نوشته‌ها

کاربرد اسکلت فولادی پیچ و مهره ای

کاربرد اسکلت فولادی پیچ و مهره ای

چکیده
کیفیت مناسب اتصالات در سازههای فولادی عامل اصلی یکپارچگی سیستمهای سازهای بوده و تخریب بسیاری ازساختمانهای فولادی طبق گزارش زلزله های گذشته ناشی از مشکل جوشکاری اتصالات تعیین شده است. یک اتصال ضعیف ونامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی گردد. با جوشکاری اتصالات حساس مثل جوش شیاری نفوذی اتصال گیردار تیر به ستون در محل کارخانه و نصب اسکلت فولادی صرفا با پیچ کردن قطعات از پیش ساخته شده میتوان علاوه بر تسریع در اجرای پروژه، به ارتقای کیفیت ساخت کمک شایانی نمود. در این مقاله ضمن ارائه
مزایا و معایب اتصالات پیچی، انواع پیچ ها از لحاظ نوع و مقاومت، عملکرد و کاربرد آنها به اختصار بیان گردیده و استفاده ازاتصال پیچی برای پیش سازی ساختمان های فولادی و بهبود کنترل کیفیت اجرایی توصیه می شود.
کلید واژهها: اتصالات پیچی، سازههای فولادی، ضعفهای جوشکاری، پیچ های پر مقاومت، زلزله.
مقدمه
اتصالات در کلیه سازه ها ازجمله سازه های فولادی یکی از اجزای اساسی سازه بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم های سازه ای می باشند. یک اتصال ضعیف و نامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی
گردد. از آنجا که زوال اعضای سازه ای خیلی کم اتفاق می افتد، بسیاری از زوال های سازه ای ناشی از طراحی ضعیف اتصالات و یا ضعف در جزئیات اجرائی می باشد. در طراحی و اجرای اتصالات ساختمانهای فولادی باید توجه ویژه ای بشود که حتی در
ساختمانهای در حال احداث نیز مشکلات متعددی دیده می شود که به هنگام زلزله شکست جوش و گسیختگی اتصال ساده و .[ یا گیردار تیر به ستون ساختمانهای فولادی زیاد تجربه شده است [ ۱ و ۲ و ۳
امروزه اجزای سازه ای فولادی توسط جوش یا پیچ و یا ترکیبی از این دو به یکدیگر متصل می گردند. تا چند دهه قبل اتصالات توسط جوش و یا پرچ انجام می شد. برای نخستین بار در سال ” ۱۹۴۷ کمیته تحقیقاتی اتصالات پیچی وپرچی ” آمریکا تشکیل شد. این کمیته اولین دستورالعمل خود را در سال ۱۹۵۱ انتشار داد. در این دستورالعمل ضوابط جایگزین نمودن پیچهای پر مقاومت به جای پرچ ارائه گردید. از آن تاریخ به بعد استفاده از پیچ به خصوص پیچ های با مقاومت زیاد بسیار رایج و مرسوم شد به طوریکه امروزه در سازه های فولادی دیگر از پرچ استفاده نمی شود. دلایلی را برای
این تغییر (یعنی استفاده از پیچ به جای پرچ) می توان برشمرد، ازجمله آنکه:
• برای نصب یک پیچ به دو کارگر معمولی نیاز است درصورتیکه یک پرچ توسط چهار کارگر ماهر اجرای می شد.
• اجرای پرچ یک عملیات به علت حمل پرچ گداخته از محل کوره تا محل نصب نسبتا خطرناک و پر سروصدا است.
• اجرای اتصالات پیچی بسیار سریع انجام میگیرد و زمان نصب را به طور چشمگیری کاهش میدهد.
٨۶
ارائه AISC با این وجود ضوابط مربوط به ساخت و اجرای اتصالات پرچی کنار گذاشته نشده است و هنوز توسط آئین نامه
می شود. زیرا بسیاری از سازه های فولادی موجود در گوشه و کنار جهان دارای اتصالات پرچی می باشند و شناخت رفتار
آنها برای ارزشیابی مقاومت این سازه ها و ترمیم سازه های قدیمی الزامی می باشد. به طورکلی، اصول آنالیز و طراحی
اتصالات پرچی نظیر اتصالات پیچی می باشد با این تفاوت که خصوصیات مصالح آنها متفاوت می باشد.
نوع دیگر عامل اتصال، جوش است که بسیار مرسوم بوده و دارای چندین مزیت نسبت به پیچ می باشد. یک اتصال جوشی از
نظر طراحی، براساس مفاهیمی نسبتا ساده استوار می باشد. بعضی از اتصالات پیچی که طراحی و اجرای آنها پیچیده باشد با
شکل باید با I سهولت بیشتر توسط جوش طراحی و اجرا می شوند. به عنوان مثال برای ساخت یک تیر ورق با مقطع
استفاده از نبشی، پرچ و یا پیچ، مهره و واشر بال ها را به جان متصل کرد در صورتیکه توسط جوش این تیر ورق به سادگی
.( قابل ساخت می باشد شکل ( ۱
جوش پرچ
شکل ( ۱): جزئیات شماتیک ساخت یک تیر ورق با استفاده از پرچ (یا پیچ) و جوش
از طرف دیگر جوش نیز مشکلات خاص خود را دارد و یکی از مهمترین موضوعات درهر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری
آن است. جوشکاری باید توسط استادکاران ماهر انجام شده و جوش اجرا شده مورد بازرسیهای لازم براساس نوع جوش قرار
گیرد. بازرسی جوش عملیاتی دقیق، زمان گیر و پرهزینه است. جوشها درهمه بخشها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و
از لحاظ بعد و طول جوش و کنترل کیفیت لازم بررسی گردد. دراین خصوص حتی ممکن است در یک ساختمان فولادی
بر روی جوش نیاز باشد. در استاندارد ۲۸۰۰ , آزمایشات اولتراسونیک و (NDT) کوچک به انجام آزمایشات غیر مخرب
رادیوگرافی برای کنترل اتصالات جوشی قابهای خمشی ویژه اجباری شده است[ ۴] که البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در
سایر حالات نیز انجام می گیرد. این مشکل را میتوان با اجرای جوش در کارخانه به جای جوشکاری در محل به حداقل
ممکن رسانید. اجرای جوش با کیفیت مطلوب در شرایط کنترل شده کارگاهی با سهولت بیشتری نسبت به محل پروژه
میسر می باشد. درصورتیکه اتصال از ترکیب جوش و پیچ ساخته می شود باید عملیات جوشکاری در کارگاه و نصب پیچ ها
در سایت انجام پذیرد. به عنوان نمونه در یک اتصال برشی تیر به ستون، ورق اتصال در کارگاه به بال ستون جوش شده و
.( سپس در محل ساختمان توسط پیچ به جان تیر متصل می شود، شکل ( ۲
شکل ( ۲): اتصال برشی تیر به ستون
٨٧
امروزه استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه های فولادی بسیار رایج و متداول
گردیده است (اشکال ۳ و ۴). چون عموما در ساخت و تولید پیچ ها از فولادهای مخصوص با عملیات ویژه استفاده می کنند،
مصالح پیچ ها دارای مقاومت گسیختگی به مراتب بالاتر از فولادهای ساختمانی معمولی می باشند. دست یابی به پیچ های
پرمقاومت و با کیفیت مناسب موجب فراهم شدن افق های جدیدی در زمینه اتصالات انواع سازه های فولادی اعم از
ساختمان، پل و تاسیسات صنعتی گردیده است.
شکل ( ۳): در سالهای اخیر استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه های فولادی
۱۰ تا ۴۰ طبقه در کشور متداول گردیده است.
شکل ( ۴): جهت بهبود کیفیت عملیات جوشکاری در کارگاه و نصب پیچ ها در سایت انجام میپذیرد.
در این مقاله ضمن اشار های به خسارات ساختمانهای فولادی در زلزله، مروری بر جزئیات علل تخریب و خسارات ناشی از ضعف
جوش، ارائه مزایا و معایب اتصالات پیچی، انواع پیچ ها از لحاظ نوع و مقاومت، عملکرد و کاربرد باختصار بیان گردیده و
استفاده از اتصال پیچی برای پیش سازی ساختمان های فولادی، صنعتی کردن ساخت (افزایش سرعت و کیفیت) و ارتقای
کنترل کیفیت اجرایی توصیه می شود.
٨٨
مزایا و معایب اتصالات پیچی:
:[ مزایای اتصالات پیچی به شرح زیر است[ ۵
۱) سرعت نصب و مونتاژ بالا: سرعت نصب و اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی بسیار بالا بوده و در
مدت کوتاهی می توان یک سازه فولادی را به کمک پیچ سرپا کرد.
۲) امکان بازنمودن سازه و استفاده مجدد: اعضای سازه های فولادی را که با پیچ به یکدیگر متصل شده اند، می توان
از هم جدا نمود و در محل دیگری مجددا آنها را به یکدیگر متصل و سازه جدیدی را احداث نمود. این موضوع در
اجرای سازه های موقت نظیر پل ها و داربست های غیردائم اهمیت ویژه ای دارد.
۳) محدودیت در تامین وسایل و تجهیزات جوشکاری: در مواردی که امکان فراهم نمودن تجهیزات و وسایل نظیر
دستگاه جوش برق مورد نیاز نباشد، استفاده از پیچ در اتصالات به عنوان یک روش جایگزین چاره ساز خواهد بود.
۴) عدم نیاز به کارگر ماهر
۵) بی سروصدا بودن هنگام نصب و اجرا: اصولا اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی همراه با سروصدای
زیاد نمی باشد. در حالی که اجرای سازه های فولادی به کمک پرچ توام با سروصدای زیاد و در مواردی آزاردهنده
است.
۶) شرایط محیطی کار: برای اجرای مناسب اتصالات جوشی لازم است درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار
و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت های ذکر شده در
اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر است.
۷) عدم محدودیت در اعضای اتصال: در اجرای سازه های فولادی ممکن است مواردی پیش آید که امکان جوش
پذیری اعضای سازه به آسانی و با کمک تجهیزات و وسایل موجود میسر نباشد، در این صورت استفاده از اتصالات
پیچی چاره ساز است.
۸) کم هزینه بودن کارهای نصب و اجرا: چون در اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی، به وسایل
معمولی نیاز بوده و احتیاج به تجهیزات خاص و نیز کارگرهای ماهر و متخصص نمی باشد هزینه اجرای سازه کاهش
می یابد.
۹) ضمنا چنانچه بنا به عللی در هنگام نصب، سفت کردن پیچ ها قبل از اعمال بار به خوبی انجام نشده باشد امکان
محکم کردن دوباره میسر می باشد.
مشکل عمده در اجرای سازه های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ ها و عدم رعایت میزان پیش
تنیدگی در پیچ ها و عدم انطباق آنها هنگام اجرا و نصب پدید می آید. بنابراین در تعبیه سوراخ های اعضا در کارگاه های
صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ ها تعیین و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ نمودن اعضا صورت گیرد.
جلوگیری از خوردگی:
دوام اتصالات به درجه خوردگی محیط در دوران سرویس بستگی دارد. خرابی های ناشی از زنگ زدگی باعث گسیختگی پیش
از موقع می شود، بنابراین محافظت در برابر خوردگی به منظور حفظ تمامیت و یکپارچگی سازه در طول عمر خود باید مورد
توجه قرار گیرد. پیچ ها و مهره ها در سازه های فولادی یکی از اجزای مهم بوده که تمامیت کل سازه به آنها بستگی دارد.
برای محافظت در برابر خوردگی می توان از فلزهای مقاوم و یا پوشش های محافظ قبل و بعد از نصب استفاده نمود. استفاده از
اتصالاتی که از آلیاژهای مقاوم ساخته شده اند بهترین راهکار در محیط های بسیار خورنده می باشد. پوشش های محافظ
شامل روی، کادمیوم و فلزات گران قیمتی مانند نیکل و قلع می باشد که باید پیش از نصب مورد استفاده قرار گیرند. در مورد
فلزات فعال تر مانند روی و کادمیوم ضخامت پوشش اهمیت زیادی دارد اما پوشش های نازک نیکل و قلع می تواند در
درازمدت به خوبی از سازه محافظت نماید.
٨٩
انواع پیچ ها:
تقسیم بندی پیچ های معمولی و پیچ های پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی کششی آنها و نوع مصالحی که در ساخت و
تولید آنها به کار می رود، انجام می گیرد. هر دو نوع پیچ معمولی و پرمقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند.
پیچ های معمولی: مصالح پیچ های معمولی از نوع فولاد نرمه با کربن کم می باشند. پیچ های معمولی در استاندارد
مشخص می شوند. قیمت پیچ های معمولی از پیچ های پرمقاومت کمتر بوده و با قطرهای A با علامت ۳۰۷ ASTM
محدود ساخته می شوند. مورد مصرف آنها در سازه های سبک مانند خرپاهای کوچک، سازه های موقتی و اعضای
درجه دوم سازه ها مانند مهاربندها و لاپه ها می باشد. از پیچ های معمولی به عنوان وسیله کمکی مونتاژ نیز در
اتصالاتی که اعضای اصلی آن توسط جوش و یا پیچ های پرمقاومت متصل می شوند استفاده می شود. براساس
برای این نوع پیچ: AISC آئین نامه J3- جدول ۲
۳۱۰MPa = 3100kg/cm2 = تنش کششی اسمی
۱۶۵MPa = 1650kg/cm2 = تنش برشی اسمی
۴,۸ و ۵,۶ در زمره پیچ های معمولی محسوب می شوند. پیچ ۴,۶ برای ، ۴,۶ ، در استاندارد آلمان، پیچ های ۳,۶
مصرف می شوند. ST و پیچ ۵,۶ برای اتصالات با فولاد ۵۲ ST اتصالات اتکایی از نوع فولاد ۳۷
.[ آلمان برای شناسایی پیچ ها بیشتر مورد توجه می باشد[ ۶ DIN در کشور ما استاندارد
پیچ های پرمقاومت: عرضه پیچ های پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازه های فولادی و اتصالات آنها به وجود
آورد. مصالح پیچ های پرمقاومت از فولاد با کربن متوسط است که خود و مهره آنها به وسیله عملیات مرغوب سازی
(حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید می شوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود ۱۶ تا ۲۵ ساعت
گداخته می شوند.
از A 5600-6300 و ۴۹۰ kg/cm با تنش تسلیم حدود ۲ A و ۴۹۰ A پیچ های با علامت ۳۲۵ ASTM در استاندارد
۸۰۰۰-۹۰۰۰ معرفی می شوند. kg/cm نوع فولاد آلیاژدار با تنش تسلیم ۲
پیچ های پرمقاومت به دلیل قابلیت تحمل خوب نیروهای پیش تنیدگی برای اتصالات اصطکاکی کاربرد وسیع دارند.
پیچ های معمولی ممکن است تحت تاثیر بارهای متناوب نظیر نیروهای ناشی از لرزش، نوسان، ضربه و نیروهای
دینامیکی شل شده و مهره ها از پیچ جدا شوند. برای جلوگیری از شل شدن مهره ها می توان از دو مهره، ورق های
شیاردار بر روی مهره، خار خم شده یا فنری در پشت مهره یا واشر فلزی استفاده نمود.
امکان شل شدن پیچ ها در اتصالات اصطکاکی به علت اعمال نیروی پیش تنیدگی بر روی مهره وجود ندارد و این
نوع پیچ ها برای نیروهای دینامیکی نیز مناسب هستند. برای جلوگیری از شل شدن پیچ ها می توان از چسب های
مخصوص که دندانه پیچ در آن آغشته شده و پس از آن مهره بسته می شود، استفاده کرد.
پیش تنیدگی پیچ های پرمقاومت:
در مواردی که لازم باشد هیچ گونه لغزشی بین ورق های اتصال پدید نیاید، پیچ های پرمقاومت پیش تنیده می شوند. نیروی
.[ پیش تنیدگی باید حتی الامکان بزرگ بوده و از طرفی نباید باعث تغییر شکل دائمی و یا گسیختگی در پیچ شود[ ۶
(kN) جدول ( ۱): حداقل نیروی پیش تنیدگی
(mm) قطر پیچ A پیچ ۳۲۵ A پیچ ۴۹۰
M16 91 114
M20 142 179
M22 176 221
M24 205 257
M27 267 334
M30 326 408
M36 475 595
٩٠
هریک از این مقادیر ۷۰ % مقاومت کششی پیچ مربوطه می باشد.
برای ایجاد نیروی پیش تنیدگی روش های مختلفی وجود دارد که معمول ترین آنها عباتند از:
پیچاندن مجدد مهره ها به مقدار زاویه معین پس از محکم شدن اولیه آنها: جداولی وجود دارد که براساس نسبت
طول پیچ به قطر آن، تعداد دورهای اضافی که می باید مهره پس از محکم کردن اولیه آن چرخانیده شود را ارائه می
نمایند. با استفاده از این جداول و محکم کردن مهره، کشش اولیه مورد نظر در پیچ به وجود می آید.
استفاده از آچارهای مدرج دستی یا مکانیکی: با بهره گیری از این آچار میزان لنگر پیچشی به منظور رسیدن به
کشش مورد نظر در یک پیچ با طول، قطر و رده خاص به صورت کاملا کنترل شده قابل اعمال می باشد.
استفاده از پیچ های مخصوص: این پیچ ها دارای این ویژگی می باشند که تحت اثر نیروی کششی معین، انتهای
ساق پیچ را می توان به راحتی با پیچاندن جدا نمود. برای نصب این گونه پیچ ها می باید از آچارهای مخصوص
استفاده نمود.
استفاده از شاخص اندازه گیری کشش مستقیم: ساده ترین این شاخص ها یک واشر فنری می باشد. وقتی که مهره
محکم می شود با اعمال فشار اولیه دو انتهای واشر که در یک صفحه واقع نمی باشند در یک صفحه قرار می گیرند
و در پیچ نیز کشش متناظر با این فشار حاصل می شود.
انواع اتصالات:
به طور کلی در یک سازه اتصالات به دو گروه اتصالات اصلی و اتصالات ثانویه تقسیم بندی می شوند. در اتصالات ثانویه
.[ استفاده از پیچ های معمولی مجاز و رایج می باشد. در اتصالات اصلی الزاما باید از پیچ های پرمقاومت استفاده شود[ ۵
اتصالات اصلی که با به کارگیری پیچ های پرمقاومت اجرا می شوند به دو گروه اتصالات اصطکاکی و اتصالات اتکایی یا
تماسی تقسیم می شوند. در یک اتصال اصطکاکی نیروی اعمال شده نباید از نیروی اصطکاک بیشتر شود. لذا رعایت
ملاحظات مربوط به اعمال نیروی پیش تنیدگی ضروری می باشد. در پل ها که اتصالات تحت سیکل های زیاد بارهای رفت
و برگشتی قرار می گیرند باید از این نوع اتصالات استفاده شود زیرا درصورتی که لغزش رخ دهد نیروی ناشی از خستگی در
پیچ ها بحرانی می شود. اگر جلوگیری از لغزش یک پارامتر تعیین کننده نباشد می توان از اتصالات اصطکاکی استفاده
نمود. در اکثر سازه ها اتصالات از نوع اتکایی می باشند زیرا لغزش اتصالات یک عامل دلخواه در استهلاک انرژی و در نتیجه
فقط در اتصالات اتکایی می توانند مورد استفاده قرار A کاهش نیروی اعمال شده به عناصر سازه ای می باشد. پیچ های ۳۰۷
گیرند.
گرچه از نظر تئوری در اتصالات اصطکاکی پیچ ها تحت اثر نیروی برشی و نیروی اصطکاکی قرار نمی گیرند ولی باید به
منظور مقابله با امکان افزایش نیرو که منجر به لغزش می گردد این پیچ ها دارای مقاومت برشی و مقاومت اصطکاکی کافی
باشند.
برای سوراخ های استاندارد از رابطه زیر محاسبه می شود: ، Rstr ، مقاومت اتصالات اصطکاکی
تعداد پیچ ها و Nb ،(( حداقل کشش اولیه (براساس جدول ( ۱ Tm ،( در این رابطه ضریب اصطکاک استاتیکی (معمولا ۰,۳۳
تعداد صفحات برش عبوری از ساق یک پیچ می باشد. Ns
ظرفیت پیچ های پرمقاومت:
در یک اتصال، پیچ تحت اثر تنش های برشی، کششی و یا ترکیب آن ها قرار می گیرد. بدین منظور تعیین ظرفیت یک پیچ
.[ در وضعیت های مختلف تنش، پارامتر اساسی طراحی اتصال می باشد[ ۵و ۶
٩١
مقاومت برشی پیچ های پرمقاومت به عبور یا عدم عبور صفحه A • مقاومت برشی: برخلاف پیچ های معمولی ۳۰۷
برش از محدوده حدیده شده ساق پیچ بستگی دارد. در این صورت ظرفیت برشی به میزان
۰,۷۵ کاهش می یابد. مقادیر مقاومت برشی پیچ های پرمقاومت در زیر خلاصه شده است: Athreaded/Aunthreaded
Rn=48Ab : صفحه برش واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۳۲۵ : (i)
Rn=60Ab : صفحه برش غیر واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۳۲۵ : (ii)
Rn=60Ab : صفحه برش واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۴۹۰ : (iii)
Rn=75Ab : صفحه برش غیر واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۴۹۰ : (iv)
X را با حرف (iv) و (ii) و پیچ های ردیف (A490‐N و A325‐N بصورت ) N را با حرف (iii) و (i) پیچ های ردیف
مشخص می نمایند. (A490‐X و A325‐X (بصورت
• مقاومت کششی: زمانی که یک پیچ پر مقاومت بدون کشش اولیه تحت اثر نیروی کششی خارجی قرار گیرد،
نیروی کششی درون پیچ با نیروی اعمال شده برابر می باشد. درصورتیکه پیچ پیش تنیده شده باشد، درصد بسیار
زیادی از نیروی کششی خارجی صرف ایجاد نیروهای فشاری اعمال شده به اجزای اتصال می شود. به دلیل آنکه
معمولا کشش بوجود آمده در پیچ های پرمقاومت ناشی از نیروی کششی خارجی در لحظه جدا شدن قطعات از
یکدیگر حدود ۱۰ % بیش از کشش در ابتدای بارگذاری می باشد لذا می باید کلیه پیچ های پر مقاومت که تحت
اثر کشش مستقیم قرار می گیرند صرف نظر از نوع اتصال (اصطکاکی و یا اتکایی) حتما پیش تنیده شوند.
• ترکیب برش و کشش: پیچ ها در اکثر موارد تحت اثر همزمان برش و کشش قرار می گیرند. در این موارد درحالت
کلی اتصال تحت اثر نیروی خارج از مرکز قرار گرفته است. در حالت ساده زیر ، شکل ( ۵)، امتداد نیروی اعمال
شده از مرکز ثقل اتصال می گذرد بنابراین چنین فرض می شود که پیچ ها به نسبت مساوی در تحمل مولفه های
F بار حاصل از نیروی اعمال شده به اتصال مشارکت می نمایند. می توان چنین فرض نمود که مولفه قائم نیروی
را در یک پیچ به وجود می آورد. در این صورت می (Tu)bolt و مولفه افقی این نیرو، کشش (Vu)bolt باعث ایجاد برش
باید رابطه اندرکنش زیر برآورده شود:
شکل ( ۵): اتصال پیچی تحت اثر ترکیب برش و کشش
در این رابطه مقاومت طرح پیچ در کشش و مقاومت طرح پیچ در برش می باشد.
برای اتصالات اصطکاکی که هر پیچ تحت اثر همزمان برش و کشش قرار دارد، بر اثر نیروی کششی اعمال شده نیروی
برای در نظر گرفتن این اثر از ضریب کاهنده برای کاهش مقاومت AISC اصطکاکی کم می شود. آئین نامه
.[ برشی پیچ ها در اتصالات اصطکاکی استفاده می نماید[ ۵
٩٢
• اتصالات با خروج از مرکزیت: در این اتصالات که اصطلاحا اتصالات خارج از مرکز نامیده می شوند برآیند نیروهای
اعمال شده به اتصال از مرکز ثقل پیچ ها نمی گذرد. درصورتیکه اتصال دارای یک صفحه تقارن باشد، مرکز سطح
برش پیچ ها را می توان به عنوان مرکز مختصات انتخاب نمود و فاصله عمود از خط امتداد نیرو تا این مرکز سطح
“خرو ج از مرکزیت” نامیده می شود. اتصال تیر به ستون نشان داده شده در شکل ( ۶) یک اتصال خارج از مرکز
متداول تیر به ستون می باشد.
شکل ( ۶): اتصال با خروج از مرکزیت تیر به ستون
در این اتصال دو سیستم انتقال نیرو و اعمال آن به پیچ ها و جود دارد: اتصال نبشی به جان تیر و اتصال نبشی به
بال ستون. در اتصال نبشی به جان تیر پیچ ها تحت اثر برش و پیچش واقع در صفحه اتصال قرار می گیرند و
ایجاد تنش های برشی و پیچشی می کنند. انتقال نیروی تکیه گاهی تیر به ستون توسط مکانیزم برش و خمش
صورت می گیرد. در این صورت تمامی پیچ های اتصال دهنده نبشی به جان ستون تحت اثر برش قرار گرفته
علاوه بر آن تعدادی از آنها تحت اثر کشش و تعدادی تحت اثر فشار نیز قرار می گیرند. پیچ هایی که در قسمت
فوقانی اتصال قرار گرفته اند تحت اثر ترکیب همزمان برش و کشش و پیچ هایی که در قسمت پایین اتصال می
باشند صرفا تحت اثر برش طراحی می شوند (زیرا نیروی فشاری به وجود آمده ناشی از خمش باعث اتصال هر چه
بیشتر نبشی به بال ستون می شود). بوجود آمدن این نیروی فشاری نه تنها سبب کاهش ظرفیت پیچ ها نمی شود
بلکه بسیار مفید هم می باشد. شایان ذکر آنکه در طراحی لرزه ای اتصالات (به علت ماهیت رفت و برگشتی
نیروها) برای پیچ های پایین چنین اتصالی نیز از همان پیچ های فوقانی (با آرایش یکسان) استفاده می شود.
• اتصال تحت اثر برش خارج از مرکز: نمونه ای از این نوع اتصال و بار برشی اعمال شده در شکل ( ۷) نشان داده شده
است. برای تحلیل این گونه اتصالات دو روش” آنالیز الاستیک ” و ” آنالیز مقاومت نهایی “وجود دارد.
شکل ( ۷): اتصال تحت اثر برش خارج از مرکز
٩٣
در روش آنالیز الاستیک بار برشی خارج از مرکز با یک بار اعمال شده در مرکز سطح پیچ ها و لنگر پیچشی ناشی
از خروج از مرکزیت نیروی برشی جایگزین می شود. در این صورت فرض می شود که کلیه پیچ ها دارای ظرفیت
یکسان در مقابله با نیروی برشی متمرکز و لنگر پیچشی اعمال شده می باشند. به علت آنکه تنش های حاصل
برشی هستند با استفاده از روابط معمول مقاومت مصالح و فرض آنکه رابطه نیرو- جابجایی خطی بوده و تنش های
بوجود آمده از تنش تسلیم فراتر نمی روند کل ظرفیت سیستم به سهولت قابل محاسبه می باشد. این روش گرچه
دقیق نمی باشد ولی به علت سادگی روش محاسباتی و همچنین محافظه کارانه بودن نتایج آن متداول بوده و
بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
با استناد به نتایج آزمایشگاهی مشخص شده است که برای یک پیچ نمی توان تنش تسلیم برشی دقیقی تعیین
نمود. لذا همانگونه که اشاره شد روش آنالیز الاستیک چندان دقیق نمی باشد. روش مقاومت نهایی از روش آنالیز
الاستیک دقیق تر بوده ولی از پیچیدگی محاسباتی بیشتری نیز برخوردار می باشد. این روش براساس فرضیات زیر
استوار می باشد:
– در شرایط زوال، گروه پیچ ها حول یک نقطه به نام مرکز آنی دوران می کنند.
– تغییر شکل هر پیچ در جهت عمود بر شعاع دوران و متناسب با فاصله آن از مرکز آنی می باشد.
– ظرفیت اتصال براساس ظرفیت نهایی دورترین پیچ محاسبه می شود.
– قطعات اتصال داده شده در کلیه مراحل اعمال و انتقال نیرو به پیچ ها دارای رفتار صلب می باشند.
اتصال تحت اثر برش و خمش: در یک چنین اتصالی که نمونه ای از آن در شکل ( ۸) نشان داده شده است لنگر
ناشی از انتقال نیرو به مرکز سطح اتصال) سبب افزایش تنش کششی در پیچ های ردیف بالا می شود. ) Pe خمشی
نیز قرار می گیرند. P واضح است که کلیه پیچ ها بصورت همزمان تحت اثر برش یکسان ناشی از نیروی متمرکز
شکل ( ۸): اتصال تحت اثر برش و خمش
درصورتی که پیچ های پرمقاومت پیش تنیده باشند، سطح تماس بین بال ستون و بال سپری اتصال قبل از آنکه بار خارجی
اعمال شود تحت اثر فشار یکنواخت قرار می گیرد. این تنش فشاری تماسی برابر است با کل نیروی کششی درون پیچ ها
فشار موجود در سطح تماس در ناحیه فوقانی کاهش و در ناحیه تحتانی افزایش می P تقسیم بر سطح تماس. با اعمال بار
یابد. لحظه ای که تنش فشاری در قسمت فوقانی سطح تماس صفر می شود بال سپری اتصال از بال ستون جدا شده و
ناشی از خروج از Pe کشش فقط توسط کشش بوجود آمده در پیچ ها تحمل خواهد شد. طراحی اتصال به علت وجود
.[ مرکزیت با تغییر متغیرهای طراحی و برآورده نمودن رابطه اندرکنش انجام می شود[ ۵
کنترل کیفیت و تضمین کیفیت:
عدم توجه به نیازمندی های کیفی خاص اتصالات پیچی موجب می شود تا اختلاف فاحشی میان اتصالات اجرا شده با
مفروضات طراحی وجود داشته باشد. به منظور حصول اطمینان از کیفیت اتصالات پیچی کنترل های زیر، پیش و پس از انجام
عملیات نصب در سازه های فولادی به ویژه در سازه های با کاربرد خاص و حساس توصیه می شوند.
٩۴
کنترل بازرسی پیچ و مهره: نظام نامه تضمین کیفیت باید در برگیرنده فهرست تمامی بازرسی های مورد نیاز در
زمینه پیچ و مهره های پروژه بوده و مسئول انجام هر بازرسی باید مشخص باشد. این بازرسی ها ممکن است توسط
واحد کنترل کیفیت پیمانکار، بازرس ویژه و یا بازرس خاص پیچ و مهره صورت پذیرد.
بازرسی چشمی از وضعیت عمومی سوراخ ها باید قبل از نصب قطعات و سفت کردن اولیه توسط بازرس صورت
پذیرفته و در رابطه با اتصالات اصطکاکی انجام بازرسی چشمی از وضعیت سطوحی که روی هم قرار می گیرند،
الزامی است.
برنامه کنترل پیچ و مهره: برنامه کنترل کیفیت پیمانکار در زمینه پیچ و مهره باید حداقل موارد زیر را در بر داشته
باشد:
گواهینامه و کارخانه سازنده قطعات به منظور کنترل مطابقت روند تولید با الزامات پروژه اخذ شود.
گواهینامه های کارخانه سازنده در پرونده پروژه نگهداری شود.
محل مناسبی به منظور نگهداری قطعات در نظر گرفته شود.
سیستم مناسبی به منظور کنترل مواد در نظر گرفته شود. همچنین باید کنترل مواد برحسب محموله تولیدی
صورت پذیرد.
یک ابزار کالیبراسیون آچار که حداکثر یک سال قبل در آزمایشگاه معتبر کالیبره شده، موجود باشد.
دستورالعمل های مدون در خصوص روش های بستن و سفت کردن پیچ و مهره تهیه شود.
پرسنل اجرایی باید از روش اتخاذ شده جهت بستن و سفت کردن پیچ و مهره ها مطلع باشند.
بازرسین پیچ و مهره باید دوره های آموزشی مربوطه را گذرانده و دارای دانش کافی باشند.
تائید صلاحیت نصاب پیچ و مهره: پرسنلی که به منظور نصب قطعات و ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ های
مقاومت بالا به کار گرفته می شوند باید از حداقل اطلاعات و مهارت های لازم در این خصوص برخوردار باشد.
بکارگیری نیروهای واجد صلاحیت منجر به حصول اطمینان از بکارگیری مواد صحیح در محل خود، احراز شرایط
لازم در خصوص سفت کردن اولیه و اعمال صحیح روش پیش تنیدگی خواهد شد. برنامه تائید صلاحیت نصاب پیچ
و مهره منجر به کاهش زمان بازرسی و همچنین مغایرت های احتمالی می شود. پرسنل مسئول نصب و سفت کردن
پیچ ها باید حداقل اطلاعات زیر را دارا باشند:
شناسایی رده پیچ و مهره ها
اندازه گیری طول پیچ ها
شرایط روغنکاری
استفاده از فهرست کارگاهی پیچ و مهره ها
برآورد شرایط سفت شدن اولیه
روش های صحیح به منظور ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ ها
در روش چرخش مهره پرسنل باید اطلاعات لازم در خصوص میزان پیچش مورد نیاز بعد از سفت کردن اولیه، روش
های صحیح علامت گذاری و استفاده از آچار اعمال گشتاور را دارا باشند. در روش استفاده از آچار کالیبره، پرسنل
باید اطلاعات لازم را در خصوص نحوه کالیبراسیون آچار، چگونگی کالیبراسیون مجدد و نحوه استفاده از آن دارا
باشند. در روش استفاده از پیچ با قطعه جداشونده پرسنل باید از اطلاعات لازم در زمینه نحوه بکارگیری آچار
الکتریکی برای سفت کردن اولیه و چگونگی ایجاد نیروی پیش تنیدگی با استفاده از آچار الکتریکی برای سفت
کردن اولیه و چگونگی ایجاد نیروی پیش تنیدگی با استفاده از آچار مخصوص برخوردار باشند.
صلاحیت پرسنل نصاب پیچ و مهره و آگاهی آنها از الزامات فوق و خصوصا روش اعمال نیروی پیش تنیدگی، باید
طی یک آزمون کتبی توسط بازرس پروژه ارزیابی شود. علاوه براین نصاب باید قبل از آغاز عملیات اجرایی سه
آزمایش بستن پیچ و مهره تحت نظارت بازرس انجام دهد. پس از انجام این آزمایش ها، پرسنل می توانند نسبت به
٩۵
نصب قطعات، سفت کردن اولیه و پیش تنیدگی در پیچ های پروژه اقدام نمایند. تائید صلاحیت های نصاب پروژه
.[ نباید هیچ اثری بر میزان بازرسی های حین نصب داشته باشد[ ۵
وظایف بازرس پیچ و مهره: بازرس پیچ و مهره باید به منظور انجام بازرسی های مربوطه هماهنگی کامل و نزدیک با
پیمانکار و سایر بازرسین پروژه داشته باشد. تمامی بازرسی های مورد اشاره در مدارک قرارداد، نظام نامه تضمین
کیفیت و مشخصات فنی و آئین نامه ساختمانی باید توسط بازرس پیچ و مهره صورت پذیرد. بازرسی ها باید در زمان
های مشخص و طی یک برنامه زمان بندی به گونه ای انجام شود که از ایجاد وقفه در عملیات اجرایی اجتناب شود و
پیمانکار ملزم شود تا بلافاصله پس از وقوع هرگونه مغایرت اجرایی، نسبت به اصلاح آن اقدام نماید.
مطالعه دقیق مباحث اجرایی مشخصات فنی، نقشه های قرارداد، نقشه های کارگاهی ساخت و نقشه های نصبی
پروژه
مطالعه تمام “گواهی نامه های مطابقت مواد” که از طرف کارخانه سازنده صادر شده است و حصول اطمینان از
تطابق ویژگی های مواد قطعات با الزامات پروژه
تائید شناسایی مواد پیچ و مهره ها
تائید وجود شرایط مناسب و تحت کنترل جهت انبار قطعات
تائید وجود دستورالعمل های مصوب نصب پیچ و مهره
حصول اطمینان از آگاهی تمام نیروهای کاری از دستورالعمل های نصب پیچ و مهره
مشاهده آزمایش پیش از نصب که در ابتدای کار و به ازای هر محموله انجام می شود.
در روش استفاده از آچار کالیبره، عملیات کالیبراسیون آچار در ابتدای هر شیفت کاری کنترل شود.
کنترل کفایت وضعیت اتصال اعم از وضعیت ابعاد سوراخ ها، عدم وجود وضعیت نامناسب در سوراخ هایی که
گشاد شده و یا برقو زده شده اند.
در اتصالات اصطکاکی، کنترل مناسب بودن وضعیت سطوح ورق های احتمالی که بر روی یکدیگر قرار
می گیرند.
کنترل سفت شدن اولیه تمام پیچ ها قبل از اعمال نیروی پیش تنیدگی
در اتصالاتی که باید پیش تنیده شوند، در قالب یک برنامه زمان بندی مناسب عملیات پیش تنیدگی کنترل
شود تا از صحت انجام این عملیات اطمینان حاصل شود.
هرگونه اختلاف نظر در خصوص دست یابی به میزان پیش تنیدگی مورد نظر باید بلافاصله حل و فصل شود.
گزارش کاملی در خصوص اتصالات مشاهده و بازرسی شده که مورد قبول قرار گرفته اند، تهیه شود. این گزارش
باید طبق برنامه و در زمان های مربوط به مسئول معرفی شده تحویل شود.
نتیجهگیری
زلزلههای قبل به مثابه آزمایشگاه بسیار بزرگ , نکات زیاد ی را که هر یک با صرف هزینه هنگفتی می توانست آزمایش شود به
ما یادآور شده اند. عدم وجود سیستم مقاوم جانبی موثر و عدم تقارن مهاربندی در پلان و ارتفاع (وقوع طبقه نرم) دلیل اصلی
تخریب ساختمانهای با اسکلت فولادی در زلزله های قبل می باشد. اشکالات اجرایی زیادی بوی ژه در اتصالات و نحوه و میزان
جوشکاری آنها, متناقض با آئین نامه ها در ساختمانهای آسیب دیده و در حال احداث دیده می شود . برای جلوگیری از
حوادثی مشابه بم در کشور نباید فرصت را از دست داد و از یکسو باید با بهبود فرهنگ ساخت و ساز در کشور، زمینه های
اصلاح مکانیزم کنترل کیفیت طراحی و نظارت اجرای ساختمان های جدیدالاحداث را فراهم آورد . ساختمانهای فولادی پیچ و
مهره ای جایگزین مناسبی برای موارد متداول با اتصالات جوشی جهت رفع مشکلات اجرائی جوش است . علاوه بر ارتقای
کیفی و امکان پیش سازی و صنعتی کردن ساختمانهای فولادی، با اتصالات پیچ و مهره ای در ساخت پروژه های انبوه سازی
تسریع می شود.

پیچ و مهره کیمیاصنعت

پیچ و مهره کیمیاصنعت

بازرگانی پیچ و مهره کیمیاصنعت با بیش از 20 سال تجربه در تهیه ، تولید و فروش پیچ و مهره های صنعتی ,سیم بکسل وزنجیرفعالیت خود را از سال 1375 شروع نموده است. پیچ و مهره  کیمیاصنعت با در اختيار داشتن منابع وسيع داخلي و خارجي ، پرسنل كار آمد ، سيستم های مكانيزه خريد ، فروش ، انبارداري و…، بسته بندي مرغوب ، تداركات به موقع، گواهي اطمينان مرغوبيت كالا و همکاری با شرکت های بازرسی معتبر به شما در بهبود روند توليد صنعتي اطمينان خاطر خواهد بخشيد و نياز شما را در خرید پيچ و مهره هاي صنعتي تامين مينمايد .
محصولات این واحد شامل انواع پیچ و مهره استیل،پیچ و مهره فولادی ، پیچ و مهره آهنی ، پیچ و مهره خشکه، پیچ های شش گوش، پیچ آلن، استادبولت ،پیچ دو سر رزوه، پیچ تمام رزوه،پیچ خودکار،پیچ شیروانی، انکر بولت،یولت،آلن مغزی،آلن سرتخت،سراستوانه،سیم بکسل ،زنجیر،جرثقیل دستی ،برقی و انواع مهره و واشر و همچنین پیچ و مهره های خاص مطابق نقشه مورد استفاده در صنایع گوناگون با استاندارد های جهانی پیچ و مهره و واشر با مقاومت كششي بالا جهت سازه هاي ساختماني، پلهاي فلزي، برجهاي انتقال نيرو، برجهاي مخابراتي و همچنین انواع پیچ و مهره استیل ، پیچ و مهره گالوانيزه گرم، پیچ و مهره الکترو گالوانیزه ، پیچ و مهره تفلون ، پیچ و مهره داکرومات و… جهت کاربرد در انواع شرایط محیطی می باشد

صنایع راه آهن

صنایع راه آهن پیچ و مهره 8.8 و 10.9 و 12.9
واگن سازی مانند صنایع خوردوسازی جزء عمده مصرف کنندگان پیچ های خودکار، اتاقی، آلنی و بسیاری موارد دیگر می باشند. پیچ و مهره های مورد نیاز در مترو و راه آهن اغلب جزء پیچ های خاص و با ضریب اطمینان بالا می باشند و بازرگانی کیمیاصنعت با بهره گیری از دانش و تجربه و توان بالای خود افتخار دارد که تأمین کننده بخش زیادی از پیچ و مهره های واگن سازی، مترو و راه آهن کشور نیز بوده است. پیچ خشکه فولادی کلاس 8.8 پیچ خشکه فولادی کلاس 10.9 پیچ گرید 8.8 پیچ گرید 10.9 مهره کلاس 8 مهره کلاس  پيچ و مهره کیمیاصنعت, پیچ شش گوش,پیچ آلن, پیچ آلن مغزی, پیچ اتاقی, پیچ استوانه, پیچ استیل, پیچ تی, پیچ چشمی, پیچ خروسکی, پیچ ومهرهX پیچ ومهره استیلX پیچ استنلس استیلX فروش انواع پیچ ومهرهX خشگه اهنی واشرX فروشX کیمیاصنعتX -پیچ خشگهX پیچ اهنیX پیچ گالوانیزهX پیچ شیروانیX پیچ سرتختX پیچ ساختگیX پیچ انواع کاربردهای پیچ و مهره: نفت گاز پتروشیمی.صنعت ساختمان.سازه های فضایی. صنایع خودروسازی.صنعت سدسازی.راه آهن و مترو.آب و فاضلاب.صنایع پل سازی.صنایع نیروگاهی.دکلهای برق ومخابرات.10

مقایسه معیاری پیچ شش

 

مقایسه معیاری پیچ شش گوش کلاس 8.8 و 10.9

کلاس و گرید پیچ در کل نشان دهنده کیفیت و استحکام پیچ است . این عدد هر چه بزرگتر باشد پیچ سختی بیشتری دارد و کیفیت مناسبتر هر چند باید درنظر داشت پیچ های با کلاس یا گرید بالاتر خشکتر بوده و انعطاف کمتری نیز دارند.  پیچ شش گوشش کلاس 8.8 پیچ هایی با رزوه استاندارد متریک هستند که از فولاد با کربن متوسط تولید شده اند که در نهایت تحت پروسه حرارتی قرار گرفته اند و تنسایل بالاتری نسبت به پیچ شش گوش گرید 4.6 ، 4.8 و 5.8 دارند.  پیچ شش گوش گرید 8.8 معمولا علاوه بر فولاد کربن متوسط ترکیب هایی از منگنز و کروم با ترکیب کربن حدود 0.15-0.4 درصد ، فسفر حداکثر 0.035 درصد ، گوگرد حداکثر 0.035 درصد ، دارند.  پیچ شش گوش با گرید 8.8 برای قطر کمتر یا حداکثر برابر 16 میلیمتر سختی هسته 22-32 راکول و یا 250-320 ویکرز را دارند در حالی که برای قطر بیشتر از 16 میلیمتر سختی 23-34 راکول معادل 255-335 ویکرز را دارند.  پیچ های کلاس 10.9 سختی بیشتر و کیفیت بهتری نسبت به پیچ شش گوش کلاس 8.8 دارند و از نظر مرغوبیت بطور تقریبی با پیچ شش گوش گرید 8 در سیستم آمریکایی برابری میکنند. از نظر ترکیب شیمیایی پیچ شش گوش گرید 8.8 و 10.9 بسیار شبیه هستند هر چند گرید 10.9 درصد کربن بالاتری و حدود 0.4-0.55 درصد ردارد . میزان فسفر و گوگرد همچنین منگنز و کروم با پیچ شش گوش گرید 8.8 برابر است.  میزان تغییر شکل پیچ شش گوش کلاس 8.8 حد اکثر 12 درصد و کلاس 10.9 حداکثر 9 درصد است.  پیچ شش گوش در کلاس 12.9 نیز ساخته میشوند که کیفیت مرغوبتر و استحکام بالاتری نسبت به هر دو کلاس 8.8 و 10.9 دارند. پيچ و مهره کیمیاصنعت, پیچ آلن, پیچ آلن مغزی, پیچ اتاقی, پیچ استوانه, پیچ استیل, پیچ تی, پیچ چشمی, پیچ خروسکی, پیچ دوسره, پیچ شش گوش, پیچ متری, تاريخچه پيچ و مهره, خودکار, رول بولت, سرخزینه, سرمته ای, مهره استیل, مهره باریک), مهره بلند, مهره تی, مهره جوشی, مهره چاکدار, مهره چشمی, مهره خروسکی, مهره سربسته, مهره شش گوش-, مهره قفلی, مهره کاسه نمدی-, مهره گرد, مهره مربعی, مهره واشردار, واشر استیل, واشر تخت HV-, واشر تخت آهنی-, واشر فنری, یوبولت 

 

اطلاعات تخصصی در ارتباط با پیچ و مهره

اطلاعات تخصصی در ارتباط با پیچ و مهره
یکی ازعمده ترین روش های اتصال، بخصوص اتصالات مکانیکی، استفاده از پیچ و مهره است. واژه ((Bolt واژه ای عام است که به همه اتصال دهنده های رزوه دار مانند پیچ های دو سر رزوه بدون گل یا تمام رزوه ( ( Stud Bolt و نیز پیچ های خودکار(Machine Screws) گفته میشود.

روش تولید، بازرسی و کنترل کیفیت، کاربردها ، پوشش دهی و رنگ ، انواع پیچ و مهره وطبقه بندی آنها ، نشانه گذاری عیوب احتمالی ، روش های احتمال گشتاور، استاندارد های مرتبط ، خوردگی ، انواع شکست ، عملیات حرارتی ، نمونه برداری و مستند سازی وجود دارد که در استاندارد ISO 1891 تعاریف و واژه های مربوط به پیچ و مهره ها بیان شده است.
Bolt به پیچی گفته میشود که به همراه مهره به کار رود(اغلب به صورت استوانه و با انتهایی تخت) و عمدتا به دوشکل در صنعت کاربرد دارد.

* بازرسی پیچ ومهره
استاد بولت و بولت آچار خور

* انواع رزوه
از نظر هندسی و ابعادی ف بیش از 125 نوع رزوه وجود دارد که آشنایی با 30 نوع از آنها برای صنعتگران کافی است.
اتصالات مکانیکی مانند پیچ ها (Bolt & Stud Bolt) دارای رزوه خارجی بوده و مهره ها و سوراخ های رزوه شده دارای رزوه داخلی هستند، رزوه از سه قسمت ریشه ، قله، و پهلو تشکیل شده و زاویه معمول هر رزوه در سیستم متریک ، 60 درجه میباشد.
رزوه یا دنده به دو دسته تقسیم میشود: الف) دنده درشت (Coarse) ب) دنده ریز Fine))

توجه:
انواع رزوه به همراه مشخصات ابعادی و کاربردهای آنها ، به طور کامل در استاندارد DIN 202 امده است.

* درجه بندی استحکام پیچ ها Property Class))
پیچ ها بر اساس استحکام کششی درجه بندی شده و درجه بندی استحکام در سیستم متریک Property Class)) نامیده میشود.

* نامگذاری درجه بندی استحکام پیچ های متریک توسط اعداد و به صورت زیر میباشد:
عدد قبل از اعشار ، معرف یک درصد حداقل استحکام کششی بر حسب مگاپاسکال MPA)) و عدد بعد از اعشار، معرف ده برابر نسبت حداقل استحکام تسلیم به حداقل استحکام کششی میباشد ، اعداد فوق هر دو به طور تقریبی بوده و دقیق نمیباشند.
گرید تمامی پیچ ها با هر درجه استحکامی، باید روی سر پیچ به طور خوانا درج شود.* انواع انتهای پیچ
پیچ های متفاوت و زیادی در صنایع مختلف به کار میرود ، که در ادامه به چند نوع از پر کاربرد ترین آنها اشاره میکنیم:
1- نوع آچار خور 2- نوع سر یا گل 3- ساق رزوه نشده 4-ساق رزوه شده 5- نوع نوک پیچ 6- نوع رزوه

انواع معمول نوک ها به صورت زیر است:
الف) تخت (Flat) ب) بیضوی یا محدب (Oval) ج) مخروطی (Cone) د) استوانه ای (Dog)

* انواع گل پیچ ((head
پیچ ها دارای انواع مختلف گل و یا سر ((head بوده که برخی از عوامل تاثیر گذار بر هندسه آنها به شرح زیر میباشد :
1- جنس قطعه بکار رفته
2- میزان مورد نیاز توزیع تنش در سطح اتصال
3- مقدار تنش اعمالی به اتصال
4- نوع آچار خور

انواع کلی گل پیچ ها به صورت زیر است :

الف) پیچ شش گوش – hexagon
ب) پیچ آلنی – socket
ج) پیچ عدسی – oval
د) نیم گرد – Round
ه) ماهیتابه ای – Pan
و) تخت – Flat

* انواع آچار خور (driving recess) نام گذاری پیچ ها :
برای نام گذاری پیچ ها از شماره استاندارد های بین المللی استفده می کنند ولی در صورت نداشتن این شماره میتوان از موارد زیر برای
نامگذاری استفاده کرد :
1- نوع گل پیچ 2-نوع دنده 3- طول پیچ ( از زیر گل) 4- گرید پیچ 5- نوع نوک پیچ 6- نوع میله
7-نوع آچار خور 8- پوشش نهایی 9- چپ گرد یا راستگرد بودن 10- درجه استحکام پیچ

روش های تولید رزوه :
رزوه ها را می توان با دو روش معمول تولید نمود :
الف) ماشین کاری
در این روش رزوه هایی را به وسیله تراشکاری روی میلگرد ایجاد می کنیم .قطر خارجی رزوه های تولید شده به این روش دقیقا برابر با قطر ساق پیچ است .
مزایا :
– نا محدود بودن تولید پیچ نسبت به قطر و طول –
– حصول و اجرای تمامی مشخصات فنی مرد نیاز
معایب :
1-هزینه زیاد و زمان زیاد تولید
2- کاهش استحکام مکانیکی به دلیل پارگی الیاف و مرزهای دانه ها

ب) نورد
در این روش ، به جای تراش و حذف قسمت هایی از میلگرد اولیه رزوه ها توسط فرایند اکستروژن ایجاد میشود . مقطع پیچ نیم رزوه قبل از رزوه شدن دارای دو فطر متفائت است قسمتی که قرار است رزوه شود دارای قطر کمتر بوده که پس از رزوه شدن به دلیل انبساط شعاعی دارای قطری برابر ساق ((shank میگردد ولی پیچ تمام رزوه نیازی به داشتن دو مقطع قبل از رزوه زنی ندارد.
ضعیفترین منطقه رزوه نسبت به نیروهای مکانیکی، قطر کوچک است و چون این مقدار در هر دو روش تولید برابر می باشد ، از نظر مقاومت یکسانند، از طرفی کار سرد بر روی آلیاژ پیچ در روش نورد ، موجب افزایش فشردگی و استحکام رزوه ها میگردد. در این روش بعد از عملیات رزوه زنی ، پیچ های با گرید 8.8 و بالاتر ، برای افزایش استحکام و سختی ، مرد عملیات حراراتی و سختکاری بین 700- 900 درجه سانتی گراد قرار گرفته آستنیتی میشود سپس در روغن کونچ شده و پس از آن برای بازگشت خواص ضربه پذیری و جلوگیری از تردی در دمای 400 – 600 درجه تمپر میشود.
هنگام عملیات حرارتی به منظور جلوگیری از کربوره شدن بیش از حد یا دکرربوره شدن ، دما ی کوره باید خنثی بوده و تحت کنترل باشد.
مزایا :
– هزینه پایین و زمان کم تولید
– هزینه کم مواد اولیه
– پوشش ضهییف عملیات حرارتی و حمل و نقل به دلیل داشتن وزن کمتر
– سطح نهایی صیقل و پرداخت مناسب
معایب :
محدود بودن تولید به ازای قطر و طول در برخی دستگاه ها

فورج کردن پیچ و مهره :
فرج گردن پیچ و مهره به دو روش سرد و گرم انجام میگیرد. در روش گرم ، بعد از حرارت دهی سر قطعه در دمای 1200- 850 سانتیگراد شکل سر پیچ و مهره توسط دستگاه پرس ایجاد میشود. این روش دارای مزایا و معایب زیر میباشد :

مزایا:
– فرم دهی قطعات با شکل پیچیده
– نیاز به کمترین فشار
– توانایی فرم دهی قطعات بسیار بزرگ

معایب:
– تشکیل پوسته های اکسیدی روی قطعه
– دقت ابعادی پایین
– ایجاد فلاش

در روش فورج سرد یا اکستروژن ، بدون استفاده از حرارت و توسط دستگاه پرس ضربه ای پیچ طی چند مرحله ولی بسیار سریع تغییر مقطع داده ئ آماده رزوه شدن میگردد. در برخی از پرس ها پیچ به طور رزوه شده از دستگاه خارج میگردد.
مزایا :
ابعاد دقیق
مقاومت مکانیکی بالا
سطح صاف قطعه
بدون تغییر ماندن قطعه
عدم نیاز به ماشین کاری

معایب:
نیاز به فشار بالا
چند مرحله ای بودن و نیاز به پیش فرم دهی
ناتوانی در تولید با قطر بیش از 24 میلی متر  (فورج گرم تاسایز1009)

پیچ شش گوش ,
استادبولت,
پیچ آلن,
بولت صفحه ستون,
مهره چشمی,
مهره مربعی,
مهره باریک,
مهره واشردار,
سرخزینه,
یوبولت,
خودکار,
سرمته ای,
پیچ چشمی,
پیچ تی,
رول بولت,
مهره خروسکی,
مهره قفلی,
مهره شش گوش,
واشر تخت HV,
واشر تخت آهنی,
واشر فنری,
مهره کاسه نمدی,
مهره سربسته,
مهره جوشی,
پیچ اتاقی,
مهره بلند,
پیچ استوانه,
مهره تی,
پیچ دوسره,
پیچ آلن مغزی,
پیچ استیل,
مهره استیل,
واشر استیل,
پیچ متری,
پیچ خروسکی,
مهره چاکدار,
مهره گرد,

استحکام پیچ ها55377092

درجه بندی استحکام پیچ ها”Property Class”
پیچ ها براساس استحکام کششی درجه بندی شده ودرجه بندی استحکام در سیستم
متریک Property Class نامیده می شود.

طبـقه بندی مکانیکی در سیستم ISO ، در استاندارد EN 20898 قرار گرفته است .
نامگذاری درجه بندی استحکام پیچ های متریک توسط اعداد و به صورت زیر می باشد:
عدد قبل ازاعشار،معرف 1 درصد حداقل استحکام کششی برحسب مگا پاسکال (Mpa)
و عدد بعد از اعشار،معرف ده برابرنسبت حداقل استحکام تسلیم به حداقل استحکام
کششی می باشد.
اعداد فوق هردو به طور تقریبی بوده و دقیق نمی باشند .
به عنوان مثال در کلاس 4.6 عدد اول معرف یک صدم استحکام کششی برحسب مگا
پاسکال و عدد بعد ازاعشارمعرف ده برابر نسبت حداقل استحکام تسلیم به حداقل
استحکام کششی می باشد ، یعنی استحکام کششی ضربدر عدد بعد از اعشار تقسیم
بر10 برابر است با استحکام تسلیم:
400×6/10=240Mpa
مقادیراستـحکام نامی بوده و اعداد واقعی پس از انـجام آزمـون مشـخص خواهد شد .
یادآوری: استحکام تسلیم همواره برحسب درصدی از استحکام کششی بیان می شود.
به عبارت دیگر، باضرب اعـداد قبل و بعد از اعشار در هم و نیز در عدد ده ، استحـکام
تسـلیم به دست می آیـد، به عنـوان مثال استحکام تسلیم پیچ 8.8 برابر است با 640
مگاپاسکال 8×8=640 گرید تمامی پیچ ها با هر درجه استحکامی ، باید روی سر پیچ
به طور خوانا درج شود (معمولا به صورت برجسته) ، اما این امر درمورد پیچ هایی که
دارای گل پیچ حفره دار بوده وبا آچار مخصوص (L شکل)محکم می شوند، لازم نیست.
در این مورد ، گرید پیچ های با گرید 8.8 و بالاتر ترجیحاٌ در کناره سر پیچ یا روی آن
درج می شود .

پیچ ومهره کیمیاصنعت

پیچ ومهره کیمیاصنعت

آزمایش‌های پیچ و مهره و واشر
آزمایش‌های ابعادی
آزمایش‌های متالورژیکی
آزمایش‌های مکانیکی
آزمایش‌های پوشش مقاوم خوردگی
آزمایش‌های ابعادی و نیز متالورژیکی در هنگام تولید پیچ و مهره و واشر، در کارخانه‌ی
سازنده انجام می‌شود.
آزمایشهای مکانیکی پس از تولیدپیچ و مهره و واشر،در کارخانه‌ی سازنده یا آزمایشگاه‌
های مقاومت مصالح انجام می‌گیرند.
آزمایش‌های مکانیکی برای مهندسان طراح و بازرسان سازه دارای اهمیت می باشد .
به‌طورکلی آزمایش‌های مکانیکی شامل آزمایش‌های کشش،سختی‌سنجی وضربه میشود.
آزمایش کشش خود شامل سه نوع آزمایش می‌شود که عبارتند از :
آزمایش بار گواه ، آزمایش کشش گوه‌ای بر روی نمونه‌ی کامل و آزمایش کشش بر روی
نمونه‌ی ماشین‌کاری شده.
آزمایش ضربه: در آزمایش ضربه که به آن «تاب نمونه‌ی زخم‌دار» نیز میگویند،یک نمونه
از مصالح مورد استفاده را برداشته ، به کمک دستگاه پاندول‌ دار و سقوط آزاد پاندول ،
قطعه شکسته شده و میزان انرژی جذب شده‌ی آن را اندازه‌گیری می‌کنند.
آزمایش ضربه برای پیچ اجباری نیست اما در صورت امکان باید آن را انجام داد.
آزمایش کشش: این آزمایش از آزمایش‌های بسیار معمول برای پیچ می باشد. در آزمایش
کشش، پس از بستن کامل پیچ با یک مهره از رده‌ی مقاومتی بالاتر برروی دستگاه کشش،
با سرعتی مناسب پیچ تا حد تنش تسلیم زیر کشش قرار گرفته و سپس به مدت ده ثانیه
در همین حالت باقی می‌ماند ؛ سپس بار کششی از روی پیچ برداشته می‌شود . در این
آزمایش هیچ‌گونه شکست یا ا فزایش طول همیشگی در پیچ نباید وجود داشته باشد.
آزمایش کشش گوه‌ای: پس از آزمون کشش این آزمایش بر روی پیچ انجام می‌شود. الزام
آیین‌نامه برای انجام آزمایش کشش بر روی نمونه‌ی کامل و واقعی پیچ و مهره‌ی استفاده
شده در پروژه است،مگردر مواردی که محدودیت ظرفیت دستگاه آزمایش وجوددارد ویا
طول پیچ خیلی کوتاه است که در این حالت از نمونه‌ی ماشین‌کاری شده استفاده می‌شود.
در این آزمایش باید دستکم به مقدار چهار رزوه‌ی کامل از پیچ بین فک‌های دستگاه قرار
بگیرد. حداکثرسرعت دستگاه نباید از 25 mm/min بیشتر باشد. شکست به‌وجود آمده
تنها بایددر بدنه‌ی پیچ باشدودرصورت بروز شکست در محل اتصال سرپیچ به بدنه، حتی
اگر به مقاومت مورد نیاز نیز رسیده باشد، نمونه مورد پذیرش نیست. این شکست در پیچ‌
های ساخته شده به روش فورج گرم بیشتر مشاهده می‌شود و بر همین اساس تاحدامکان
بایداز پیچ‌های ساخته شده به روش فورج سرد استفاده شود.از آن‌جایی که در ایران و در
حال حاضرتنها تا قطر M24 به روش فورج سردتولید می‌شود،در طراحی باید تلاش نمود
تا از قطرهای بالاتر استفاده نشود.
آزمایش سختی‌سنجی : این آزمایش در رده‌ی آزمایش‌های غیر مخرب پیچ بوده و برای
آگاهی از میزان سختی قطعه و برابری آن با مقدار استاندارد انجام می‌شود. سختی‌سنجی
برای بخش انتهایی، سطح صاف بدنه و سطح صاف سرپیچ انجام می‌شود. به‌طورکلی از سه
روش برای آزمون سختی‌سنجی استفاده می‌شود که عبارتند از : روش برینل، روش راکول
و روش ویکرز.
برای مهره از آزمایش کشش استفاده نمی‌شود و تنها آزمایش‌های بار گواه و سختی‌سنجی
بر روی مهره‌ها انجام می‌گیرد. برای واشر نیز تنها آزمایش سختی‌سنجی انجام می‌شود
برای دستـیابی بیشتر به اطلاعـات تخصـصی پیـچ و مـهره می توانید با کارشناسان و
مشاوران زبده شرکت کیمیا صنعت تماس بگیرید.

كليه سايز هاي پر مصرف پيچ­ ها با توجه به نياز پروژه های کشور در صنايع مختلف از
سايز M6 تا M100 توسط شركت ظفر صالح سبا قابل توليد و تأمين مي­ باشند .
پیچ ها با پوشش های مختلفی قابل عرضه می باشند که شامل پوشش سیاه ، پوشش
داكرومات،پوشش گالوانيزه گرم و گالوانیزه سرد (کروماته آبی، فسفاته زرد) می باشند.

۱- قطر خارجي Mujor D – بزرگنرين قطر پيچ و يا مهره را قطر خارجي آن گويند كه عبارت است
از اندازه سر دندانه تا سر دندانه مقابل كه آنرا با حرف OD نمايش مي دهند.
۲- ارتفاع يا گودي دندانه Depth of T – ارتفاع دندانه عبارت است ازفاصله قائم ميان سر دندانه
تا ته دندانه پيچ كه آنرا با علامت h مشخص مي نمايند.
۳- قطر داخلي Minor D كه كوچكترين قطر پيچ و يا مهره را قطر داخلي گويند كه اندازه آن عبارت است
از فاصله ته دندانه تا ته دندانه مقابل آن يا به عبارت ديگر برابر است با تفاضل قطر بزرگ دو برابر
ارتفاع دندانه كه با حرف I نشان ميدهند.
۴- تعداد دندانه Nimber of T. – تعداد دندانه عبارت استاز تعداد دندانه در يك اينچ روي محيط
در طول پيچ كه براي تعيين آن خط كش يا كليس را روي پيچ قرار داده و سپس دندانه هاي بين يك
اينچ را ميشماريم كه معمولاًآنرا با حرف N نمايش ميدهيم. علاوه بر آن ميتوان با طرق مختلف ديگري
آنرا اندازه گيري نمود كه عبارت از استفاده از شابلن به اين ترتيب كه شابلن مورد نظر را رويدندانه ها
قرار داده و در صورتيكه نوري از بين دندانه ها مشاهده نشد تعداد دندانه هائيكه روي شابلن نوشته
شده است همان تعداد دندانه پيچ خواهد بود.
۵- گام يا تقسيم دندانه Pitch – فاصله نوك يك دنده تا دنده مجاور و يا فاصله يك نقطه از ته دنده
تا نقطه مشابه از ته دنده ديگر را گام يا تقسيم دنده گويند كه با علامت P مشخص ميكنند.
۶- تارك يا پهناي سر دنده Crest – سر دندانه پيچ هاي يكنواخت ملي داراي سطح باريكي است
كه طرفين يك دندانه را بهم متصل ميسازد با f علامت گذاري شده است.
۷- پهناي ته دندانه root – كف شيتر بين دو دندانه محور كه طرفين آنها را بهم متصل مي سازد
پهناي ته دندانه گويند كه با علامت C يا R نمايش ميدهند.
۸- قطر متوسط (قطر ميانه) پيچ Pitch D. – قطر ميانه عبارت است از استوانه فرضي كه دنده هاي
پيچ را درمحلي قطع ميكند كه در آن قسمت هر دندانه مساوي پهناي شيار مجاور آنست و يا بعبارت
ديگر عبارت است از تفاضل قطر بزرگ و ارتفاع دنده كه با علامت DP و يا E نمايش داده ميشود.
۹- گام محوري پيچ Lead – گام محوري پيچ عبارت است از فاصله اي كه پيچ در داخل مهره يامهره
روي پيچ در يك دور گردش اين گام درست شبيه گام دندانه مي باشد. گامهاي محوريمتعددي را
نشان ميدهد.

 

بررسی و مقایسه استاندارد ها ی پیچ و مهره

بررسی و مقایسه استاندارد ها ی پیچ و مهره

استانداردهای پیچ و مهره و واشر به دودسته کلی استاندارد مکانیکی و هندسی تقسیم
می شوند . از نظرعملکرد در اتصال ها نیز دوگونه استاندارد هندسی قابل پیش تنیدگی
(قابل استفاده در اتصال های اصطکاکی) و غیر قابل پیش تنیدگی (معمولی) برای پیچ ،
مهره و واشر وجود دارد ، که در ادامه به توضیح کامل آن می پردازیم .

برای شناخت پیچها و تعریف پیچها به 4 مشخصه نیازمندیم:

1- قطر پیچ 2- طول پیچ 3- نوع کله پیچ 4- نوع دنده و گام پیچ

اهمیت به کار گیری پیچ و مهره منطبق بر ظوابط طراحی و ساخت
یکی ازپراهمیت ترین فاکتور ها در مقاومت اتصال های اصطکاکی نیروی پیش تنیدگی
ایجاد شده توسط پیچ ومهره می باشد،به همین دلیل پیچ ، مهره و واشر از نظر هندسی
و مکانیکی باید توانایی تحمل نیروی پیش تنیدگی را داشته باشند وعلاوه برآن مقاومت
نیروی کششی خارجی اعمالی به اتصال را نیز داشته باشد.آیین نامه ها و استاندارد های
معتبر بین المللی پیچ ها را به دودسته اصلی پیچهای پرمقاومت با قابلیـت پیشتنیدگی
و پیچهای معمولی غیرقابل پیش تنیدگی تقسیم می کند ؛ از اینرو لازم است با شناخت

مناسب رفتار اتصـال و بارهای وارده به آن عملکردی مناسب برای آن تعبیه گردد و به

تبع آن پیچ ، مهره و واشرمناسب با عملکردآن انتخاب شده و در نقشه های اجرایی ارائه

گردد ؛ به همین دلیل لازم است با بررسی آیین نامه های مربوطـه به اتصالهای سازه های

فـولادی و استاندارد های مورد پذیرش آن ها انواع اتصال ها و استاندارد های مرتبط

شناخته شود.

رفتار اتصال های پیـچ و مهره ای بر اساس مکـانیزم انتقال نیرو در آن به صورت زیر
دسته بندی می شوند :

1- اتصال اتکایی : دراین نوع اتصال ورق های اتصال می توانند بروی یک دیگر بلغزند ،
در این اتصال ها نیرو از طریق اتکای دیواره سـوراخ به بدنه پیچ انتقال می یابد مطابق
آیین نـامـه های طراحی سازه و طـرح لرزه ای این اتصال ها منـاسب بارهای لرزه ای و
دینامیکی نمی باشد.
2- اتصال اصطکاکی : در ایـن نوع از اتصال ورق های به وسیله نیـروی پیش تنیدگی
پیج بر روی یکدیگر فشرده و این نیرو باعث می شود زبری سطحی ورق ها درهم درگیر

شده و بین ورق ها اصطکـاک ایجـاد شود ، نیروی اصطکـاک با نیروی پیش تنیـدگی
و ضریب اصطکاک رابطه خطـی داشتـه و با بیشتـر شدن نیروی پیش تنیدگی مقاومت
اصطکاکی بین ورق ها نیز بیشتر می شود .
در این نوع اتصال دیواره سوراخ و بدنه پیچ هیچگونه تماسی ندارد.
رزوه یا دنده:

رزوه یا دنده به دودسته تقسیم می شود
الف)دنده درشت(coarse)
ب)دنده ریز(fine)
انواع دنده ها ( رزوه ها):
1-پیچ دنده مثلثی 60 درجه
2-پیچ دنده تخت
3-پیچ دنده یونیفاید
4-پیچ دنده مربعی
5- پیچ دنده ذوزنقه ای
6- پیچ دنده ویت ورث
7- پیچ دنده مارپیچ
8- پیچ دنده گرد
9- پیچ دنده اره ای
رده‌ی مقاومتی پیچ:
رده‌ ی مقاومتی در پـیچ‌ ها براسـاس DIN با اعـداد : 4.6 ، 5.6 ، 8.8 ، 10.9 ، 12.9 ، 14.9
تعریف شده است.
مزایای ساخت اسکلت پیش ساخته پیچ و مهره ای نسبت به سایر اسکلت های اجراشده عبارتند از :

سرعت اجرا :سرعت اجرای سازه های با اتصالات پیچ و مهره ای نسبت به اتصـالات
جوشی بالاتر وکاملا قابل لمس میباشد و زمان ساخت سازه های پیـچ و مهره ای کمتر
از سازه های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه های
کشورمان این نوع از سازه ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد می گردد .
سرعت نصب:دراین گونه از سازه ها بدلیل حذف کامل جوشکاری درمحل نصب سازه ،
فقط با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می شود که این عامل
باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می شود و خطاهای نصب به حداقل خود میرسد.
کیفیت ساخت : کیفیـت ساخت سازه با امکانات موجود درکارخانه و طبـق نقشه های
طراحی شده وتحت نظارت واحدکنترل کیفی قابل مقـایسه با سازه های جوشی که در
محل نصـب سازه ساخته می شـوند نمی باشد و دارای کیفیت بسیار بالایی میباشد .
پرت مصالح : معمولا دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص مانند IPE بسته می باشد
و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری اضـافی به مقطع مورد نظر خود برسد
حال آنکه در ساختمان پیچ و مهره ای امکان اجرا و تولید مقاطع سبک تر و با مقاومت
بیشتر وجود دارد استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل میرسد.
ایمنـی و پایـداری سازه : چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده است
که ساختمان های پیچ و مهره ای به دلیـل کیـفیت بـهتر ، پایداری و مقاومت بیشتری
در بـرابـر زلزله و نیروهای جانبـی دارند .
هــزیـنـه کمـتر: اجـرای ساختـمان پیـچ و مهره ای به لحاظ اقتصادی می تواند هـزینه
کمتـری ر ا به مالـک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که در دو سازه که کاملا
مقاطع آن یکسان میباشد سازه پیچ و مهره ای کم هزینه تر باشد،اما به دلیل باز بودن
دست طراح در بهینه سازی و ساخت مقاطع باوزن کمتر،امکان کاهش وزن سازه توسط
طراح به راحتی امکان پذیر است .
مقاومـت در برابر آتش سوزی : در دما های بالا معمولا اتصالات پیـچ و مهره ای
مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارند و احتمال تخریب سازه بسیارکمتر از اتصالات
جوشی است .
عدم نیاز به فضای کار: معمولا در شهرها بدلیل عدم وجود موقعیت و مکان مناسب
جهت ساخت ،اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان شده کـه با استفاده از این نوع
سازه ها،قابلیت اجرا در شلوغ ترین وکم حجم ترین موقعیت ها را فراهم کرده است.

رواج جهانی : در کلیه کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازه ها به صورت پیچ و
مهره ای اجرا میشود مگردر سازه های بسیارکم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا
میشود که از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه ها در این کشور ها،عملکرد بهترآن
وتجربه بیشتر آن کشور ها در ساخت سازه های فولادی می باشد .
خـوردگـی سـازه : در سازه های پیـچ و مهره ای قبل از رنـگ آمیزی ، قطعات
داخل دستگاه های سندبلاست و وایربرس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی
میشوندکه درسازه های جوشی این عملیات انجام نمی گردد و همچنین درسازه های
جوشی بجای رنگ غنی شده با روی،که درسازه های پیچ و مهره ای استفاده میشود
،ضد زنگ بکار می رود که این امر باعث خوردگی سریع سازه می شود.
امکان استفاده در مدیریت حوادث : با توجه به امکان جا بجایی این گونه سازه ها
امکان جابجایی و نصب آن درمناطق بحران زده مانندسیل و زلزله امکان پذیرمیباشد.شش گوش, استادبولت, بولت صفحه ستون, پیچ آلن, پیچ آهنی, پیچ خود کار, پیچ سر استوانه ای دوسو -, پیچ سر تخت خزینه دوسو, پیچ شش گوش, پیچ های بولت و شش گوش, مهره, مهره باریک), مهره چشمی, مهره شش گوش-, مهره مربعی

کاربرد اسکلت فولادی پیچ و مهره ای

.
کاربرد اسکلت فولادی پیچ و مهره ای

چکیده
کیفیت مناسب اتصالات در سازههای فولادی عامل اصلی یکپارچگی سیستمهای سازهای بوده و تخریب بسیاری ازساختمانهای فولادی طبق گزارش زلزله های گذشته ناشی از مشکل جوشکاری اتصالات تعیین شده است. یک اتصال ضعیف ونامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی گردد. با جوشکاری اتصالات حساس مثل جوش شیاری نفوذی اتصال گیردار تیر به ستون در محل کارخانه و نصب اسکلت فولادی صرفا با پیچ کردن قطعات از پیش ساخته شده میتوان علاوه بر تسریع در اجرای پروژه، به ارتقای کیفیت ساخت کمک شایانی نمود. در این مقاله ضمن ارائه
مزایا و معایب اتصالات پیچی، انواع پیچ ها از لحاظ نوع و مقاومت، عملکرد و کاربرد آنها به اختصار بیان گردیده و استفاده ازاتصال پیچی برای پیش سازی ساختمان های فولادی و بهبود کنترل کیفیت اجرایی توصیه می شود.
کلید واژهها: اتصالات پیچی، سازههای فولادی، ضعفهای جوشکاری، پیچ های پر مقاومت، زلزله.
مقدمه
اتصالات در کلیه سازه ها ازجمله سازه های فولادی یکی از اجزای اساسی سازه بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم های سازه ای می باشند. یک اتصال ضعیف و نامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی
گردد. از آنجا که زوال اعضای سازه ای خیلی کم اتفاق می افتد، بسیاری از زوال های سازه ای ناشی از طراحی ضعیف اتصالات و یا ضعف در جزئیات اجرائی می باشد. در طراحی و اجرای اتصالات ساختمانهای فولادی باید توجه ویژه ای بشود که حتی در
ساختمانهای در حال احداث نیز مشکلات متعددی دیده می شود که به هنگام زلزله شکست جوش و گسیختگی اتصال ساده و .[ یا گیردار تیر به ستون ساختمانهای فولادی زیاد تجربه شده است [ ۱ و ۲ و ۳
امروزه اجزای سازه ای فولادی توسط جوش یا پیچ و یا ترکیبی از این دو به یکدیگر متصل می گردند. تا چند دهه قبل اتصالات توسط جوش و یا پرچ انجام می شد. برای نخستین بار در سال ” ۱۹۴۷ کمیته تحقیقاتی اتصالات پیچی وپرچی ” آمریکا تشکیل شد. این کمیته اولین دستورالعمل خود را در سال ۱۹۵۱ انتشار داد. در این دستورالعمل ضوابط جایگزین نمودن پیچهای پر مقاومت به جای پرچ ارائه گردید. از آن تاریخ به بعد استفاده از پیچ به خصوص پیچ های با مقاومت زیاد بسیار رایج و مرسوم شد به طوریکه امروزه در سازه های فولادی دیگر از پرچ استفاده نمی شود. دلایلی را برای
این تغییر (یعنی استفاده از پیچ به جای پرچ) می توان برشمرد، ازجمله آنکه:
• برای نصب یک پیچ به دو کارگر معمولی نیاز است درصورتیکه یک پرچ توسط چهار کارگر ماهر اجرای می شد.
• اجرای پرچ یک عملیات به علت حمل پرچ گداخته از محل کوره تا محل نصب نسبتا خطرناک و پر سروصدا است.
• اجرای اتصالات پیچی بسیار سریع انجام میگیرد و زمان نصب را به طور چشمگیری کاهش میدهد.
٨۶
ارائه AISC با این وجود ضوابط مربوط به ساخت و اجرای اتصالات پرچی کنار گذاشته نشده است و هنوز توسط آئین نامه
می شود. زیرا بسیاری از سازه های فولادی موجود در گوشه و کنار جهان دارای اتصالات پرچی می باشند و شناخت رفتار
آنها برای ارزشیابی مقاومت این سازه ها و ترمیم سازه های قدیمی الزامی می باشد. به طورکلی، اصول آنالیز و طراحی
اتصالات پرچی نظیر اتصالات پیچی می باشد با این تفاوت که خصوصیات مصالح آنها متفاوت می باشد.
نوع دیگر عامل اتصال، جوش است که بسیار مرسوم بوده و دارای چندین مزیت نسبت به پیچ می باشد. یک اتصال جوشی از
نظر طراحی، براساس مفاهیمی نسبتا ساده استوار می باشد. بعضی از اتصالات پیچی که طراحی و اجرای آنها پیچیده باشد با
شکل باید با I سهولت بیشتر توسط جوش طراحی و اجرا می شوند. به عنوان مثال برای ساخت یک تیر ورق با مقطع
استفاده از نبشی، پرچ و یا پیچ، مهره و واشر بال ها را به جان متصل کرد در صورتیکه توسط جوش این تیر ورق به سادگی
.( قابل ساخت می باشد شکل ( ۱
جوش پرچ
شکل ( ۱): جزئیات شماتیک ساخت یک تیر ورق با استفاده از پرچ (یا پیچ) و جوش
از طرف دیگر جوش نیز مشکلات خاص خود را دارد و یکی از مهمترین موضوعات درهر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری
آن است. جوشکاری باید توسط استادکاران ماهر انجام شده و جوش اجرا شده مورد بازرسیهای لازم براساس نوع جوش قرار
گیرد. بازرسی جوش عملیاتی دقیق، زمان گیر و پرهزینه است. جوشها درهمه بخشها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و
از لحاظ بعد و طول جوش و کنترل کیفیت لازم بررسی گردد. دراین خصوص حتی ممکن است در یک ساختمان فولادی
بر روی جوش نیاز باشد. در استاندارد ۲۸۰۰ , آزمایشات اولتراسونیک و (NDT) کوچک به انجام آزمایشات غیر مخرب
رادیوگرافی برای کنترل اتصالات جوشی قابهای خمشی ویژه اجباری شده است[ ۴] که البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در
سایر حالات نیز انجام می گیرد. این مشکل را میتوان با اجرای جوش در کارخانه به جای جوشکاری در محل به حداقل
ممکن رسانید. اجرای جوش با کیفیت مطلوب در شرایط کنترل شده کارگاهی با سهولت بیشتری نسبت به محل پروژه
میسر می باشد. درصورتیکه اتصال از ترکیب جوش و پیچ ساخته می شود باید عملیات جوشکاری در کارگاه و نصب پیچ ها
در سایت انجام پذیرد. به عنوان نمونه در یک اتصال برشی تیر به ستون، ورق اتصال در کارگاه به بال ستون جوش شده و
.( سپس در محل ساختمان توسط پیچ به جان تیر متصل می شود،  اتصال برشی تیر به ستون
٨٧
امروزه استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه های فولادی بسیار رایج و متداول
گردیده است (اشکال ۳ و ۴). چون عموما در ساخت و تولید پیچ ها از فولادهای مخصوص با عملیات ویژه استفاده می کنند،
مصالح پیچ ها دارای مقاومت گسیختگی به مراتب بالاتر از فولادهای ساختمانی معمولی می باشند. دست یابی به پیچ های
پرمقاومت و با کیفیت مناسب موجب فراهم شدن افق های جدیدی در زمینه اتصالات انواع سازه های فولادی اعم از
ساختمان، پل و تاسیسات صنعتی گردیده است.
( ۳): در سالهای اخیر استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه های فولادی
۱۰ تا ۴۰ طبقه در کشور متداول گردیده است.
( ۴): جهت بهبود کیفیت عملیات جوشکاری در کارگاه و نصب پیچ ها در سایت انجام میپذیرد.
در این مقاله ضمن اشار های به خسارات ساختمانهای فولادی در زلزله، مروری بر جزئیات علل تخریب و خسارات ناشی از ضعف
جوش، ارائه مزایا و معایب اتصالات پیچی، انواع پیچ ها از لحاظ نوع و مقاومت، عملکرد و کاربرد باختصار بیان گردیده و
استفاده از اتصال پیچی برای پیش سازی ساختمان های فولادی، صنعتی کردن ساخت (افزایش سرعت و کیفیت) و ارتقای
کنترل کیفیت اجرایی توصیه می شود.
٨٨
مزایا و معایب اتصالات پیچی:
:[ مزایای اتصالات پیچی به شرح زیر است[ ۵
۱) سرعت نصب و مونتاژ بالا: سرعت نصب و اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی بسیار بالا بوده و در
مدت کوتاهی می توان یک سازه فولادی را به کمک پیچ سرپا کرد.
۲) امکان بازنمودن سازه و استفاده مجدد: اعضای سازه های فولادی را که با پیچ به یکدیگر متصل شده اند، می توان
از هم جدا نمود و در محل دیگری مجددا آنها را به یکدیگر متصل و سازه جدیدی را احداث نمود. این موضوع در
اجرای سازه های موقت نظیر پل ها و داربست های غیردائم اهمیت ویژه ای دارد.
۳) محدودیت در تامین وسایل و تجهیزات جوشکاری: در مواردی که امکان فراهم نمودن تجهیزات و وسایل نظیر
دستگاه جوش برق مورد نیاز نباشد، استفاده از پیچ در اتصالات به عنوان یک روش جایگزین چاره ساز خواهد بود.
۴) عدم نیاز به کارگر ماهر
۵) بی سروصدا بودن هنگام نصب و اجرا: اصولا اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی همراه با سروصدای
زیاد نمی باشد. در حالی که اجرای سازه های فولادی به کمک پرچ توام با سروصدای زیاد و در مواردی آزاردهنده
است.
۶) شرایط محیطی کار: برای اجرای مناسب اتصالات جوشی لازم است درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار
و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت های ذکر شده در
اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر است.
۷) عدم محدودیت در اعضای اتصال: در اجرای سازه های فولادی ممکن است مواردی پیش آید که امکان جوش
پذیری اعضای سازه به آسانی و با کمک تجهیزات و وسایل موجود میسر نباشد، در این صورت استفاده از اتصالات
پیچی چاره ساز است.
۸) کم هزینه بودن کارهای نصب و اجرا: چون در اجرای سازه های فولادی به کمک اتصالات پیچی، به وسایل
معمولی نیاز بوده و احتیاج به تجهیزات خاص و نیز کارگرهای ماهر و متخصص نمی باشد هزینه اجرای سازه کاهش
می یابد.
۹) ضمنا چنانچه بنا به عللی در هنگام نصب، سفت کردن پیچ ها قبل از اعمال بار به خوبی انجام نشده باشد امکان
محکم کردن دوباره میسر می باشد.
مشکل عمده در اجرای سازه های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ ها و عدم رعایت میزان پیش
تنیدگی در پیچ ها و عدم انطباق آنها هنگام اجرا و نصب پدید می آید. بنابراین در تعبیه سوراخ های اعضا در کارگاه های
صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ ها تعیین و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ نمودن اعضا صورت گیرد.
جلوگیری از خوردگی:
دوام اتصالات به درجه خوردگی محیط در دوران سرویس بستگی دارد. خرابی های ناشی از زنگ زدگی باعث گسیختگی پیش
از موقع می شود، بنابراین محافظت در برابر خوردگی به منظور حفظ تمامیت و یکپارچگی سازه در طول عمر خود باید مورد
توجه قرار گیرد. پیچ ها و مهره ها در سازه های فولادی یکی از اجزای مهم بوده که تمامیت کل سازه به آنها بستگی دارد.
برای محافظت در برابر خوردگی می توان از فلزهای مقاوم و یا پوشش های محافظ قبل و بعد از نصب استفاده نمود. استفاده از
اتصالاتی که از آلیاژهای مقاوم ساخته شده اند بهترین راهکار در محیط های بسیار خورنده می باشد. پوشش های محافظ
شامل روی، کادمیوم و فلزات گران قیمتی مانند نیکل و قلع می باشد که باید پیش از نصب مورد استفاده قرار گیرند. در مورد
فلزات فعال تر مانند روی و کادمیوم ضخامت پوشش اهمیت زیادی دارد اما پوشش های نازک نیکل و قلع می تواند در
درازمدت به خوبی از سازه محافظت نماید.
٨٩
انواع پیچ ها:
تقسیم بندی پیچ های معمولی و پیچ های پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی کششی آنها و نوع مصالحی که در ساخت و
تولید آنها به کار می رود، انجام می گیرد. هر دو نوع پیچ معمولی و پرمقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند.
پیچ های معمولی: مصالح پیچ های معمولی از نوع فولاد نرمه با کربن کم می باشند. پیچ های معمولی در استاندارد
مشخص می شوند. قیمت پیچ های معمولی از پیچ های پرمقاومت کمتر بوده و با قطرهای A با علامت ۳۰۷ ASTM
محدود ساخته می شوند. مورد مصرف آنها در سازه های سبک مانند خرپاهای کوچک، سازه های موقتی و اعضای
درجه دوم سازه ها مانند مهاربندها و لاپه ها می باشد. از پیچ های معمولی به عنوان وسیله کمکی مونتاژ نیز در
اتصالاتی که اعضای اصلی آن توسط جوش و یا پیچ های پرمقاومت متصل می شوند استفاده می شود. براساس
برای این نوع پیچ: AISC آئین نامه J3- جدول ۲
۳۱۰MPa = 3100kg/cm2 = تنش کششی اسمی
۱۶۵MPa = 1650kg/cm2 = تنش برشی اسمی
۴,۸ و ۵,۶ در زمره پیچ های معمولی محسوب می شوند. پیچ ۴,۶ برای ، ۴,۶ ، در استاندارد آلمان، پیچ های ۳,۶
مصرف می شوند. ST و پیچ ۵,۶ برای اتصالات با فولاد ۵۲ ST اتصالات اتکایی از نوع فولاد ۳۷
.[ آلمان برای شناسایی پیچ ها بیشتر مورد توجه می باشد[ ۶ DIN در کشور ما استاندارد
پیچ های پرمقاومت: عرضه پیچ های پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازه های فولادی و اتصالات آنها به وجود
آورد. مصالح پیچ های پرمقاومت از فولاد با کربن متوسط است که خود و مهره آنها به وسیله عملیات مرغوب سازی
(حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید می شوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود ۱۶ تا ۲۵ ساعت
گداخته می شوند.
از A 5600-6300 و ۴۹۰ kg/cm با تنش تسلیم حدود ۲ A و ۴۹۰ A پیچ های با علامت ۳۲۵ ASTM در استاندارد
۸۰۰۰-۹۰۰۰ معرفی می شوند. kg/cm نوع فولاد آلیاژدار با تنش تسلیم ۲
پیچ های پرمقاومت به دلیل قابلیت تحمل خوب نیروهای پیش تنیدگی برای اتصالات اصطکاکی کاربرد وسیع دارند.
پیچ های معمولی ممکن است تحت تاثیر بارهای متناوب نظیر نیروهای ناشی از لرزش، نوسان، ضربه و نیروهای
دینامیکی شل شده و مهره ها از پیچ جدا شوند. برای جلوگیری از شل شدن مهره ها می توان از دو مهره، ورق های
شیاردار بر روی مهره، خار خم شده یا فنری در پشت مهره یا واشر فلزی استفاده نمود.
امکان شل شدن پیچ ها در اتصالات اصطکاکی به علت اعمال نیروی پیش تنیدگی بر روی مهره وجود ندارد و این
نوع پیچ ها برای نیروهای دینامیکی نیز مناسب هستند. برای جلوگیری از شل شدن پیچ ها می توان از چسب های
مخصوص که دندانه پیچ در آن آغشته شده و پس از آن مهره بسته می شود، استفاده کرد.
پیش تنیدگی پیچ های پرمقاومت:
در مواردی که لازم باشد هیچ گونه لغزشی بین ورق های اتصال پدید نیاید، پیچ های پرمقاومت پیش تنیده می شوند. نیروی
.[ پیش تنیدگی باید حتی الامکان بزرگ بوده و از طرفی نباید باعث تغییر شکل دائمی و یا گسیختگی در پیچ شود[ ۶
(kN) جدول ( ۱): حداقل نیروی پیش تنیدگی
(mm) قطر پیچ A پیچ ۳۲۵ A پیچ ۴۹۰
M16 91 114
M20 142 179
M22 176 221
M24 205 257
M27 267 334
M30 326 408
M36 475 595
٩٠
هریک از این مقادیر ۷۰ % مقاومت کششی پیچ مربوطه می باشد.
برای ایجاد نیروی پیش تنیدگی روش های مختلفی وجود دارد که معمول ترین آنها عباتند از:
پیچاندن مجدد مهره ها به مقدار زاویه معین پس از محکم شدن اولیه آنها: جداولی وجود دارد که براساس نسبت
طول پیچ به قطر آن، تعداد دورهای اضافی که می باید مهره پس از محکم کردن اولیه آن چرخانیده شود را ارائه می
نمایند. با استفاده از این جداول و محکم کردن مهره، کشش اولیه مورد نظر در پیچ به وجود می آید.
استفاده از آچارهای مدرج دستی یا مکانیکی: با بهره گیری از این آچار میزان لنگر پیچشی به منظور رسیدن به
کشش مورد نظر در یک پیچ با طول، قطر و رده خاص به صورت کاملا کنترل شده قابل اعمال می باشد.
استفاده از پیچ های مخصوص: این پیچ ها دارای این ویژگی می باشند که تحت اثر نیروی کششی معین، انتهای
ساق پیچ را می توان به راحتی با پیچاندن جدا نمود. برای نصب این گونه پیچ ها می باید از آچارهای مخصوص
استفاده نمود.
استفاده از شاخص اندازه گیری کشش مستقیم: ساده ترین این شاخص ها یک واشر فنری می باشد. وقتی که مهره
محکم می شود با اعمال فشار اولیه دو انتهای واشر که در یک صفحه واقع نمی باشند در یک صفحه قرار می گیرند
و در پیچ نیز کشش متناظر با این فشار حاصل می شود.
انواع اتصالات:
به طور کلی در یک سازه اتصالات به دو گروه اتصالات اصلی و اتصالات ثانویه تقسیم بندی می شوند. در اتصالات ثانویه
.[ استفاده از پیچ های معمولی مجاز و رایج می باشد. در اتصالات اصلی الزاما باید از پیچ های پرمقاومت استفاده شود[ ۵
اتصالات اصلی که با به کارگیری پیچ های پرمقاومت اجرا می شوند به دو گروه اتصالات اصطکاکی و اتصالات اتکایی یا
تماسی تقسیم می شوند. در یک اتصال اصطکاکی نیروی اعمال شده نباید از نیروی اصطکاک بیشتر شود. لذا رعایت
ملاحظات مربوط به اعمال نیروی پیش تنیدگی ضروری می باشد. در پل ها که اتصالات تحت سیکل های زیاد بارهای رفت
و برگشتی قرار می گیرند باید از این نوع اتصالات استفاده شود زیرا درصورتی که لغزش رخ دهد نیروی ناشی از خستگی در
پیچ ها بحرانی می شود. اگر جلوگیری از لغزش یک پارامتر تعیین کننده نباشد می توان از اتصالات اصطکاکی استفاده
نمود. در اکثر سازه ها اتصالات از نوع اتکایی می باشند زیرا لغزش اتصالات یک عامل دلخواه در استهلاک انرژی و در نتیجه
فقط در اتصالات اتکایی می توانند مورد استفاده قرار A کاهش نیروی اعمال شده به عناصر سازه ای می باشد. پیچ های ۳۰۷
گیرند.
گرچه از نظر تئوری در اتصالات اصطکاکی پیچ ها تحت اثر نیروی برشی و نیروی اصطکاکی قرار نمی گیرند ولی باید به
منظور مقابله با امکان افزایش نیرو که منجر به لغزش می گردد این پیچ ها دارای مقاومت برشی و مقاومت اصطکاکی کافی
باشند.
برای سوراخ های استاندارد از رابطه زیر محاسبه می شود: ، Rstr ، مقاومت اتصالات اصطکاکی
تعداد پیچ ها و Nb ،(( حداقل کشش اولیه (براساس جدول ( ۱ Tm ،( در این رابطه ضریب اصطکاک استاتیکی (معمولا ۰,۳۳
تعداد صفحات برش عبوری از ساق یک پیچ می باشد. Ns
ظرفیت پیچ های پرمقاومت:
در یک اتصال، پیچ تحت اثر تنش های برشی، کششی و یا ترکیب آن ها قرار می گیرد. بدین منظور تعیین ظرفیت یک پیچ
.[ در وضعیت های مختلف تنش، پارامتر اساسی طراحی اتصال می باشد[ ۵و ۶
٩١
مقاومت برشی پیچ های پرمقاومت به عبور یا عدم عبور صفحه A • مقاومت برشی: برخلاف پیچ های معمولی ۳۰۷
برش از محدوده حدیده شده ساق پیچ بستگی دارد. در این صورت ظرفیت برشی به میزان
۰,۷۵ کاهش می یابد. مقادیر مقاومت برشی پیچ های پرمقاومت در زیر خلاصه شده است: Athreaded/Aunthreaded
Rn=48Ab : صفحه برش واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۳۲۵ : (i)
Rn=60Ab : صفحه برش غیر واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۳۲۵ : (ii)
Rn=60Ab : صفحه برش واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۴۹۰ : (iii)
Rn=75Ab : صفحه برش غیر واقع در ساق حدیده شده A پیچ ۴۹۰ : (iv)
X را با حرف (iv) و (ii) و پیچ های ردیف (A490‐N و A325‐N بصورت ) N را با حرف (iii) و (i) پیچ های ردیف
مشخص می نمایند. (A490‐X و A325‐X (بصورت
• مقاومت کششی: زمانی که یک پیچ پر مقاومت بدون کشش اولیه تحت اثر نیروی کششی خارجی قرار گیرد،
نیروی کششی درون پیچ با نیروی اعمال شده برابر می باشد. درصورتیکه پیچ پیش تنیده شده باشد، درصد بسیار
زیادی از نیروی کششی خارجی صرف ایجاد نیروهای فشاری اعمال شده به اجزای اتصال می شود. به دلیل آنکه
معمولا کشش بوجود آمده در پیچ های پرمقاومت ناشی از نیروی کششی خارجی در لحظه جدا شدن قطعات از
یکدیگر حدود ۱۰ % بیش از کشش در ابتدای بارگذاری می باشد لذا می باید کلیه پیچ های پر مقاومت که تحت
اثر کشش مستقیم قرار می گیرند صرف نظر از نوع اتصال (اصطکاکی و یا اتکایی) حتما پیش تنیده شوند.
• ترکیب برش و کشش: پیچ ها در اکثر موارد تحت اثر همزمان برش و کشش قرار می گیرند. در این موارد درحالت
کلی اتصال تحت اثر نیروی خارج از مرکز قرار گرفته است. در حالت ساده زیر ، شکل ( ۵)، امتداد نیروی اعمال
شده از مرکز ثقل اتصال می گذرد بنابراین چنین فرض می شود که پیچ ها به نسبت مساوی در تحمل مولفه های
F بار حاصل از نیروی اعمال شده به اتصال مشارکت می نمایند. می توان چنین فرض نمود که مولفه قائم نیروی
را در یک پیچ به وجود می آورد. در این صورت می (Tu)bolt و مولفه افقی این نیرو، کشش (Vu)bolt باعث ایجاد برش
باید رابطه اندرکنش زیر برآورده شود:
شکل ( ۵): اتصال پیچی تحت اثر ترکیب برش و کشش
در این رابطه مقاومت طرح پیچ در کشش و مقاومت طرح پیچ در برش می باشد.
برای اتصالات اصطکاکی که هر پیچ تحت اثر همزمان برش و کشش قرار دارد، بر اثر نیروی کششی اعمال شده نیروی
برای در نظر گرفتن این اثر از ضریب کاهنده برای کاهش مقاومت AISC اصطکاکی کم می شود. آئین نامه
.[ برشی پیچ ها در اتصالات اصطکاکی استفاده می نماید[ ۵
٩٢
• اتصالات با خروج از مرکزیت: در این اتصالات که اصطلاحا اتصالات خارج از مرکز نامیده می شوند برآیند نیروهای
اعمال شده به اتصال از مرکز ثقل پیچ ها نمی گذرد. درصورتیکه اتصال دارای یک صفحه تقارن باشد، مرکز سطح
برش پیچ ها را می توان به عنوان مرکز مختصات انتخاب نمود و فاصله عمود از خط امتداد نیرو تا این مرکز سطح
“خرو ج از مرکزیت” نامیده می شود. اتصال تیر به ستون نشان داده شده در شکل ( ۶) یک اتصال خارج از مرکز
متداول تیر به ستون می باشد.
شکل ( ۶): اتصال با خروج از مرکزیت تیر به ستون
در این اتصال دو سیستم انتقال نیرو و اعمال آن به پیچ ها و جود دارد: اتصال نبشی به جان تیر و اتصال نبشی به
بال ستون. در اتصال نبشی به جان تیر پیچ ها تحت اثر برش و پیچش واقع در صفحه اتصال قرار می گیرند و
ایجاد تنش های برشی و پیچشی می کنند. انتقال نیروی تکیه گاهی تیر به ستون توسط مکانیزم برش و خمش
صورت می گیرد. در این صورت تمامی پیچ های اتصال دهنده نبشی به جان ستون تحت اثر برش قرار گرفته
علاوه بر آن تعدادی از آنها تحت اثر کشش و تعدادی تحت اثر فشار نیز قرار می گیرند. پیچ هایی که در قسمت
فوقانی اتصال قرار گرفته اند تحت اثر ترکیب همزمان برش و کشش و پیچ هایی که در قسمت پایین اتصال می
باشند صرفا تحت اثر برش طراحی می شوند (زیرا نیروی فشاری به وجود آمده ناشی از خمش باعث اتصال هر چه
بیشتر نبشی به بال ستون می شود). بوجود آمدن این نیروی فشاری نه تنها سبب کاهش ظرفیت پیچ ها نمی شود
بلکه بسیار مفید هم می باشد. شایان ذکر آنکه در طراحی لرزه ای اتصالات (به علت ماهیت رفت و برگشتی
نیروها) برای پیچ های پایین چنین اتصالی نیز از همان پیچ های فوقانی (با آرایش یکسان) استفاده می شود.
• اتصال تحت اثر برش خارج از مرکز: نمونه ای از این نوع اتصال و بار برشی اعمال شده در شکل ( ۷) نشان داده شده
است. برای تحلیل این گونه اتصالات دو روش” آنالیز الاستیک ” و ” آنالیز مقاومت نهایی “وجود دارد.
شکل ( ۷): اتصال تحت اثر برش خارج از مرکز
٩٣
در روش آنالیز الاستیک بار برشی خارج از مرکز با یک بار اعمال شده در مرکز سطح پیچ ها و لنگر پیچشی ناشی
از خروج از مرکزیت نیروی برشی جایگزین می شود. در این صورت فرض می شود که کلیه پیچ ها دارای ظرفیت
یکسان در مقابله با نیروی برشی متمرکز و لنگر پیچشی اعمال شده می باشند. به علت آنکه تنش های حاصل
برشی هستند با استفاده از روابط معمول مقاومت مصالح و فرض آنکه رابطه نیرو- جابجایی خطی بوده و تنش های
بوجود آمده از تنش تسلیم فراتر نمی روند کل ظرفیت سیستم به سهولت قابل محاسبه می باشد. این روش گرچه
دقیق نمی باشد ولی به علت سادگی روش محاسباتی و همچنین محافظه کارانه بودن نتایج آن متداول بوده و
بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
با استناد به نتایج آزمایشگاهی مشخص شده است که برای یک پیچ نمی توان تنش تسلیم برشی دقیقی تعیین
نمود. لذا همانگونه که اشاره شد روش آنالیز الاستیک چندان دقیق نمی باشد. روش مقاومت نهایی از روش آنالیز
الاستیک دقیق تر بوده ولی از پیچیدگی محاسباتی بیشتری نیز برخوردار می باشد. این روش براساس فرضیات زیر
استوار می باشد:
– در شرایط زوال، گروه پیچ ها حول یک نقطه به نام مرکز آنی دوران می کنند.
– تغییر شکل هر پیچ در جهت عمود بر شعاع دوران و متناسب با فاصله آن از مرکز آنی می باشد.
– ظرفیت اتصال براساس ظرفیت نهایی دورترین پیچ محاسبه می شود.
– قطعات اتصال داده شده در کلیه مراحل اعمال و انتقال نیرو به پیچ ها دارای رفتار صلب می باشند.
اتصال تحت اثر برش و خمش: در یک چنین اتصالی که نمونه ای از آن در شکل ( ۸) نشان داده شده است لنگر
ناشی از انتقال نیرو به مرکز سطح اتصال) سبب افزایش تنش کششی در پیچ های ردیف بالا می شود. ) Pe خمشی
نیز قرار می گیرند. P واضح است که کلیه پیچ ها بصورت همزمان تحت اثر برش یکسان ناشی از نیروی متمرکز
شکل ( ۸): اتصال تحت اثر برش و خمش
درصورتی که پیچ های پرمقاومت پیش تنیده باشند، سطح تماس بین بال ستون و بال سپری اتصال قبل از آنکه بار خارجی
اعمال شود تحت اثر فشار یکنواخت قرار می گیرد. این تنش فشاری تماسی برابر است با کل نیروی کششی درون پیچ ها
فشار موجود در سطح تماس در ناحیه فوقانی کاهش و در ناحیه تحتانی افزایش می P تقسیم بر سطح تماس. با اعمال بار
یابد. لحظه ای که تنش فشاری در قسمت فوقانی سطح تماس صفر می شود بال سپری اتصال از بال ستون جدا شده و
ناشی از خروج از Pe کشش فقط توسط کشش بوجود آمده در پیچ ها تحمل خواهد شد. طراحی اتصال به علت وجود
.[ مرکزیت با تغییر متغیرهای طراحی و برآورده نمودن رابطه اندرکنش انجام می شود[ ۵
کنترل کیفیت و تضمین کیفیت:
عدم توجه به نیازمندی های کیفی خاص اتصالات پیچی موجب می شود تا اختلاف فاحشی میان اتصالات اجرا شده با
مفروضات طراحی وجود داشته باشد. به منظور حصول اطمینان از کیفیت اتصالات پیچی کنترل های زیر، پیش و پس از انجام
عملیات نصب در سازه های فولادی به ویژه در سازه های با کاربرد خاص و حساس توصیه می شوند.
٩۴
کنترل بازرسی پیچ و مهره: نظام نامه تضمین کیفیت باید در برگیرنده فهرست تمامی بازرسی های مورد نیاز در
زمینه پیچ و مهره های پروژه بوده و مسئول انجام هر بازرسی باید مشخص باشد. این بازرسی ها ممکن است توسط
واحد کنترل کیفیت پیمانکار، بازرس ویژه و یا بازرس خاص پیچ و مهره صورت پذیرد.
بازرسی چشمی از وضعیت عمومی سوراخ ها باید قبل از نصب قطعات و سفت کردن اولیه توسط بازرس صورت
پذیرفته و در رابطه با اتصالات اصطکاکی انجام بازرسی چشمی از وضعیت سطوحی که روی هم قرار می گیرند،
الزامی است.
برنامه کنترل پیچ و مهره: برنامه کنترل کیفیت پیمانکار در زمینه پیچ و مهره باید حداقل موارد زیر را در بر داشته
باشد:
گواهینامه و کارخانه سازنده قطعات به منظور کنترل مطابقت روند تولید با الزامات پروژه اخذ شود.
گواهینامه های کارخانه سازنده در پرونده پروژه نگهداری شود.
محل مناسبی به منظور نگهداری قطعات در نظر گرفته شود.
سیستم مناسبی به منظور کنترل مواد در نظر گرفته شود. همچنین باید کنترل مواد برحسب محموله تولیدی
صورت پذیرد.
یک ابزار کالیبراسیون آچار که حداکثر یک سال قبل در آزمایشگاه معتبر کالیبره شده، موجود باشد.
دستورالعمل های مدون در خصوص روش های بستن و سفت کردن پیچ و مهره تهیه شود.
پرسنل اجرایی باید از روش اتخاذ شده جهت بستن و سفت کردن پیچ و مهره ها مطلع باشند.
بازرسین پیچ و مهره باید دوره های آموزشی مربوطه را گذرانده و دارای دانش کافی باشند.
تائید صلاحیت نصاب پیچ و مهره: پرسنلی که به منظور نصب قطعات و ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ های
مقاومت بالا به کار گرفته می شوند باید از حداقل اطلاعات و مهارت های لازم در این خصوص برخوردار باشد.
بکارگیری نیروهای واجد صلاحیت منجر به حصول اطمینان از بکارگیری مواد صحیح در محل خود، احراز شرایط
لازم در خصوص سفت کردن اولیه و اعمال صحیح روش پیش تنیدگی خواهد شد. برنامه تائید صلاحیت نصاب پیچ
و مهره منجر به کاهش زمان بازرسی و همچنین مغایرت های احتمالی می شود. پرسنل مسئول نصب و سفت کردن
پیچ ها باید حداقل اطلاعات زیر را دارا باشند:
شناسایی رده پیچ و مهره ها
اندازه گیری طول پیچ ها
شرایط روغنکاری
استفاده از فهرست کارگاهی پیچ و مهره ها
برآورد شرایط سفت شدن اولیه
روش های صحیح به منظور ایجاد نیروی پیش تنیدگی در پیچ ها
در روش چرخش مهره پرسنل باید اطلاعات لازم در خصوص میزان پیچش مورد نیاز بعد از سفت کردن اولیه، روش
های صحیح علامت گذاری و استفاده از آچار اعمال گشتاور را دارا باشند. در روش استفاده از آچار کالیبره، پرسنل
باید اطلاعات لازم را در خصوص نحوه کالیبراسیون آچار، چگونگی کالیبراسیون مجدد و نحوه استفاده از آن دارا
باشند. در روش استفاده از پیچ با قطعه جداشونده پرسنل باید از اطلاعات لازم در زمینه نحوه بکارگیری آچار
الکتریکی برای سفت کردن اولیه و چگونگی ایجاد نیروی پیش تنیدگی با استفاده از آچار الکتریکی برای سفت
کردن اولیه و چگونگی ایجاد نیروی پیش تنیدگی با استفاده از آچار مخصوص برخوردار باشند.
صلاحیت پرسنل نصاب پیچ و مهره و آگاهی آنها از الزامات فوق و خصوصا روش اعمال نیروی پیش تنیدگی، باید
طی یک آزمون کتبی توسط بازرس پروژه ارزیابی شود. علاوه براین نصاب باید قبل از آغاز عملیات اجرایی سه
آزمایش بستن پیچ و مهره تحت نظارت بازرس انجام دهد. پس از انجام این آزمایش ها، پرسنل می توانند نسبت به
٩۵
نصب قطعات، سفت کردن اولیه و پیش تنیدگی در پیچ های پروژه اقدام نمایند. تائید صلاحیت های نصاب پروژه
.[ نباید هیچ اثری بر میزان بازرسی های حین نصب داشته باشد[ ۵
وظایف بازرس پیچ و مهره: بازرس پیچ و مهره باید به منظور انجام بازرسی های مربوطه هماهنگی کامل و نزدیک با
پیمانکار و سایر بازرسین پروژه داشته باشد. تمامی بازرسی های مورد اشاره در مدارک قرارداد، نظام نامه تضمین
کیفیت و مشخصات فنی و آئین نامه ساختمانی باید توسط بازرس پیچ و مهره صورت پذیرد. بازرسی ها باید در زمان
های مشخص و طی یک برنامه زمان بندی به گونه ای انجام شود که از ایجاد وقفه در عملیات اجرایی اجتناب شود و
پیمانکار ملزم شود تا بلافاصله پس از وقوع هرگونه مغایرت اجرایی، نسبت به اصلاح آن اقدام نماید.
مطالعه دقیق مباحث اجرایی مشخصات فنی، نقشه های قرارداد، نقشه های کارگاهی ساخت و نقشه های نصبی
پروژه
مطالعه تمام “گواهی نامه های مطابقت مواد” که از طرف کارخانه سازنده صادر شده است و حصول اطمینان از
تطابق ویژگی های مواد قطعات با الزامات پروژه
تائید شناسایی مواد پیچ و مهره ها
تائید وجود شرایط مناسب و تحت کنترل جهت انبار قطعات
تائید وجود دستورالعمل های مصوب نصب پیچ و مهره
حصول اطمینان از آگاهی تمام نیروهای کاری از دستورالعمل های نصب پیچ و مهره
مشاهده آزمایش پیش از نصب که در ابتدای کار و به ازای هر محموله انجام می شود.
در روش استفاده از آچار کالیبره، عملیات کالیبراسیون آچار در ابتدای هر شیفت کاری کنترل شود.
کنترل کفایت وضعیت اتصال اعم از وضعیت ابعاد سوراخ ها، عدم وجود وضعیت نامناسب در سوراخ هایی که
گشاد شده و یا برقو زده شده اند.
در اتصالات اصطکاکی، کنترل مناسب بودن وضعیت سطوح ورق های احتمالی که بر روی یکدیگر قرار
می گیرند.
کنترل سفت شدن اولیه تمام پیچ ها قبل از اعمال نیروی پیش تنیدگی
در اتصالاتی که باید پیش تنیده شوند، در قالب یک برنامه زمان بندی مناسب عملیات پیش تنیدگی کنترل
شود تا از صحت انجام این عملیات اطمینان حاصل شود.
هرگونه اختلاف نظر در خصوص دست یابی به میزان پیش تنیدگی مورد نظر باید بلافاصله حل و فصل شود.
گزارش کاملی در خصوص اتصالات مشاهده و بازرسی شده که مورد قبول قرار گرفته اند، تهیه شود. این گزارش
باید طبق برنامه و در زمان های مربوط به مسئول معرفی شده تحویل شود.
نتیجهگیری
زلزلههای قبل به مثابه آزمایشگاه بسیار بزرگ , نکات زیاد ی را که هر یک با صرف هزینه هنگفتی می توانست آزمایش شود به
ما یادآور شده اند. عدم وجود سیستم مقاوم جانبی موثر و عدم تقارن مهاربندی در پلان و ارتفاع (وقوع طبقه نرم) دلیل اصلی
تخریب ساختمانهای با اسکلت فولادی در زلزله های قبل می باشد. اشکالات اجرایی زیادی بوی ژه در اتصالات و نحوه و میزان
جوشکاری آنها, متناقض با آئین نامه ها در ساختمانهای آسیب دیده و در حال احداث دیده می شود . برای جلوگیری از
حوادثی مشابه بم در کشور نباید فرصت را از دست داد و از یکسو باید با بهبود فرهنگ ساخت و ساز در کشور، زمینه های
اصلاح مکانیزم کنترل کیفیت طراحی و نظارت اجرای ساختمان های جدیدالاحداث را فراهم آورد . ساختمانهای فولادی پیچ و
مهره ای جایگزین مناسبی برای موارد متداول با اتصالات جوشی جهت رفع مشکلات اجرائی جوش است . علاوه بر ارتقای
کیفی و امکان پیش سازی و صنعتی کردن ساختمانهای فولادی، با اتصالات پیچ و مهره ای در ساخت پروژه های انبوه سازی
تسریع می شود.
شش گوش, استادبولت, بولت صفحه ستون, پیچ آلن, پیچ آهنی, پیچ خود کار, پیچ سر استوانه ای دوسو -, پیچ سر تخت خزینه دوسو, پیچ شش گوش, پیچ های بولت و شش گوش, مهره, مهره باریک), مهره چشمی, مهره شش گوش-, مهره مربعی

درباره پيچ و مهره

درباره پيچ و مهره:     55377092     09121896961

تعريف پيچ و مهره : در واقع استوانه اي است كه شيارهاي مارپيچ آن را احاطه كرده است. طراحي شيار پيچ ها براي بريدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شيارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نيم دايره روي سطح جانبي بدنه ايجاد مي شود.

تعريف پيچ :
در واقع استوانه اي است كه شيارهاي مارپيچ آن را احاطه كرده است. طراحي شيار پيچ ها براي بريدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شيارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نيم دايره روي سطح جانبي بدنه ايجاد مي شود.

براي شناخت پيچ ها وتعريف پيچ ها به 4 مشخصه نيازمنديم :

الف ) قطر پيچ ب) طول پيچ ج ) نوع كله پيچ د ) نوع دنده وگام پيچ فاصله قله دو نخ رزوه كنار هم

رده‌ي مقاومتي پيچ:

رده‌ي مقاومتي در پيچ‌ها بر اساس استاندارد DINبا سه عدد ۸٫۸، ۱۰٫۹ و ۱۲٫۹تعريف شده است .
شايع ترين كاربرد پيچ براي نگه داري اشيا و قطعات به يكديگر مي باشند. بخش استوانه اي از قسمت انتها تا نوك پيچ را پاي پيچ گويند كه ممكن است كل يا بخشي از آن رزوه شده باشد. به فاصله ميان هر شيار با شيار ديگر گام پيچ گفته مي شود.

پيچ هاي قدرت كه گاهي محرك هاي خطي يا پيچ هاي انتقال نيز ناميده مي شوند، براي تبديل حركت دوراني مهره يا پيچ به حركت خطي نسبتا آهسته در امتداد محور پيچ به كار مي روند. هدف بسياري از آن ها اخذ مزيت مكانيكي بيشتر است، مانند جك ها و پرس ها و هدف برخي حصول به جا به جايي دقيق حركت محوري است.

جنس پيچ ها
جنس پيچ ها ميتواند از فلز، چوب، پلاستيك باشد. پر مصرف ترين مواد در توليد اين نوع اتصالات فولاد ميباشد و نوع آن فولادهاي كم كربن و كربن متوسط ميباشد. ولي استفاده كردن از فولادهاي با كربن بالا، فولاد زنگ نزن(استنلس استيل )(صنايع دريايي -صنايع غذايي -مكانهاي مرطوب )، آلومينيوم (ظروف تفلون)، مس، برنج نيز معمول ميباشد.
يكي از مهمترين نكاتي كه در توليد اين گونه اتصالات مانند پيچ ومهره و پرچ بايد توجه داشت نوع و جنس مواد اوليه ميباشد. جنس و نوع مواد اوليه نه تنها در كيفيت اين نوع اتصالات تاثير دارد در قيمت تمام شده آنها نيز تاثير زيادي دارد. نوع مفتول فولادي كه در توليد پيچ و پرچ و مهره ها استفاده ميشود بايد قابليت و فرم پذيري سرد را داشته باشد( Cold heading quality (CHQ. اين نوع فولادها معمولا از فولاد ساختماني و معمولي گرانتر هستند و دليل آن اين ميباشد كه در فولاد هاي با قابليت CHQ سعي ميشود تا حبابهاب ريز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت يكنواخت تر و همگن تر باشد تا در هنگام توليد سطح قطعات توليدي ترك نخورد وترك نداشته باشد.

انواع پيچ ها از نظر كار برد :

پيچ ها در صنعت به دوصورت مورد استفاده قرار ميگيرند.

الف: پيچ هاي محكم كننده : اين پيچ ها به منظور وصلكردن دو چند قطعه مختلف به يكديگر به كار مي روند كه معمو لا فرم دندانه ي آنمثلثي (v) مي باشد.

ب: پيچ انتقال حركت : اين پيچ ها شامل انو اع پيچهاوحلزون هايي است كه جهت انتقال حركت يا تبديل حركت دوراني به حركت مستقيم الخط وياتغير سرعت به كار مي رود. فرم مقطع پيچ هاي انتقال حركت اغلب ذوزنقه اي يا مربعهاي مي باشد. وازموارد استفاده ي آ نها هدايت سوپرت ماشين و ميز صفحه تراش و فرز ميباشد.

سيستم هاي پيچ :

پيچ ها را در دو سيستم استاندارد كرده اند :

1- سيستم DIN= فرم صنعتي المان

2- سيستم ISO= سازمان استاندارد بين المللي

روش واستاندارد DIN تا سال 1960 متداول بود وهماكنون سيستم ISO

جايگزين ان شده است . درسيستم DIN به دليل اينكه سر دندانه هاتيز مي باشد و باعث خراب شدن سريع پيچ ها ميشود يكي از عيب هاي اين سيستم مي باشد.

جهت گردش دندانه هاي پيچ :

اگر جهت حركت دندانه پيچ ها به طرف راست باشدپيچ راست گرد گفته مي شود. براي شناخت ان كافي است به ان عمود نگاه كنيم درصنعتموارد استفاده پيچ هاي راست گرد بيشتر از چپ گرد است . پيچ هاي چپ گرد براياتصال لوله هايي كه براي گاز هاي قابل اشتعال مورد استفاده قرار مي گيرد .

اتصالات بيچ شده به صورت اينكه چگونه بار اعمالي را انتقال مي دهند دسته بندي مي شوند .اگر بار به صورت موازي با محور پيچ ها وارد شود . اتصال با نام اتصال كششي شناخته مي شود .

هنگامي كه بار وارده بر اتصال به صورت عمود بر محور پيچ ها باشد اتصال به نام اتصال برشي ناميده مي شود.

دراتصال برشي پيچ ها مي توانند به صورت بين برشي بارها ي اعمالي را انتقال دهند يااينكه پيچ هاي سفت شده تا يك اتصال اصطكاكي را به وجود آورند.

حالت مركب نيز مي تواند وجود داشته باشد . كه درآن بار به صورت حالت مركبي از دو حالت انتقال پيدا كند. از لغزش در اتصالات اصطكاكي توسط نيروي فشاري بين اجزا جلوگيري مي شود كه اين نيروي فشاري با كشش پيچ حاصل مي شود . اين نيروي اصطكاكي كه باعث نگهداري اتصال مي شود به چند عامل مهم بستگي دارد كه در اين ميان نيروي پيچ بارپيچ و مقاومت لغزشي سطوح اعضاي اتصال دو عامل مهمتر مي باشند .

اتصال برشي به طور معمول در سازه هاي هوافضايي ،‌ساختماني ، خطوط راه آهن و پل ها يافت مي شوند.

شرح انواع مختلف پيچ ها:

در بيشتر واحدهاي صنعتي از پيچ ها براي سوار كردن و اتصال قطعات روي يكديگر و نيز تنظيم دستگاههاي صنعتي و يا جهت انتقال حركت استفاده مي شود. در كمتر دستگاهي است كه از پيچها استفاده نميشود به همين دليل است كه اهميت آنها در صنعت بسيار زياد مي باشد. مواردي كه از پيچها استفاده مي شود عبارتند از:

ماشينهاي ابزار، انواع گيره ها، وسائط نقليه، ابزرار و ادوات جنگي ، كشتي ها، هواپيماها، ساختمانهاي فلزي، ميز و صندلي، ماشينهاي چاپ و ريسندگي و بافندگي ، صنايع نفت و گاز و پتروشيمي ، لوازم خانگي و …

نوع جنس پيچ و مهره ها:

در بيشتر مواقع نوع جنس پيچ و مهره بر حسب اعداد و حروف معتبر بين المللي بر روي گل پيچ حك مي شود و براي پي بردن

به نوع آلياژ پيچ و مهره كافيست معني اعداد و حروف درج شده بر روي آن را بدانيد .
انواع رزوه‌هاي پيچ :
1) مجموعه رزوه درشت
2)مجموعه رزوه ريز
3) مجموعه رزوه فوق‌العاده ريز
4) مجموعه هشت رزوه‌اي
5) مجموعه دوازده رزوه‌اي
6)مجموعه شانزده رزوه‌اي
7) رزوه امريكايي
8) رزوه دندانه ارّه‌اي
9) رزوه چهارگوش
10) رزوه پيچ حلزوني 29 درجه.
پيچ هاي غير خودكار يا ساده :

اين نوع پيچ ها براي ثابت شدن نياز به مهره دارند ياقطعه اي كه مانند مهره باشد و بتواند كار مهره را انجام دهد. معروفترين پيچ از اين نوع را ميتوان انواع پيچ هاي شش گوش ذكر كرد همچنين پيچ هايي ديگر مثل پيچ اتاقي، پيچ جوشي، پيچ استوانه، پيچ آلن و … را ميشود نام برد .

پيچ هاي عادي براي اتصال دادن قطعات در جايي كه اتصال غير دائمي موردنياز باشد به كار مي روند .
پيچ هاي خودكار :
پيچ هاي مخروطي معمولاً داراي دندانه هاي درشت مي باشند وبراي اتصال قطعات نرم مانند چوب و پلاستيك بكار مي روند.

پيچ هاي خودكار نوعي از پيچ هستند كه براي ثابت شدن درقطعه مورد اتصال نيازي به مهره ندارند و درون كار فرو ميروند و نوك آنها معمولامانند ميخ تيز هست و حتي مي توانند قطعه كار شده را سوراخ كنند مثل پيچ هاي سرمته اي،پيچ چوب ،…

سرپيچ ها از نظر ظاهري نيز با هم متفاوت مي باشند. برخي پيچ ها دوسو، برخي چهارسو، برخي آلن خور، برخي آچارخور، برخي پنج پر و… مي باشند .

پيچ هاي ساختماني

انواع پيچ، مهره، واشرهاي فولادي با قابليت كشش بالا دراستانداردهاي Din6916/HV- Din6914/HV – Din6915/HV درگريد 10/9 جهت پيچ ها و گريد10 براي مهره، مورد استفاده در ساختارهاي فولادي، ساخت پل، انواع داربست و چوب بست چهارچورب هاي ساختماني و بپج هاي مختلف مطابق استاندارد و گريدها :

ASTMA325/A325M

ASTMA490/A490M

پيچ هاي صنايع خودروسازي

پيچ و مهره و واشرهاي مخصوص صنايع خودروسازي كه شامل انواع پيچ هاي خودكار و خاص مي باشد

پيچ هاي صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، صنايع دريايي

ASTM A193 – A194 – L7 – B7 – B7M – L7M – 2H – A4_80( 316) – A2_70 (304)

مطابق استانداردها و گريدهاي مختلف
شرح اجزاء مختلف پيچ و طريقه تراشيدن آنها:

قبل ازاينكه به تراش پيچ ها اقدام نمائيم لازم است كه اجزاء مختلف آنرا بشناسيم براي اين منظور بطور خلاصه بشرح هر يك بصورت زير مي پردازيم.

۱- قطر خارجي Mujor D – بزرگنرين قطر پيچ و يا مهره را قطر خارجي آن گويند كه عبارت است از اندازه سر دندانه تا سر دندانه مقابل كه آنرا با حرف OD نمايش مي دهند.

۲- ارتفاع يا گودي دندانه Depth of T – ارتفاع دندانه عبارت است ازفاصله قائم ميان سر دندانه تا ته دندانه پيچ كه آنرا با علامت h مشخص مي نمايند.

۳- قطر داخلي Minor D كه كوچكترين قطر پيچ و يا مهره را قطر داخلي گويند كه اندازه آن عبارت است از فاصله ته دندانه تا ته دندانه مقابل آن يا به عبارت ديگر برابر است با تفاضل قطر بزرگ دو برابر ارتفاع دندانه كه با حرف I نشان ميدهند.

۴- تعداد دندانه Nimber of T. – تعداد دندانه عبارت استاز تعداد دندانه در يك اينچ روي محيط در طول پيچ كه براي تعيين آن خط كش يا كليس را روي پيچ قرار داده و سپس دندانه هاي بين يك اينچ را ميشماريم كه معمولاًآنرا با حرف N نمايش ميدهيم. علاوه بر آن ميتوان با طرق مختلف ديگري آنرا اندازه گيري نمود كه عبارت از استفاده از شابلن به اين ترتيب كه شابلن مورد نظر را رويدندانه ها قرار داده و در صورتيكه نوري از بين دندانه ها مشاهده نشد تعداد دندانه هائيكه روي شابلن نوشته شده است همان تعداد دندانه پيچ خواهد بود.

۵- گام يا تقسيم دندانه Pitch – فاصله نوك يك دنده تا دنده مجاور و يا فاصله يك نقطه از ته دنده تا نقطه مشابه از ته دنده ديگر را گام يا تقسيم دنده گويند كه با علامت P مشخص ميكنند.

۶- تارك يا پهناي سر دنده Crest – سر دندانه پيچ هاي يكنواخت ملي داراي سطح باريكي است كه طرفين يك دندانه را بهم متصل ميسازد با f علامت گذاري شده است.

۷- پهناي ته دندانه root – كف شيتر بين دو دندانه محور كه طرفين آنها را بهم متصل ميسازدپهناي ته دندانه گويند كه با علامت C يا R نمايش ميدهند.

۸- قطر متوسط (قطر ميانه) پيچ Pitch D. – قطر ميانه عبارت است از استوانه فرضي كه دنده هاي پيچ را درمحلي قطع ميكند كه در آن قسمت هر دندانه مساوي پهناي شيار مجاور آنست و يا بعبارت ديگر عبارت است از تفاضل قطر بزرگ و ارتفاع دنده كه با علامت DP و يا E نمايش داده ميشود.

۹- گام محوري پيچ Lead – گام محوري پيچ عبارت است از فاصله اي كه پيچ در داخل مهره يامهره روي پيچ در يك دور گردش اين گام درست شبيه گام دندانه مي باشد. گامهاي محوريمتعددي را نشان ميدهد. قسمت بالا يك نوع پيچ يك راهه كه داراي يك گام ميباشد معرفي مينمايد.
تراش پيچها اصولاً دو روش درنظر گرفته شده كه عبارتند از:

۱- پيچ رتاشي با دور معكوس

۲- پيچ تراشي بكمك ساعت پيچ بري

تراشيدن پيچ هاي داخلي (مهره ها)

پيچ هاي داخلي كه همان مهره ها مي باشند از نظر دندانه بستگي بنوع دندانه پيچ خارجي داردكه شرح انواع آنها قبلاً داده شده است اكنون ميپردازيم بشرح تراشيدن پيچ هاي داخلي

براي اينكه مهره اي جهت پيچ مشخصي بسازيم لازم است كه ابتدا آن را باندازه معيني با مته سوراخ نموده و يا با تراش آنرا داخلي تراشي نمائيم براي اين منظور بايستي قطر مته يا اندازه داخلي مهره را محاسبه نموده سپس به همان اندازه با مته سوراخ و يا داخل تراشي نمائيم اصولا براي اينكه مهره ساخته شده روي پيچ بخوبي حركت نمايد بايد ميان قطر داخلي پيچ و قطر داخلي مهره فضاي آزادي بنام لقي Clearance پيش بيني شود يعني مهره را بامته اي كه قطرش از قطر داخلي پيچ بزرگتر است سوراخ نمائيم درنتيجه مهره ميتواندآزادانه بدون لقي روي پيچ حركت كند و همچنين اين عمل از شكستن قلاويز ضمن قلاويزكاري جلوگيري خواهند نمود.

مقدارفضاي آزاد يعني اضافه اندازه قطر داخلي سوراخ مهره از قطر داخلي پيچ بستگي به جنس مهره دارد و اين مقدار براي فلزات معمولي مانند فولاد كم كربن و بسياري ازآلياژهاي مس در حدود گودي دنده يعني انتخاب ميشود ولي براي فلزات سخت اين مقدار فضاي آزاد از هر طرف برابر درنظر گرفته شده است اگر قطر داخلي مهره را با T نشان دهيم ميتوان اندازه قطر مته را از رابطه زير بدست آورد.    55377092    پيچ و مهره کیمیاصنعت, پیچ شش گوش,پیچ آلن, پیچ آلن مغزی, پیچ اتاقی, پیچ استوانه, پیچ استیل, پیچ تی, پیچ چشمی, پیچ خروسکی, پیچ دوسره, پیچ متری, خودکار, رول بولت, سرخزینه, سرمته ای, مهره استیل, مهره باریک), مهره بلند, مهره تی, مهره جوشی, مهره چاکدار, مهره چشمی, مهره خروسکی, مهره سربسته, مهره شش گوش-, مهره قفلی, مهره کاسه نمدی-, مهره گرد, مهره مربعی, مهره واشردار, واشر استیل, واشر تخت HV-, واشر تخت آهنی-, واشر فنری, یوبولت

سازه هاي پيچ و مهره

سازه هاي پيچ و مهره

 امروزه استفاده از سازه هاي پيچ و مهره اي در صنعت به نحو چشمگيري افزايش يافته به طوري كه اين سازه ها در گذشته فقط شامل سوله هاي صنعتي و مجتمعهاي پتروشيمي و سازه هاي مورد استفاده در صنايع نفت و گاز مي شد . هم اكنون كاربرد اين سازه ها در ساختمانهاي مسكوني ، اداري و تجاري كه در شهرها نيز ساخته مي شود با رشد چشمگيري روبرو بوده است .  از مهمترين دلايل  استفاده از سازه هاي پيچ و مهره اي در كشور هاي صنعتي عدم نياز به جوشكاري زمان نصب سازه و در موقعيتهاي سخت همچنين سرعت بيشتر اجرا در محل نصب نسبت به سازه هاي جوشي ميباشد . همچنين  اسكلتهايي كه در محوطه پروژه هاي ساختماني توليد مي شوند بخاطر محدوديت در تامين برق مكفي و بكار گيري دستگاه هاي جوش مدرن ( با نرخ نفوذ بالا و استاندارد ) ، عدم وجود ابزار صنعتي سنگين ، تيم هاي مجرب ، رنگ آميزي و زنگ زدايي صحيح  و … نه تنها فاقد كيفيت هستند بلكه كاملاً دست و پاگير و داراي پروسه اي زمان بر هستند كه بلاشك منجر به ايجاد ترافيك در معا بر و تزاحم همسايگان مي شود .

روش سنتي ساخت اسكلت در محل از لحاظ اتصال و برپايي نيز علاوه بر موارد ذكر شده هزينه  بالايي از بابت جرثقيل دارد . با توجه به زلزله خيز بودن كشور ما و حوادث ناگواري كه در سالهاي گذشته خصوصاً در بم صورت گرفت رويكرد و نگرشي جديد به توليد صنعتي و استاندارد اسكلتهاي ساختماني پديد آمده است ، زيرا اين نوع ساختمانها با طراحي خاص و اجرا بصورت صنعتي و مدرن ، مقاومت قابل ملاحظه اي در مقايسه با اسكلتهاي سنتي دارند . نكته ديگر ، اقتصادي و پايين تر بودن هزينه توليد و نصب نسبت به روش سنتي معمول به صورت كلي  است كه در مواقع كمبود عرضه و افزايش قيمت تيرآهن درصدي قابل توجه ميگردد . با توجه به گستره طراحي در تير ورقها و سازه هاي پيش ساخته ، محاسبات فضا سازي و بارگذاري نيز با آزادي عمل بالايي صورت مي گيرد .

مزاياي ساخت اسكلت پيش ساخته پيچ و مهره اي نسبت به ساير اسكلت هاي اجراشده عبارتند از :                                                                                          

سرعت اجرا : سرعت اجراي سازه هاي با اتصالات پيچ و مهره اي نسبت به اتصالات جوشي بالاتر و كاملا قابل لمس مي باشد و زمان ساخت سازه هاي پيچ و مهره اي كمتر از سازه هاي با اتصالات جوشي است و با توجه به مدت زمان بالاي اجراي پروژه هاي كشورمان اين نوع از سازه ها جهت كاهش زمان ساخت پيشنهاد مي گردد .سرعت نصب : در اين گونه از سازه ها بدليل حذف كامل جوشكاري در محل نصب سازه ، فقط با جايگذاري قطعات و بستن تعدادي پيچ و مهره محدود مي شود كه اين عامل باعث افزايش چشمگير سرعت نصب مي شود و خطاهاي نصب به حداقل خود مي رسد .

كيفيت ساخت : كيفيت ساخت سازه با امكانات موجود در كارخانه و طبق نقشه هاي طراحي شده و تحت نظارت واحد كنترل كيفي قابل مقايسه با سازه هاي جوشي كه در محل نصب سازه ساخته مي شوند نمي باشد و داراي كيفيت بسيار بالايي مي باشد .

پرت مصالح : معمولا دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص مانندIPE  بسته مي باشد و مجبور است با اضافه كردن ورق و جوشكاري اضافي به مقطع  مورد نظر خود برسد  .حال آنكه در ساختمان پيچ و مهره اي امكان اجرا و توليد مقاطع سبك تر و با مقاومت بيشتر وجود دارد استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل مي رسد .

ايمني و پايداري سازه : چه به لحاظ تئوري و چه به لحاظ عملي ثابت شده است كه ساختمان هاي پيچ و مهره اي به دليل كيفيت بهتر، پايداري و مقاومت بيشتري در برابر زلزله و نيروهاي جانبي دارند .

هزينه كمتر :  اجراي ساختمان پيچ و مهره اي به لحاظ اقتصادي مي تواند هزينه كمتري را به مالك تحميل كند ولي اين بدان معني نيست كه در دو سازه كه كاملا مقاطع آن يكسان مي باشد سازه پيچ و مهر ه اي كم هزينه تر باشد . ولي به دليل باز بودن دست طراح در بهينه سازي و ساخت مقاطع با وزن كمتر، امكان كاهش وزن سازه توسط طراح به راحتي امكان پذير است .

مقاومت در برابر آتش سوزي : در دماهاي بالا معمولا اتصالات پيچ و مهره اي مقاومت بيشتري در برابر حرارت دارند و احتمال تخريب سازه بسيار كمتر از اتصالات جوشي است .

عدم نياز به فضاي كار : معمولا در شهر ها به دليل عدم وجود موقعيت و مكان مناسب جهت ساخت ، اغلب پيمانكاران دچار زحمت فراوان شده كه با استفاده از اين نوع سازه ها ، قابليت اجرا در شلوغ ترين و كم حجم ترين موقعيت ها را فراهم كرده است.

رواج جهاني : در كليه كشورهاي آمريكايي و اروپايي تمامي سازه ها به صورت پيچ و مهره اي اجرا مي شود مگر در سازه هاي بسياركم اهميت كه اتصالات آن جوشي اجرا ميشود كه از دلايل مهم استفاده از اين نوع سازه ها در اين كشور ها ، عملكرد بهتر آن وتجربه بيشتر آن كشور ها در ساخت سازه هاي فولادي مي باشد .

   خوردگي سازه : در سازه هاي پيچ و مهره اي قبل از رنگ آميزي ، قطعات داخل دستگاههاي سندبلاست و وايربرس تحت نظر واحد كنترل كيفي زنگ زدايي مي شوند كه در سازه هاي جوشي اين عمليات انجام نمي گردد و همچنين در سازه هاي جوشي بجاي رنگ غني شده با روي ، كه در سازه هاي پيچ و مهره اي استفاده مي شود ، ضد زنگ بكار مي رود كه اين امر باعث خوردگي سريع سازه مي شود

امكان استفاده در مديريت حوادث : با توجه به امكان جابجايي اين گونه سازه ها امكان جابجايي و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سيل و زلزله امكان پذير مي باشد .