya total dipindahkeun ku paku keling jeung sabuk pangikat, hartina dumasar kana luas pinuh F batang ditangtukeun F sabuk pangikat jeung Fs, atawa Fl. Sacara umum, permukaan sambungan teu disaluyukeun. Dina konstruksi baja gedong, dina kolom anu nembus sababaraha lanté sarta ngan dibebani ku tekanan, dipaké kamungkinan liwat kalayan panutupan sambungan anu leuwih lemah. Daya dukung batang anu diteken béak, lamun saméméhna henteu timbul kasus henteu stabil, panglambatna nalika ngahontal wates ngaleyur sabab waktu éta timbul deformasi gedé sarta batang ngabengkok ka samping. Liang anu dieusian ku paku keling dina hal ieu teu boga pangaruh anu bisa dibuktikeun kana paripolah batang.
Kakuatan kana kacapean sambungan paku keling
Pikeun kakuatan kana kacapean tina sambungan paku keling, utamana nu jadi patokan nyaéta puncak tegangan anu mucunghul dina liang. Kakuatan kana kacapean geus nyata turun ngan ku ayana liang wungkul. Batang kalayan liang kabuka ruksak dina uji kacapean dina tarikan dina penampang anu dilemahkeun, sarta ruksakna ku kacapean dimimitian ku retakan dina sisi liang, nu terus ngalegaan ngaliwatan penampang. Ku kituna liang anu mulus miboga pentingna husus. Dina gbr. 13 dipidangkeun kakuatan kana kacapean batang datar dina rupa-rupa kelas (di katuhu nyaéta kelas baja anu leuwih luhur). Dina beban saméméhna anu leuwih gedé σu, duanana bahan nahan kakuatan kana kacapean σDz di luhur wates leleh. Amplitudo tegangan pikeun dua kelas kurang leuwih sarua.
Gbr. 13 - Kakuatan kana kacapean σDz
Pikeun beban bolak-balik dina tarik jeung teken kana sambungan paku keling dina dasarna lumaku hubungan anu sarupa saperti pikeun beban sapihak. Patut dicatet yén amplitudo tegangan dina beban bolak-balik gedé kira-kira 1,5 kali (sl. 14), tapi paku keling dina beban ieu leuwih rawan sacara écés tibatan dina beban sapihak.
Gbr. 14 - Kakuatan kana kacapean dina tarikan pikeun sambungan paku keling