Önemli uzman notu: Bu arşiv niteliğindeki bir eğitim metnidir; güncel bir tasarım spesifikasyonu, statik hesaplama veya imalat ve montaj talimatları değildir. Çelik yapıların boyutlandırılması ve uygulanması, geçerli yönetmelik ve standartlara, yetkili bir mühendisin projesine, üreticinin belgelerine, malzemelerin ve kaynaklı veya mekanik bağlantıların kontrolüne ve ayrıca öngörülen güvenlik önlemlerine uygun olmalıdır.
Çelik yapıların tasarımı ve inşası Savo Kusić’in mevcut halka arzının bir parçası değil. Günümüzün üretim odağında ahşap pencereler, ahşap-alüminyum pencereler ve özel kapılar yer alıyor.
Çelik yapılarda geçerli profillerden oluşan çubuklar, kirişler, kaplar, yüzey destekleri vb. bulunur. Bağlantılar, bireysel profilleri, tek bir ünite görevi görecek yapısal parçalar oluşturacak şekilde birbirine bağlamalıdır. Bu ancak bağlantıların ayrı parçalar arasında oluşan gerilimleri güvenli bir şekilde aktarabilmesi durumunda elde edilir. İki parça arasındaki bağlantıda yalnızca basınç olduğunda gerilim, bağlantı aracı ile eleman arasında doğrudan temas yoluyla aktarılır. Sabit bağlantıların yanı sıra belirli hareketleri sağlayan hareketli bağlantılar da mevcuttur (mafsallar, merkezi tapalar, çektirmeler, rulmanlar vb.).
Perçinler
Perçinler hakkında sadece temel bilgiler söylenecektir, çünkü bugün neredeyse kullanılmamaktadırlar - bunların yerini vidalar almıştır. Birleştirilecek parçalardaki açıklıklara yerleştirilen ve daha sonra perçinlenen, çiviye benzer tapalardır. Ham perçinler (şek. 1) haddelenmiş yuvarlak çelikten yapılmıştır. Çelik konstrüksiyonlarda perçinler parlak kırmızı renkte perçinlenir. Perçinleme sırasında mevcut ham perçin kafası uygun bir aletle iyice desteklenir. Uç başlığı, çoğunlukla pnömatik olarak çalıştırılan bir çekiç kullanılarak, ancak perçin boynu tamamen çakıldıktan sonra şekillendirilir. Perçinlemenin kalitesi açısından perçinin boynunun delikleri tamamen doldurması çok önemlidir. Perçinin çapı, deliğin çapından 1mm küçüktür, uç başlık şekillenmeden önce perçinin boynunun basınç veya zımba ile sıkıştırılması gerekir.
Şek. 1 - a) Ham perçin; b) Yarım daire başlı perçin; c) Havşa başlı perçin; d) Kazanlar için yarım daire başlı perçin
Bireysel perçinlerin gerilimi ve mukavemeti (statik)
Kesme bağlantıları (şek. 2) çelik yapılarda perçinlerin en önemli uygulama alanını oluşturur. Perçin boynunun kesme yüklü bölümlerinin sayısına göre tek parçalı, iki parçalı ve çok parçalı bağlantılar ayırt edilir (şek. 3). Şekil 2’de gösterilen bağlantıyla. 4 (çift kesim bağlantısı) simetrik gerilim durumu vardır.
Şek. 2
Şek. 3 - Tek parça ve iki parçalı bağlantı
Kapı ile deliklerin kasası arasındaki basınçlar perçinlerin kalınlığına ve birleştirilen parçaların boyutlarına bağlıdır; dağılımları şekil 2’de verilmiştir. 4a. Pratik hesaplama için, sac kalınlığı boyunca voltajın düzgün bir şekilde dağıldığı varsayılmıştır (şek. 4b). Perçin boynunun çevresi etrafındaki gerilim dağılımı şekil 2’de verilmiştir. 4c. Boyutlandırma için şekil 2’ye göre çap üzerinde eşit bir dağılımla hesaplanır. 4d. σlm’nin ortalama değeri delik zarfı boyunca gerilimdir.
Şek. 4 - Delik zarfı başına voltaj; a) ve c) gerçek; b) ve d) olağan hesaplama varsayımları
Perçinlerin normal hesaplanması
Kesme mukavemeti öncelikle perçin malzemesine bağlıdır. Test sonuçları değerlendirilirken perçinlerin malzemesinin sacların birleştirildiği malzemeden farklı olduğu ve perçinleme ile perçin malzemesinin mukavemetinin arttırıldığı unutulmamalıdır.
En yüksek yük değeri olan delik zarfı başına basınç dayanımı, kesme dayanımı kadar net ifade edilmez. Levhanın ucundan e mesafesi çok fazla olmadığında perçinler levhayı yırtar; Şekil 5 arıza görüntülerini gösterir. Levhaların uçlarının kesilmesi için gerekli olan delik zarfı boyunca ezilme gerilimi 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.
Şek. 5 - Kırık tipleri
Tarihsel Perçin Kuralları
Perçin Aralığı. Perçin aralığı e (dingil mesafesi), kolay perçinleme, stres zirveleri ve delik direncinin azalması nedeniyle aşağı doğru sınırlıdır. Perçinlerin maksimum aralığı sınırlıdır, bu nedenle paslanma riski nedeniyle konektörler açılmamalı veya levhalar basınç altında bükülmemelidir. En büyük mesafe sac kalınlığına t bağlıdır. Demiryolu köprüleri ve diğer çelik yapılar için olağan perçin aralıkları belirli sınırlar dahilinde farklılık gösterir. Uçtan uzaklığı e1 olup kuvvet yönündedir. e2 ucundan olan mesafe kuvvetin etki yönüne diktir.
Perçinleme konumu. Perçinler çoğunlukla düzenli perçin desenleri halinde düzenlenir ve birbirinin arkasında düz çizgiler halinde yerleştirilir. Daha geniş bölümler için daha fazla perçin sırası gerekir (şek. 6), bu durumda 1 tablosu takip edilmelidir. Geniş gergi çubuklarının iç yapısal perçinleri için 1.
Şek. 6
Şek. 7 - Profilli çelik için perçin örneği
Vidalar ve tapalar
Vidalar, bağlantının sağlamlaştırılmasının gerekli olduğu inşaatlarda neredeyse her zaman kullanılır. Yüksek kaliteli malzemeden yapılmış cıvatalar, kuvvetleri sürtünme yoluyla iletmelidir, ancak tapa kabuğu üzerindeki kesme mukavemeti ve basınç gerilimleri önemli ölçüde katkıda bulunmaz. Çelik yapılarda metrik dişli vidalar kullanılır. Vida uygulama kuralları aynı delik çapındaki perçinlere yönelik kurallara karşılık gelir d. Ancak en küçük mesafe e = 3,5d’den, tercihen 4d’den küçük olmamalıdır. Diğer mesafeler, kökler ve doğrusal ölçümler perçinlerle aynıdır. Somunlar ve cıvata anahtarı için daha fazla yer ihtiyacı nedeniyle, cıvataların perçinlerden daha fazla kaydırılması gerekir.
Çelik yapılar için esas olarak aşağıdaki formlar dikkate alınır:
Ham altıgen cıvatalar: altıgen somun ve pula sahiptir Diş çapı d = 10 ila 33 mm ve delik çapları d1 = 11 ila 34 mm. Bu vidalar yalnızca dişlerde işlendiğinden, gövde ile delik arasında 0,5 ila 2 mm kadar boşluk bırakın. Vidalı bağlantılar sıklıkla önemli deformasyonlar gösterdiğinden, daha yüksek kuvvetlere dikkat edilmelidir.
Şek. 8 - Vida
Screws: boyutları ham altıgen vidalara karşılık gelir, ancak deliği iyi dolduracak şekilde hassas şekilde işlenmiş silindirik bir gövdeye sahiptirler. Daha büyük kuvvetlerin iletilmesi gerektiğinde veya bağlantılardaki hareketlerin küçük sınırlar içinde kalması gerektiğinde, takılı vidalar ham vidaların yerini alır.
Destek plakaları: vidalar destek plakalarıyla birlikte uygulanır. Plakanın kalınlığı kullanılan vidanın boyutuna bağlıdır.
İşaretler: işaretler, delik ve vida boyutları aşağıdaki tabloda verilmiştir:
Şek. 9 - Vida işaretleri
Bireysel vidaların statik gerilimi
Kesme Bağlantıları: Cıvatalı bağlantılardaki gerilim durumu perçinli bağlantılardakine benzer. Boyutlandırma yapılırken, kayma geriliminin τm ve deliğin kasası üzerindeki basıncın σlm ortalama değerleri ile hesaplanır. Dişler deliğe girdiğinde deliğin kasası üzerindeki basıncın büyük ölçüde arttığı bilinmektedir, bu nedenle bundan kaçınılmalıdır.
Vidalı normal bağlantılarda sürtünme direnci perçinli bağlantılara göre daha düşüktür, çünkü somunları sıkarken yalnızca nispeten küçük sıkma kuvvetleri elde edilebilir. Çok fazla sıkmak dişlere zarar verir. Bağlantılardaki sürtünme direncini davranışları açısından önemli kılan yüksek değerli vidaları ifade eder.
Takılı silindirik tapaların kesme mukavemeti perçinlerinki ile aynıdır. Statik yırtılma testi, normal koşullar altında, delik zarfı başına basınç dayanımı açısından takılı tapalar ve perçinler arasında herhangi bir fark belirleyemez. Yorulma yüklemesi sırasında orantılı olarak daha düşük sürtünme direnci, vidalı bağlantıların önemli ölçüde farklı davranışının nedenidir.
Ham vidalar, 20%’ye kadar kesme yüklü bağlantılarda delik ile vida gövdesi arasındaki boşluktan dolayı daha düşük dirence sahiptir. Bu nedenle ham vidalar için izin verilen gerilimler, takılı vidalara göre daha düşüktür. Ölçülendirme için gövdenin gerçek çapı alınmalıdır. d.
Derz kapakları
Ek kapakları, bağlanan elemanların döndürülebildiği, gerilime ve basınca dayanıklı bir bağlantı sağlar. Gerber desteklerinin birleşim yerlerinde, zincir asma köprülerin asma kayışlarında, gerilmiş çubukların mafsal şeklinde bağlantılarında vb. Uygulama. Bağlantı noktasına düğüm şeklinde bağlantıları olan ızgaralar buna denir. Mantarlı köprüler artık neredeyse inşa edilmiyor. Bujilerde oluşan büyük sürtünme kuvvetleri hareketi engellerken, karşılıklı dönüş ancak daha büyük momentlerle sağlanır.
Şek. 10 - Kapaklar, a) vidalı kapak; b) bölünmüş mantar; c) bir asma köprünün tapası
Fişteki gerilim durumu çoğunlukla perçinli bağlantılardakine benzer. Bu nedenle tapalar ortalama kayma gerilimine τm ve delik zarfı başına ortalama basınç gerilimine σlm göre boyutlandırılır. Ancak tapaların kolayca döndürülmesi gerektiğinden σlm daha az alınır. Dübellerdeki eğilme gerilmeleri çoğunlukla önemsizdir ancak birleştirilen bölümlerin yüksek oranda yoğunlaşması durumunda önemli değerlere ulaşabilir.
Her gerçek obje için güncel hesaplama yöntemleri, öngörülen birleşim detayları ve yetkili bir uzmanın proje dokümantasyonu kullanılmaktadır. Bu metin tarihi bir eğitim kaynağı olarak korunmaktadır.