‌انواع پیچ‌ها‌ در اتصالات

‌انواع پیچ‌ها‌ در اتصالات
تقسیم بندی پیچ‌های معمولی و پیچ‌های پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی کششی آنها و نوع مصالحی که در ساخت و تولید آنها به کار می‌رود، انجام می‌گیرد. هر دو نوع پیچ معمولی و پرمقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند.

پیچ‌های معمولی‌
مصالح پیچ‌های معمولی از نوع فولاد نرمه با کربن کم هستند. پیچ‌های معمولی در استاندارد ASTM ۳۰۷ با علامت A مشخص می‌شوند. قیمت پیچ‌های معمولی از پیچ‌های پرمقاومت کمتر بوده و با قطرهای‌ محدود ساخته می‌شوند. مورد مصرف آنها در سازه‌های سبک مانند خرپاهای کوچک، سازه‌های موقتی و اعضای درجه دوم سازه‌ها مانند مهاربندها و لاپه‌ها هستند. از پیچ‌های معمولی به عنوان وسیله کمکی مونتاژ نیز در اتصالاتی که اعضای اصلی آن توسط جوش و یا پیچ های پرمقاومت متصل می‌شوند استفاده میکنند.

پیچ‌های پرمقاومت
عرضه پیچ‌های پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازه‌های فولادی و اتصالات آنها به وجود آورد. مصالح پیچ‌های پرمقاومت از فولاد با کربن متوسط است که خود و مهره آنها به وسیله عملیات مرغوب سازی (حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید می‌شوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود ۱۶ تا ۲۵ ساعت گداخته می‌شوند.

انواع عملکرد اتصالات پیچی‌
انواع اتصال‌های پیچی
به طور کلی دو فلسفه در عملکرد اتصالات پیچی وجود دارد که شامل اتصال اتکایی و اتصال اصطکاکی هستند.

عملکرد اتصال اتکایی

در عملکرد اتکایی، پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می‌گیرد و مهره بسته می‌شود. هنگامی که بار خارجی به پیچ وارد می‌شود، قطعات اتصال لغزش پیدا می‌کنند که در اثر آن، یک نیروی فشاری به لبه‌های اتصال وارد می‌شود که تبدیل به نیروی برشی در پیچ می‌شود. این اتصال تنها برای حالت بارگذاری ثقلی بوده و در طرح لرزه‌ای نباید از این نوع عملکرد در اتصال استفاده نمود. در این نوع اتصال هیچ نیروی پیش‌تنیدگی در پیچ ایجاد نمی‌شود و برای اجرای این اتصال، تنها سفت کردن پیچ به وسیله‌ی کارگر کفایت می‌کند.

عملکرد اتصال اصطکاکی

هنگامی که پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می‌گیرد، علاوه بر مهره باید از واشر نیز استفاده نمود‌. باید توجه شود که واشر مصرفی در اتصال اصطکاکی نباید از نوع واشر فنری باشد. در طراحی لرزه‌ای تنها باید از این فلسفه‌ی طراحی در اتصال استفاده شود. به عبارتی دیگر، در طراحی همه‌ی اتصالات قاب‌های خمشی و قاب‌های دوگانه و نیز اتصالات بادبندی و وصله‌ی ستون‌های باربر جانبی در قاب‌های ساده باید از این نوع عملکرد استفاده نمود. در این نوع اتصال، علاوه بر سفت کردن نخستین پیچ، باید به مقداری که در طراحی مشخص شده است، نیروی پیش‌تنیدگی نیز در پیچ ایجاد شود. با اعمال نیروی پیش- تنیدگی، در پیچ تحت کشش قرار گرفته و با اعمال بار، بین صفحات اتصال اصطکاك به وجود می‌آید که
باعث عدم لقی و کارکرد کامل اتصال می‌شود. باید در نظر داشت که شکل پیچ در اتصال اصطکاکی با شکل پبچ در اتصال اتکایی متفاوت است. به طوری که پیچ‌های اتصال اصطکاکی دارای سر پیچ بزرگتر هستند.

زمانی‌ که یک پیچ پرمقاومت بدون کشش اولیه، تحت اثر نیروی کششی خارجی قرار می‌گیرد، نیروی کششی درون پیچ با نیروی اعمال شده برابر می‌شود. در صورتی که پیچ پیش‌تنیده (پیش‌کشیده) شده باشد، درصد بسیار زیادی از نیروی کششی خارجی صرف ایجاد نیروهای فشاری و یا گیرهای اعمال شده به اجزای اتصال می‌شود. به دلیل آنکه به طور معمول کشش به وجود آمده در پیچ‌های پرمقاومت ناشی از نیروی کششی خارجی در لحظه‌ی جداشدن قطعات از یکدیگر نزدیک به ده درصد بیش از کشش در آغاز بارگذاری است، لذا باید همه‌ی پیچ‌هایی که تحت اثر کشش مستقیم قرار دارند، پیش‌کشیده شوند.

الزامات ضریب اصطکاك سطوح فولادی در اتصالات اصطکاکی‌

به طور کلی اصطکاك حاصل دو عامل بوده، یکی زبری سطح و دیگری نیروی پیش‌تنیدگی. در طراحی فرض بر رنگ نشدن و وجود زبری مناسب سطوح اتصال است، در نتیجه هنگامی که قطعات نصب می‌شوند، باید همه‌ی سطوح اتصال (شامل سطوح مجاور سرپیچ‌ها و مهره‌ها) از قسمت‌های پوسته شده و دیگر مواد زاید عاری بوده و به ویژه سطوح تماس اتصالات اصطکاکی باید به طور کامل تمیز باشد و اثری از پوسته‌ی زنگ، رنگ، لاك، انواع روغن و مصالح دیگر در آنها وجود نداشته باشد. بنابراین پس از اینکه اتصال به وجود آمد، محل همه‌ی پیچ‌های بسته شده رنگ آمیزی می‌شود.محدودیت‌های اتصالات پیچی
وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع ۶۰ متر و بیشتر.
وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع بین ۳۰ تا ۶۰ متر در صورتی که نسبت بعد کوچک پلان به ارتفاع در آنها از ۴۰ % کمتر باشد
وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع کمتر از ۳۰ متر در صورتی که نسبت بعد کوچک پلان به ارتفاع در آنها از ۲۵ % کمتر باشد.
در سازه‌های با ارتفاع بیش از ۴۰ متر، برای اتصال همه‌ی تیرها و شاهتیرها به ستون‌ها و یا اتصالات هر نوع تیر یا شاهتیری که مهار ستون‌ها با آنها مرتبط باشد.
همه‌ی سازه‌هایی که جراثقال‌های با ظرفیت بیش از ۵ تن تحمل می‌کنند. وصله‌ی خرپاها یا تیرهای شیبدار سقف، اتصال خرپاها به ستون‌ها، وصله‌ی ستون‌ها، مهار ستون‌ها، مهار زانویی بین خرپای تیر سقف و ستون و تکیه‌گاه‌های جرثقیل مشمول این امر هستند.
در اتصالات تکیه‌گاه‌های اعضایی که ماشین‌های متحرك یا بارهای زنده از نوعی را تحمل می‌کنند که تولید ضربه و یا معکوس شدن تنش‌ها را به همراه داشته باشد