مشخصات و فواصل سوراخ ها در اتصالات پیچی
Byمدیر فنی
در اتصالات پیچی لازم است قطعات فولادی به نحو صحیح و متناسب با قطر پیچ سوراخ شوند. دقت در سوراخکاری و سالم بودن بدنه سوراخ و نیز رعایت فواصل سوراخ ها از لبه قطعه و نیز از یکدیگر نقش مهمی در میزان مقاومت و باربری اتصالات پیچی ایفا می کند از این رو لازم است در طراحی و محاسبه الزامات زیر مورد رعایت قرار گیرند. مبحث دهم از مقررات ملی ساختمانی ایران تنش های مجاز برشی در اتصالات اصطکاکی را بر اساس نوع سوراخ بیان می نماید. سوراخ استاندارد طبق تعریف آیین نامه ایران سوراخی است که قطر آن 2 میلی متر از قطر پیچ بیشتر است. در حالی که آیین نامه AISC سوراخی را استاندارد می نامد که قطر آن به طور دقیق برابر قطر پیچ باشد. از نظر اجرایی تعریف آیین نامه ی AISC امکان پذیر نیست، بلکه حتما می توان گفت که تعریف آیین نامه ایران برای سوراخ استاندارد نیز بسیار دشوار اجرا می گردد. در نتیجه در محاسبات بیشتر محاسبان فرض را غیراستاندارد بودن سوراخ ایجاد شده در حالت اصطکاکی (با توجه به بخش ب از بند 10و1و10و3 و بند 10و3و5و3 ویرایش 1387 مبحث دهم، اتصالاتی که در سیستم لرزه بر مشارکت ندارند) گذاشته و کنترل ها را بر اساس سوراخ بزرگ در نظر می گیرند، و در اتصالات اتکایی تاکید بر استاندارد بودن سوراخ دارند، چرا که در هر حال اجرای سوراخ استاندارد در عمل کار آسانی است.
1- انواع سوراخ ها در اتصالات پیچی
• سوراخ استاندارد
• سوراخ بزرگ شده
• سوراخ لوبیایی بلند
• سوراخ لوبیایی کوتاه
2-محدودیت ابعاد اسمی سوراخ ها و دامنه کاربرد آنها
• ابعاد حداکثر سوراخ ها باید مطابق جدول زیر باشند.
• سوراخ های بزرگ شده فقط در اتصالات اصطکاکی مجاز است.
• سوراخ لوبیایی کوتاه در تمام امتدادها در اتصالات اصطکاکی مجاز هستند ولی در اتصالات اتکایی امتداد طولی سوراخ باید عمود بر امتداد نیرو باشد.
• سوراخ لوبیایی بلند فقط در امتداد عمود بر مسیر نیرو در اتصالات اتکایی مجاز میباشد ولی در اتصالات اصطکاکی در تمام امتداد ها مجاز بوده با این شرط که فقط در یکی از ورق های اتصال وجود داشته باشد.
سوراخ های لوبیایی و بزرگ به دلایل زیر در اتصالات تعبیه می شوند:
الف. در اتصالات اتکایی و یا اصطکاکی که در آن ها به دلایلی نیروی پیش تنیدگی کاهش یا حذف می شود. هنگامی که اتصال تحت بارهای دینامیکی قرار می گیرد احتمال تماس تنه ی پیچ با دیواره سوراخ در دفعات مکرر وجود دارد. تعبیه ی سوراخ های بزرگ یا لوبیایی موجب عدم تماس تنه پیچ با دیواره ی سوراخ به ویژه دراثر پدیده خستگی خواهد شد .
ب. تعبیه سوراخ های بزرگ و لوبیایی شرایط مناسب تری برای مونتاژ، تنظیم و رواداری پیچ ها در اتصال فراهم می نماید.
پ .تعبیه سوراخ های بزرگ و لوبیایی از وقوع تنش های ناشی از دما و نیز تنش های مرتبه دوم جلوگیری می کند.
3- حداقل فواصل سوراخ پیچ ها در اتصالات پیچی
فاصله مرکز تا مرکز سوراخ های استاندارد ، سوراخ های بزرگ شده و سوراخ های لوبیایی نباید از 3 برابر قطر وسیله اتصال کمتر باشد.
مقدار کمینه برای فاصله سوراخ ها به دو دلیل در نظر گرفته می شود ، یکی جلوگیری از گسیختگی و پارگی ورق و دیگری اجرایی بودن کار و فراهم کردن فضای مناسب برای بستن پیچ . مقدار بیشینه سوراخ ها به سه دلیل در نظر گرفته می شود ، نخست آن که بتوان توزیع به نسبت واقعی تری از نیرو در اتصال داشته و یکنواختی یکسانی از نیرو در پیچ ها به وجود آورد تا فرض صلب بودن ورق تامین شود ، دوم آن که با کم کردن فاصله، طول موج کمانشی حاصل از نیروی فشاری را نیز به کمترین مقدار ممکن رساند تا از کمانش موضعی جلوگیری شود، و آخرین دلیل هم این که از باز شدن درز بین ورق های اتصال و خطر زنگ زدگی ورق جلوگیری نمود.
4-حداقل فاصله سوراخ ها تا لبه در اتصالات پیچی
فاصله مرکز سوراخ های استاندارد تا لبه قطعه متصل شونده نباید از مقادیر داده شده در جدول زیر کمتر باشد.
برای سوراخهای بزرگ شده و سوراخهای لوبیایی فاصله مرکز سوراخ تا لبه نباید از آنچه که برای سوراخ های استاندارد تعیین شده به اضافه مقدار C مربوطه از جدول زیر کمتر شود.
5-حداکثر فاصله مرکز سوراخ تا لبه
حداکثر فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیکترین لبه قطعه در هر راستا به شرح زیر است.
• برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی کم و متوسط ناشی از عوامل جوی قرار داشته باشند ، فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیکترین لبه قطعه در هر راستا نباید از 12 برابر ضخامت نازکترین قطعه و از 150 میلیمتر تجاوز کند.
• برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی شدید ناشی از عوامل جوی قرار داشته باشند ، فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیکترین لبه قطعه در هر راستا نباید از 8 برابر ضخامت نازکترین قطعه و همچنین 125 میلیمتر تجاوز کند.
6- حداکثر فاصله مرکز تا مرکز سوراخ ها در اتصالات پیچی
حداقل فاصله مرکز تا مرکز سوراخ های استاندارد ، بزرگ شده ، لوبیایی کوتاه و بلند 3d میباشد که d قطر پیچ می باشد. در هیچ حالتی فاصله خالص بین دو لبه سوراخ نباید کمتر از 2d گردد. به عنوان یک دستورالعمل اجرایی توصیه می شود فاصله مرکز به مرکز سوراخ ها از 75 میلیمتر کمتر نگردد.حداکثر فاصله مرکز تا مرکز سوراخ ها به شرح زیراست:
• برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی کم و متوسط ناشی از عوامل جوی قرار داشته باشند فاصله بین مرکز سوراخ ها نباید از 24 برابر ضخامت نازکترین قطعه متصل شونده و همچنین از 300 میلیمتر تجاوز کند.
• برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی شدید ناشی از عوامل جوی قرار داشته باشند فاصله بین مرکز سوراخ ها نباید از 14 برابر ضخامت نازکترین قطعه متصل شونده و همچنین از 200 میلیمتر تجاوز کند.
اصلاح سوراخ ها
برای مونتاژ نهایی قطعات ، بعد از آنکه قطعات علامتگذاری شده بر روی خرک چیده شدند و ورق های اتصال بر روی سوراخ ها قرار گرفتند ، قطعات بوسیله سنبه هایی که از سوراخ های اتصال می گذرند در جای خود ثابت می شوند. در کارگاه ساخت ، انطباق سوراخ ها مورد کنترل دقیق قرار می گیرد ولی باز هم ممکن است که حداکثر تا 15 درصد سوراخ های یک محل به علت عدم دقت های ساخت کاملا منطبق نباشند. در چنین حالتی باید این سوراخ ها را با گذراندن یک پیچ امتحانی پیدا کرده و بوسیله برقو زدن آنها را اصلاح نمود . حداکثر قطر برقوی مصرفی 3 میلیمتر بزرگتر از قطر پیچ می باشد و برقو زنی نباید قطر سوراخ را بیش از 5 میلیمتر افزایش دهد. استفاده کردن از برش شعله برای گشاد کردن سوراخ ها مجاز نیست.