پیچ و مهره، اتصال پیچ و مهره ، فلسفه طراحی پیچ و مهره

پیچ و مهره، اتصال پیچ و مهره ، فلسفه طراحی پیچ و مهره

1.1 هدف و موضوع پیچ و مهره های صنعتی تهران در مورد اتصال ، پیچ و مهره و جوش در سازه ها:

از نظر اصولی دو نوع اتصال دهنده (fastener) در سازه های فولادی بکار می رود .پیچ و مهره و جوش . معمولا هر دو انها بکار میرود و در بعضی مواقع هر دو نوع پیچ و مهره و جوش در یک اتصال بکار میرود .برای خیلی از اتصالات، معمول است جوش را در کارخانه و برای وصل اعضاء اتصال به کار برده و سپس با پیچ و مهره در کارگاه نصب صورت گیرد. جوشکاری نیازمند وسائل و ابزار قابل توجهی ، مانند تخصص کارگران است و نظارت بر جوش ها نیز نسبتا دشوار می باشد.
از طرف دیگر، پیچ و مهره و واشر یک قطعه ساخته شده کارخانه ای است که به صورت فورج گرم و سرد تولید می شود، والبته قدیم پیچ و مهره رو به صورت ماشین کاری (پیچ بری تولید می کردند) و با وسایل مختصری قابل نصب بوده و پرسنل نصب و نظارت به اموزش های نسبتا مختصری نیازمند می باشد. مهندسین مسئول طراحی باید با رفتار پیچ و مهره و جوش اشنا باشند و باید بدانند که چگونه به طراحی اتصالات با استفاده از این اتصال دهنده ها (پیچ و مهره) و جوش بپردازند.
طراحی و مشخصات جوشکاری و روش نظارت بر ان معمولا با انتخاب روش های استاندارد و آئینامه ها مورد قبول می باشد. از سوی دیگر، طراحی ومشخصات اتصال پیچ و مهره نیازمند مهندسی است که با انتخاب نوع اتصال دهنده بداند چگونه انها را بکار برد و به تعیین روش های نصب و نظارت بپردازند. بنابر این مهندس باید راجع به پیچ و مهره های فولادی یا پیچ و مهره های خشکه اطلاعات مناسبی داشته باشد . هدف این جزوه ، که از طرف مهندسین پیچ و مهره های صنعتی تهران ارائه شده که اطلاعات لازم به مهندسین جهت انتخاب پیچ و مهره فولادی مناسب و با استاندارد های DIN 931 ، DIN 933،DIN 6914 و مشخص نمودن روش های نصب و نظارت و روش های طراحی اتصال است.
پیچ و مهره ممکن است در سازه ها چند نوع استفاده شود از جمله پیچ و مهره فولادی، با گرید های Gr 10.9 ،Gr 8.8 پیچ و مهره اهنی با گرید های Gr 5.8 ، Gr 6.8، Gr 4.6 ، Gr 5.6 اگر چه هر دو مورد توضیح خواهد شد . ولی تاکید بر پیچ و مهره فولادی خواهد بود .

2.1. تاریخچه استفاده از پیچ و مهره در اتصالات :

در وهله اول و در سال های اولیه استفاده از سازه ها ی فولادی ، برای اتصالات پرچ به کار می رفت. پیچ و مهره اهنی نیز چنین بود . در پیچ و مهره های فولادی یا پیچ ومهره خشکه اولین تحقیقات گزارش شده مربوط به سال 1934 می باشد، که در مورد پیچ و مهره حداقل مقاومت جاری شدن 54Ksi بوده که می توانست جلوی لغزش (slip) در اتصال را بگیرد.
در سال 1947 کمیته :Research Council on Riveted and Bolted Structural Joints (RCRBSJ)
شکل گرفت.این کمیته مسئول تحقیقات پیچ و مهره های فولادی و اعلاء گردید. و اولین نشریه خود را در سال 1951 به چاپ رسانید. این کمیته امروز بنام
Researc Council on Structural Connections (RCSC) شناخته می شود.
به همراه این تحقیقات که در آمریکا صورت می گرفت، در انگلیس و آلمان و سایر کشورهای اروپایی و ژاپن و سایر نقاط ، تحقیقات در این مورد دنبال می شد.

3.1. اتصال دهنده های مکانیکی (پیچ و مهره و پرچ ):
اتصال دهنده های مکانیکی که بیشتر اوقات در ساختمان ها بکار می رود عبارتند از پرچ و انواع پیچ و مهره . این اتصالات دهنده ها در سوراخ هایی که بوسیله دریل یا پانچ و یا شعله گاز و هوا در قطعات ایجاد شده ، بسته و محکم می شوند و آن ها را بهم متصل می سازد. پیش تنیدگی نیز ممکن است در این اتصالات دهنده ها بوجود آید.
(چون در مملکت ما استفاده از پرچ مرسوم نیست، منبعد از اتصال دهنده فقط منطور پیچ و مهره خواهد بود. و بخش های مربوط به پرچ حذف می گردد.م)
قطعات دنده شده ساخته شده کارخانه ای به صورت میل های کششی، میل مهار(انکربولت ، دوسر رزوه ) و پیچ ها می باشند.

میل های کششی معمولا به صورت تک میل و دوسردنده (انکربولت) می شود (مانند میل مهارهای بین پرلین های سقفی و یا میل مهار های فونداسیون و مهره شش گوش خشکه به جای قلاب.م) و بوسیله مهره خشکه بسته می گردد. ضعیف ترین بخش دوسردنده یا انکربولت، قسمت دنده شده است و طراحی بر اساس این سطح که "سطح تنش" (STRESS AREA) نامیده می شود صورت می گیرد.این سطح تنش، سطحی است بین سطح ریشه پیچ (زیر کار پیچ ) و سطح مقطع اسمی پیچ .
در حالیکه D قطر پیچ (in) وn تعداد دنده در پیچ در یک اینچ می باشد.
پیچ ها و مهره ها به دو طبقه معمولی (پیچ و مهره اهنی) نرمه و (پیچ ومهره خشکه) اعلاء دسته بندی میشود که در طبقه بندی A S T M آمده است . پیچ و مهره ساختمانی A S T M A 307 پیچ ومهره اهنی در بعضی موارد ساختمانی بکار می رود. وقتیکه نیروی انتقالی