Viktig expertnotering: Detta är en arkiveringstext, inte en aktuell designspecifikation, statisk beräkning eller tillverknings- och monteringsinstruktioner. Dimensionering och utförande av stålkonstruktioner måste följa gällande föreskrifter och standarder, projekt av en auktoriserad ingenjör, tillverkarens dokumentation, kontroll av material och svetsade eller mekaniska fogar samt föreskrivna säkerhetsåtgärder.
Design och konstruktion av stålkonstruktioner är inte en del av Savo Kusićs nuvarande offentliga erbjudande. Dagens produktionsfokus består av träfönster, trä-aluminiumfönster och skräddarsydda dörrar.
I stålkonstruktioner finns stänger, balkar, kärl, ytstöd etc. sammansatta av giltiga profiler. Anslutningar ska förbinda enskilda profiler på ett sådant sätt att de bildar konstruktionsdelar som fungerar som en enhet. Detta uppnås endast om anslutningarna säkert kan överföra de spänningar som uppstår mellan de enskilda delarna. När det endast finns tryck i förbindelsen mellan de två delarna, överförs spänningen genom direktkontakt mellan kopplingsorganet och elementet. Förutom fasta anslutningar finns det även rörliga anslutningar som möjliggör vissa rörelser (leder, centrala pluggar, avdragare, lager etc.).
Nitar
Bara grunderna kommer att sägas om nitar, för idag används de nästan inte - de har ersatts av skruvar. Det är pluggar, liknande spikar, som sitter i öppningar i de delar som ska sammanfogas och sedan nitas. Rånitar (fig. 1) är gjorda av valsat rundstål. Vid stålkonstruktioner är nitarna nitade i ett knallrött sken. Vid nitning stöds det befintliga rånithuvudet väl med ett lämpligt verktyg. Ändhuvudet formas med en hammare, mestadels pneumatiskt driven, först efter att nithalsen har drivits helt. För kvaliteten på nitningen är det mycket viktigt att nitens hals måste fylla öppningarna helt. Nitens diameter är 1mm mindre än hålets diameter, nitens hals måste komprimeras med tryck eller slag innan ändhuvudet tar form.
Fig. 1 - a) Rånit; b) Nit med halvcirkelformigt huvud; c) Nit med försänkt huvud; d) Nit med halvcirkelformigt huvud för pannor
Stress och styrka hos enskilda nitar (statiska)
Skärningsanslutningar (fig. 2) utgör det viktigaste användningsområdet för nitar i stålkonstruktioner. Beroende på antalet skjuvbelastade sektioner av nithalsen särskiljs anslutningar i ett stycke, i två delar och i flera delar (fig. 3). Med anslutningen som visas i fig. 4 (dubbel klippanslutning) det finns ett symmetriskt spänningstillstånd.
Sl.2
Fig. 3 - Endelad och tvådelad anslutning
Trycket mellan dörren och hålens hölje beror på nitarnas tjocklek och dimensionerna på de sammanfogade delarna; deras fördelning ges av fig. 4a. För den praktiska beräkningen antogs en enhetlig fördelning av spänningen över plåttjockleken (fig. 4b). Spänningsfördelningen runt nithalsens omkrets ges i fig. 4c. För dimensionering beräknas med en jämn fördelning över diametern enligt fig. 4d. Medelvärdet för σlm är spänningen över hålets enveloppe.
Fig. 4 - Spänningar per hål kuvert; a) och c) verklig; b) och d) vanliga beräkningsantaganden
Vanlig nitberäkning
Skärhållfastheten beror främst på nitmaterialet. Vid utvärdering av testresultaten bör man tänka på att nitmaterialets material skiljer sig från det som plåtarna är sammanfogade från och att nitmaterialets hållfasthet ökas genom nitning.
Tryckhållfastheten per hålhölje, som högsta belastningsvärde, är inte lika tydligt uttryckt som skjuvhållfastheten. När avståndet e från änden av arket inte är för stort, river nitarna det; Fig. 5 visar sammanbrottsbilder. Krossspänningen längs hålhöljet, som krävs för att klippa ändarna av arken, kan vara för 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 - Typer av frakturer
Historiska nitregler
Nitutrymmen. Nitavståndet e (hjulbasen) är begränsat nedåt på grund av enkel nitning, spänningstoppar och minskning av hålmotståndet. Nitarnas maximala avstånd är begränsat, så kontakterna får inte öppnas på grund av risk för rost och inte heller får plåtarna böjas under tryck. Det största avståndet beror på plåttjockleken t. De vanliga nitavstånden för järnvägsbroar och andra stålkonstruktioner skiljer sig inom vissa gränser. Avståndet från änden är e1, och det är i kraftens riktning. Avståndet från änden e2 är vinkelrät mot kraftriktningen.
Nitningsposition. Nitarna är för det mesta arrangerade i regelbundna nitmönster och placerade i raka linjer bakom varandra. För bredare tvärsnitt krävs fler rader nitar (fig. 6), varvid tabell 1 bör följas. För inre strukturnitar av breda dragstänger kan den ökas upp till dubbla värdena från tabell 1.
Fig. 6
Fig. 7 - Exempel på nitar för profilerat stål
Skruvar och pluggar
Skruvar används nästan alltid i konstruktioner där det är nödvändigt att säkra anslutningen. Bultar av högkvalitativt material ska överföra krafter genom friktion, medan skjuvhållfastheten och tryckspänningarna på pluggskalet inte bidrar nämnvärt. I stålkonstruktioner används skruvar med metriska gängor. Reglerna för applicering av skruvar motsvarar dem för nitar med samma håldiameter d. Det minsta avståndet får dock inte vara mindre än e = 3,5d, helst 4d. Övriga avstånd, rötter och linjära mått är desamma som för nitar. Bultarna måste vara mer förskjutna från varandra än nitarna, på grund av det större behovet av utrymme för muttrarna och skruvnyckeln.
För stålkonstruktioner övervägs huvudsakligen följande former:
Obehandlade sexkantsbultar: har sexkantsmutter och bricka Gängdiameter d = 10 till 33 mm med håldiametrar d1 = 11 till 34 mm. Dessa skruvar bearbetas endast i gängorna, så tillåt ett mellanrum på 0,5 till 2 mm mellan kroppen och hålet. Försiktighet måste iakttas med högre krafter, eftersom anslutningar med skruvar ofta uppvisar betydande deformationer.
Fig. 8 - Skruv
Counterbolts: deras dimensioner motsvarar råa sexkantsbultar, men de har en exakt cylindrisk bearbetad kropp så att de fyller hålet väl. Monterade skruvar ersätter råa när större krafter behöver överföras eller när rörelser i anslutningar måste hållas inom små gränser.
Backing plates: skruvar appliceras med stödplåtar. Tjockleken på plattan beror på storleken på skruven som används.
Markings: märkningar, hål och skruvstorlekar anges i följande tabell:
Fig. 9 - Skruvmärken
Statisk spänning hos enskilda skruvar
Skärningsanslutningar: Spänningstillståndet i skruvförband liknar det i nitade anslutningar. Vid dimensionering beräknas det med medelvärdena för skjuvspänningen τm och trycket på hålets hölje σlm. Det är känt att trycket på hålets hölje ökar kraftigt när gängorna går in i hålet, vilket därför bör undvikas.
Friktionsmotståndet i normala kopplingar med skruvar är lägre än i nitade beslag, eftersom vid åtdragning av muttrarna endast relativt små åtdragningskrafter kan uppnås. Om du drar åt för mycket skadas gängorna. Det syftar på de högvärdiga skruvarna som gör friktionsmotståndet i anslutningarna avgörande för deras beteende.
Skjuvhållfastheten för monterade cylindriska pluggar är densamma som för nitar. Ett statiskt rivprov kan under normala förhållanden inte fastställa någon skillnad mellan monterade pluggar och nitar vad gäller tryckhållfasthet per hålhölje. Under utmattningsbelastning är det proportionellt lägre friktionsmotståndet orsaken till avsevärt olika beteende hos anslutningar med skruvar.
Obehandlade skruvar har ett lägre motstånd i skjuvbelastade anslutningar upp till 20% på grund av gapet mellan hålet och skruvkroppen. Av denna anledning är de tillåtna spänningarna för obearbetade skruvar lägre än för monterade. För dimensionering bör kroppens faktiska diameter tas d.
Ledkapslar
Fogkapslar ger en spännings- och tryckbeständig anslutning där de sammanfogade elementen kan rotera. Applicering vid skarvarna av Gerber-stöd, upphängda remmar av kedjehängbroar, anslutningar av spända stänger i form av skarvar etc. Galler med anslutningar i knutar till fogen, s.k. broar med korkar byggs nästan inte längre. Stora friktionskrafter, som uppstår på pluggarna, förhindrar rörelse, samtidigt som ömsesidig rotation uppnås endast med större moment.
Fig. 10 - Lock, a) lock med skruv; b) kork med split; c) lock på en hängbro
Spänningstillståndet i pluggen är mest som det för nitade anslutningar. Pluggarna är därför dimensionerade enligt medelskjuvspänningen τm och den genomsnittliga tryckspänningen per hålhölje σlm. Eftersom pluggarna måste vridas lätt, tas dock σlm mindre. Böjspänningar i pluggar är för det mesta obetydliga, men de kan nå betydande värden när de sammanfogade sektionerna är mycket koncentrerade.
För varje verkligt objekt används aktuella beräkningsmetoder, föreskrivna fogdetaljer och projektdokumentation av auktoriserad expert. Denna text är bevarad som en historisk pedagogisk resurs.