Podroben opis vijačnih povezav jeklene konstrukcije

Vijaki za jekleno konstrukcijo bistveno razlikujejo od običajnih mehanskih vijakov v oblikah povezav, nosilnih mehanizmih in konstrukcijskih postopkih. Glede na stopnje napetosti, pogoje uporabe in konstrukcijske zahteve so povezave v inženirstvu jeklenih konstrukcij v glavnem razdeljene v dve kategoriji: navadne vijačne povezave in vijačne povezave visoke trdnosti. Vsak tip povezave se zelo razlikuje glede na zahteve glede natančnosti, standarde premera lukenj, načela nosilnosti in veljavne scenarije.

1. Navadne vijačne povezave

Navadni vijaki so glede na natančnost izdelave razvrščeni v tri stopnje natančnosti A, B in C. Razreda A in B sta prečiščena vijaka, medtem ko je razred C grob vijak. Če ni drugače določeno, so grobi vijaki razreda C privzeto sprejeti za običajne povezave v gradbenih jeklenih konstrukcijah. Glede na obliko in strukturo navadni vijaki vključujejo vijake s šestrobo glavo, dvostranske vijake, vijake z ugrezno glavo in druge vrste.

Za grobe vijake razreda C je značilna nizka natančnost obdelave in velik odmik od stene. Uporabljajo se predvsem za predhodno montažo jeklenih konstrukcij v delavnicah, predhodno zategovanje zakovičenih komponent, začasno pozicioniranje in pritrjevanje pred formalno namestitvijo vijakov visoke trdnosti ter začasno pritrditev pred varjenjem vozlov. Če se uporabljajo kot fiksni vijaki, morajo biti po poravnavi komponent popolnoma zategnjeni z zanesljivimi ukrepi proti popuščanju, ki preprečujejo popuščanje in zamik med gradnjo.

1.1 Izboljšani vijaki (razred A/B)

Rafinirani vijakiimajo visoko natančnost obdelave, majhno toleranco vijakov in minimalno montažno zračnost, kar omogoča tesno prileganje med vijačno palico in luknjo za vijak. Imajo stroge zahteve glede natančnosti izdelave lukenj in natančnosti strojne obdelave vijačne palice, med namestitvijo pa jih je treba pritrditi z nežnim udarjanjem namesto s silovitim trkanjem. Prefinjeni vijaki so primerni za natančne strukturne povezave, ki zahtevajo pogosto razstavljanje in sestavljanje ali jih ni mogoče zakovičiti. Večinoma se uporabljajo pri montaži strojne opreme in redko pri gradnji jeklenih konstrukcij.

2. Visoko trdne vijačne povezave

Glede na načine mehanskega oblikovanja so visokotrdni vijaki za jeklene konstrukcije razdeljeni na torne in ležajne. Oba tipa sta enaka v materialu, specifikacijah in mehanskih lastnostih, razlikujeta se le v merilih za nadzor zdrsa konstrukcije in mehanizmih za presojo napak. Glede na konstrukcijske oblike jih delimo na velike šestrobe vijake z visoko trdnostjo in vijake visoke trdnosti na strižne oblike.

2.1 Torna povezava visoke trdnosti

Torni vijaki visoke trdnosti kompaktirajo povezovalne plošče s silo prednapetosti vijakov in prenašajo zunanje obremenitve s statičnim trenjem, ki nastane na kontaktni površini jeklenih plošč. Na priključnem spoju ni dovoljeno drsenje, vijaki pa ne prenašajo strižne sile. Vsak zdrs na površini plošče se oceni kot okvara povezave. Za izboljšanje koeficienta trenja je mogoče kontaktno površino jeklenih komponent obdelati s peskanjem in peskanjem, da se oblikuje enotna zarjavela površina, ki poveča odpornost proti zdrsu in optimizira razporeditev vijakov. Premer montažne luknje tornih vijakov visoke trdnosti je 1,5 mm do 2,0 mm večji od nominalnega premera vijaka.

2.2 Ležajni vijačni priključek visoke trdnosti

Vijaki z visoko trdnostjo ležaja prenašajo obremenitve, ki temeljijo na trenju površine plošče v normalnih delovnih pogojih. Ko obremenitev preseže torno nosilnost, je dovoljeno manjše drsenje spoja, napetost pa skupaj nosita in prenašata strižni upor palic vijakov in nosilni tlak sten plošče. Njegovi načini odpovedi so skladni s tistimi pri običajnih sornikih, in sicer strižna odpoved sornika ali zmečkanje ležaja jeklene plošče. Premer montažne luknje ležajnih vijakov visoke trdnosti je 1,0 mm do 1,5 mm večji od nominalnega premera vijaka. CNC vrtalni stroji in vrtalne šablone imajo prednost za natančno vrtanje lukenj, da se zagotovi natančnost položaja lukenj.

Glavne razlike med obema vrstama visokotrdnih vijakov: Torni vijaki sprejmejo merilo zasnove brez drsenja z višjo varnostno mejo in stabilnostjo, primerno za strukture pod obremenitvijo z vibracijami, dinamično obremenitvijo in velikimi nosilnimi pogoji; ležajni vijaki omogočajo omejen zdrs in imajo večjo nosilnost, kar je primerno za konstrukcije s statično obremenitvijo.

2.3 Sklop velikega šesterokotnega vijaka visoke trdnosti

Popoln sklop velikega šesterokotnega vijaka visoke trdnosti je sestavljen iz enega vijaka visoke trdnosti, ene matice in dveh podložk.

Pred formalno konstrukcijo se za začasno pritrditev in natančno poravnavo komponent uporabijo grobi vijaki. Po kalibraciji se grobi vijaki v skupini vijakov zamenjajo z vijaki visoke trdnosti zaporedno od sredine proti obema stranema, čemur sledi začetno zategovanje, ponovno zategovanje in končno zategovanje. Med montažo je treba na vsako stran palice vijaka namestiti eno podložko.

Standardi konstrukcijskega navora: Začetni navor privijanja je 50 % končnega navora privijanja; ponavljajoči se moment zategovanja je enak končnemu momentu zategovanja, kar odpravlja vrzeli pri montaži in poenoti silo prednapenjanja vijakov. Formula za izračun končnega momenta privijanja: Tc=K×Pc×d. kjer je: Tc=končni zatezni moment (N·m); K=koeficient navora; Pc=konstrukcijska prednapeta sila (kN); d=nazivni premer vijaka (mm). Momentne ključe je treba pred vsako uporabo kalibrirati, da se zagotovi natančnost konstrukcije.

2.4 Torstrižni sklop visoko trdnih vijakov

Popolna torstrična vrstavijak visoke trdnosti sklop je sestavljen iz enega strižnega vijaka, ene matice in ene podložke, pri čemer je samo ena podložka nameščena na strani matice namesto dvostranskih podložk.

Formula za izračun začetnega momenta privijanja: Tc=0.065×Pc×d. kjer je: Tc=začetni zatezni moment (N·m); Pc=konstrukcijska prednapeta sila (kN); d=nazivni premer vijaka (mm). Za končno zategovanje je uporabljen poseben strižni ključ, ki je končan, ko je rep slivovega cveta na koncu vijaka odvit. Torstrižni vijaki imajo visoko sposobnost nadzora kakovosti konstrukcije, z nadzorom kakovosti, osredotočenim na inšpekcijo celotnega procesa in nadzor procesa.