انواع سوراخ پیچ در اتصالات پیچ و مهره طبق مبحث دهم

روش‌های زیر جهت سوراخ اتصالات پیچی در قطعات فولادی استفاده می‎‌شوند. سوراخ پیچ در این اتصالات از اهمین ویژه برخوردار بوده و در اجرا آن باید دقت کافی نمود.

• یکی از روش‌های دقیق برای سوراخ کردن قطعات فولادی استفاده از مته (drill) است. با استفاده از مته دستی می‌توان قطعات فولادی را با دقت یک میلیمتر سوراخ کرد و با دستگاه‌های ابزار دقیق مانند CNC که با مته خودکار کار می‌کنند، می‌توان به دقت ۰٫۳ میلیمتر دست یافت.
• استفاده از دستگاه‌های سوراخ‌زنی (منگنه – punch) یکی از روش‌های سوراخ‌ کردن قطعات فولادی است. عیب این روش آن است که اطراف سوراخ آسیب دیده و ترک بر می‌دارد.
• برای قطعات فولادی با ضخامت بیش از ۱۲ میلیمتر حدود ۱٫۵ میلیمتر اطراف سوراخ دچار آسیب می‌شود. از این رو قطر سوراخ خدشه دار شده حدود ۳ میلیمتر افزایش خواهد داشت.
• برای جبران آسیب دیدگی می‌توان سوراخ‌ها را ۳ میلیمتر کوچکتر منگنه نموده و سپس آنها را به وسیله برقو زدن گشاد کرد.

• یکی از روش‌های سوراخ کردن قطعات ضخیم فولادی که قرار است قطر سوراخ در آنها بزرگتر باشد استفاده از برش توسط شعله گاز است. تا جایی که ممکن است باید از به کار بردن این روش خودداری نمود و در این صورت استفاده توصیه می‌شود سوراخ با قطر ۵ میلیمتر کوچکتر از قطر نهایی به وسیله شعله بریده شده و سپس به وسیله مته گشاد شود.

در هر حال باید سعی شود که قطعات فولادی ابتدا به میزان ۲ میلیمتر کوچکتر سوراخ شده و سپس تا قطر مورد نظر به وسیله مته گشاد شوند. سوراخ‌ پیچ که به کمک مته انجام می‌شوند باید با سمباده صاف و تمیز گردند.

انواع سوراخ پیچ در اتصالات پیچ و مهره

آئین‌نامه طراحی AISC و مبحث دهم از مقررات ملی ساختمانی ایران انواع سوراخ‌ها را بدین شرح طبقه‌بندی می‌کنند.

• سوراخ استاندارد گرد (Standard Round Hole)
• سوراخ بزرگ شده گرد (OVS)
• سوراخ لوبیایی بلند (Long-Slotted Hole)
• سوراخ لوبیایی کوتاه (Short-Slotted Hole)

محدودیت ابعاد اسمی سوراخ‌ها و دامنه کاربرد آنها

مبحث دهم از مقررات ملی ساختمانی ایران محدودیت‌های زیر را برای سوراخ‌های اتصالات پیچی در نظر می‌گیرد.

• ابعاد حداکثر سوراخ‌ پیچ‌ ها باید مطابق جدول ۱ باشد.
• سوراخ‌های بزرگ فقط در اتصالات اصطکاکی مجاز است.
• سوراخ‌های لوبیایی کوتاه در تمام امتداد‌ها در اتصالات اصطکاکی مجاز هستند و در اتصالات اتکایی امتداد طولی سوراخ‌ باید عمود بر امتداد نیرو باشد.
• در اتصالات اتکایی، سوراخ‌های لوبیایی بلند فقط در امتداد عمود بر مسیر نیرو مجاز هستند و در اتصالات اصطکاکی فقط می‌توانند در یکی از ورق‌های اتصال و در هر امتداد اختیاری وجود داشته باشند. در ورق کف‌ ستون‌ها، ضمن رعایت رواداری‌های مبحث یازدهم مقررات ملی ساختمان، حداکثر قطر سوراخ مساوی d_b +6 mm در نظر گرفته می‌شود.

شایان ذکر است که سوراخ‌ پیچ لوبیایی و بزرگ به دلایل زیر در اتصالات تعبیه می‌شوند.

• در اتصالات اتکایی و یا اصطکاکی که در آنها به دلایلی نیروی پیش‌تنیدگی کاهش با حذف می‌شود، هنگامی که اتصال تحت بارهای دینامیکی قرار می‌گیرد احتمال تماس تنه‌ی پیچ با جداره سوراخ پیچ به دفعات مکرر وجود دارد. تعبیه سوراخ‌های بزرگ یا لوبیایی موجب عدم تماس تنه‌ی پیچ با جداره‌ی سوراخ خصوصا در اثر پدیده خستگی خواهد شد.
• تعبیه سوراخ‌های بزرگ و لوبیایی شرایط مناسب‌تری را برای مونتاژ، تنظیم و رواداری پیچ‌ها در اتصال فراهم می‌نماید.
• تعبیه سوراخ‌ پیچ بزرگ و لوبیایی از وقوع تنش‌های ناشی از درجه حرارت و نیز تنش‌های مرتبه دوم جلوگیری می‌کند.

فواصل حداقل و حداکثر سوراخ‌ها

در اتصالات پیچی سوراخ‌ها بر روی خطوط مستقیم در جهت نیرو و یا عمود بر آن در یک یا چند ردیف تعبیه می‌گردند (شکل ۲-الف) چنانچه تعداد پیچ‌های مورد نیاز در یک اتصال زیاد باشد می‌توان سوراخ‌ها را به صورت زیگزاگ اجرا نمود، (شکل ۲ -ب). فواصل سوراخ‌ها در یک اتصال به طور منظم و یکنواخت انتخاب می‌شود و به بیان دیگر آرایش پیچ‌ها در یک اتصال باید متناسب و هماهنگ با قطر آنها و ابعاد قطعات اتصال باشد.

الف-دلایل رعایت حداقل فواصل سوراخ‌ پیچ ها

• جلوگیری از گسیختگی و یا پاره شدن قطعات فولادی در محل اتصال و لبه‌ها.
• فراهم نمودن فضای کافی و مناسب برای آچار و در نتیجه محکم کردن آسان مهره‌های پیچ.

ب-دلایل رعایت حداکثر فواصل سوراخ‌ها

• توزیع واقعی نیرو در یک اتصال یا چند ردیف پیچ به دلیل ارتجاعی بودن قطعات اتصال به گونه‌ای است که پیچ‌های انتهایی در مقایسه با پیچ‌های میانی نیروی بیشتری را تحمل و منتقل می‌کنند. همان‌گونه که قبلا بیان شد با افزایش صلبیت ورق توزیع نیرو بین پیچ‌ها یکنواخت‌تر خواهد بود.

References:

-دکتر مجتبی ازهری، دکتر سید رسول میرقادری. طراحی سازه‌های فولادی به روش حالت حدی و مقاومت مجاز – جلد ششم- طراحی اتصالات.

نویسنده: سینا صفری