7555  

طراحی اتصال اصطکاکی

هنگامی که در یک اتصال مهره ی پیچ پس از محکم شدن اتصال، بیشتر پیچانده شود و به عبارت دیگر در پیچ نیروی پیش تنیدگی ایجاد گردد، فشاری معادل نیروی Tb از طرف مهره ی پیچ بر روی اتصال وارد می شود. این نوع اتصال را اتصال اصطکاکی می نامند. در مواردی که قرار است هیچ گونه لغزشی تحت اثر بارهای سرویس بین ورق های اتصال رخ ندهد از اتصالات اصطکاکی استفاده می شود. در اتصال اصطکاکی اگر ورق های اتصال در جهت موازی با سطح خود تحت اثر نیروی P قرار بگیرند به محض آغاز لغرش بین ورق ها، نیروی اصطکاکی Nf باعث جلوگیری از لغزش می شود. برای تعیین ضریب اصطکاک از روش های تجربی استفاده می شود. ضریب اصطکاک به زبر یا صیقلی بودن سطح ورق های اتصال بستگی دارد. ضریب اصطکاک برای فولادهای با مقاومت بالاتر بیشتر از فولادهای معمولی است. به عنوان مثال ضریب برای فولاد St52 بیشتر از فولاد St37 است. مقدار ضریب اصطکاک برای فولاد معمولی با پوسته ی ناشی از نورد گرم بین 0.25 تا 0.35 می باشد. برای افزایش ضریب اصطکاک روش ماسه پاشی و یا تمیز کردن با شعله پیشنهاد می شود. عملیات ماسه پاشی و تمیز کردن با شعله باید بعد از سوراخکاری انجام شود. به وسیله ماسه پاشی و استفاده از شعله ضریب اصطکاک را می توان تا 0.5 افزایش داد. در اتصال اصطکاکی چون نیروی اصطکاک ناشی از پیش تنیدگی توانایی انتقال نیرو از طریق ورق های اتصال را دارد، تحت اثر بارهای سرویس بین بدنه ی پیچ و جداره نیروی لهیدگی ایجاد نمی شود. در یک اتصال اصطکاکی با افزایش بار، نیروی اصطکاک Nf دیگر قادر به مقابله با بارهای وارده نمی باشد. در طراحی سازه به خصوص طراحی سازه فولادی کلیه اتصالات پیچ و مهره باید به پیش تنیدگی کامل برسند.
مزایای اتصال اصطکاکی
1- در اتصالات اصطکاکی برای پیچ های پرمقاومت عادی سوراخ کردن دقیق لازم نیست و دقت 2 میلی متر کافی است.
2- در اتصالات اصطکاکی چون بخشی از نیرو قبل از موضع سوراخ توسط اصطکاک تحمل می شوند لذا تنش های موجود در ورق و در محل سوراخ کاهش می یابد.
3- به دلیل اعمال نیروی پیش تنیدگی، امکان شل شدن مهره ها کاهش می یابد.
4- در بارگذاری های تناوبی، تاخیر در باربری ایجاد نشده و فقط جهت نیروی اصطکاک تغییر می کند.
5- در بارگذاری های تناوبی با تعداد تناوب زیاد، پدیده ی خستگی پیچ کنترل می گردد.
محدودیت های اتصال اصطکاکی
1- در طراحی سازه فولادی این گونه اتصالات به دلیل باربری کمتر پیچ ها، تعداد آن و سوراخ های لازم نسبت اتصالات اتکایی بیشتر می شود.
2- در اتصالات اصطکاکی تمیز کردن سطوح اتصال از آلودگی ها، امری ضروری است.
منبع: کتاب طراحی سازه های فولادی دکتر میرقادری(طراحی اتصالات،جلد ششم)