Çelik Yapılar için Destek Çubukları: Gerilim Alanı, Germe ve Kaynak Kullanımı

"16mm yuvarlak çubuk, bir ucu dişli, 4,8 m uzunluğunda" için bir satın alma siparişi gönderildi. Çubuklar geliyor, çatallar dişlere uymuyor ve gerdirmeler tamamen içeri sarıldığında her çubuk 30 mm kısa çıkıyor. Bu sıra, destek çubuğu ticaretinin günlük gerçekliğidir: çelik nadiren sorundur, arayüzler ise sorundur.

Çubuk desteği, yapısal bir paketin en az gösterişli parçalarından biridir, ancak bir portal çerçevesinin kare kalıp kalmayacağını, bir boru rafının raf olmadan rüzgarı alıp almayacağını ve bir kanopinin modelin söylediği şekilde hareket edip etmediğini belirler. Bunu doğru yapmak birkaç tanımlanabilir sayı meselesidir.

Bir destek çubuğunun aslında ne işe yaradığı

Rüzgar veya sismik etki altında dikdörtgen bir körfez paralelkenar haline gelmek ister. X çaprazlı bir bölmede, bir diyagonal uzar ve gevşerken diğeri kısalır ve sıkı bir şekilde çekilir, böylece yanal kesme kuvveti temellere kadar taşınır. Çubuk hiçbir zaman basınca direnmez: yükü tersine çevirirseniz karşı çubuk görevi devralır. Bu tek davranış, takip eden tasarım ve kaynak bulma kurallarının çoğunu açıklıyor.

Yalnızca gerilim ve asla yalnız değil

Tek bir çubuk, bir eklemi ters yüke karşı destekleyemez çünkü kuvvet tersine döndüğü anda bükülür. Pratik çözümlerde çaprazlı bölme başına en az iki çubuk veya bir çubuk artı bir sıkıştırma payandası kullanılır. Bir çizim, tamamlayıcısı olmayan yalnız bir köşegeni gösterdiğinde, tasarım rüzgarının hangi yönden geldiğini sormakta fayda var.

İş parçacığı kökü kapasiteyi ayarlar

Tamamen dişli bir çubuk uygundur, ancak çekme gerilimi alanı nominal saptan daha küçüktür. M16 kaba diş, nominal 201 mm²'ye karşılık kabaca 157 mm² verir; bu da yaklaşık yüzde 22 daha azdır. 640 MPa verimde 8,8 bar derecesinde bu, akma yükünü 100 kN'ye ve çalışma gerilimini 60 kN'ye yakın bir değere getirir. Bir tasarım 70 kN gerektiriyorsa, daha ağır bir çubuğa veya daha yüksek kaliteye ihtiyaç vardır; nominal çap tek başına size hiçbir şey ifade etmez.

Uçlar ortadan daha çok çalışır

Çatallar, pim halkaları, köşebent plakaları, saplama ankrajları ve gerdirme gövdelerinin tümü aynı yük yolunda bulunur ve genellikle farklı fabrikalarda farklı malzemelerden, farklı kaplamalarla yapılır. Siyah oksit çubuğa bağlanan sıcak daldırma galvanizli gerdirme, ilk dişte korozyon hücresini garanti eder. Tüm aksam boyunca eşleşen yüzey, daha sonra tamir etmekten daha ucuzdur.

Çubuk, açı ve tüp: sayıların değiş tokuşu

Çubuk desteğinin devam etmesinin nedeni kütledir. 16 mm'lik bir çubuğun ağırlığı metre başına yaklaşık 1,58 kg'dır; 50x50x5'lik benzer bir çekme kapasitesine sahip bir açı, metre başına 3,77 kg ağırlığındadır ve yüksekte taşınması çok daha zordur. Aşağıdaki karşılaştırma, aslında satın alma kararını yönlendiren kriterlere göre seçenekleri yan yana koyuyor.

Bir çerçevenin gerçekten sıkıştırma kapasitesine ihtiyaç duyduğu durumlarda (örneğin sismik bir bölgedeki çaprazlı bölme), çubuk çaprazlama, maliyeti ne olursa olsun doğru cevap olmaktan çıkar. Yalnızca rüzgar söz konusu olduğunda çubuk, taşıma, nakliye ve bağlantı plakalarının boyutunda avantajlıdır.

Gizli değişken: germe ve gerdirme hareketi

Tasarımcılar, bir çubuğun gevşeklik durumu ile çalışma gerilimi arasında ne kadar esneyeceğini nadiren kontrol eder. Bu sayı gerdirmenin ne kadar ayarlama yapması gerektiğini belirler ve çaplar arasında aynı değildir. Grafik, E = 205 GPa varsayılarak 15 kN'ye çekilen 6 m'lik bir çubuğun elastik uzamasını göstermektedir.

Pratik açıdan bakıldığında, sert, geniş çaplı bir çubuğun çok az akması vardır, bu nedenle kesme boyu hatası neredeyse bire bir gevşek veya aşırı sıkılmış bir desteğe dönüşür. Daha ince bir çubuğun kurulumu daha kolaydır ancak daha geniş bir alma penceresine ihtiyaç duyar. Genel bir kural olarak, gerdirme hareketini, hesaplanan esneme artı izin verilen kesme uzunluğu toleransı artı yaklaşık 10 mm artık diş olarak bütçeleyin, böylece destek yapı yerleştikten sonra hala ayarlanabilir.

Bir diğer sonuç: Çubuklar dönüşle sıkılır, bu nedenle dişin temiz ve yağlanmış olması gerekir, aksi takdirde herhangi bir gerilim çubuğa ulaşmadan önce sürtünme torkun çoğunu tüketecektir. Kuru, galvanizli iplikler aynı gerginlik için rutin olarak yüzde 30 ila 40 daha fazla torka ihtiyaç duyar; bu nedenle saha ekipleri gerdirme gövdesini aşırı sıkıyor ve sıyırıyor.

Çubuk desteğinin kullanıldığı yerler

Bir bağlantı elemanı üreticisinin sipariş modelleri bu parçaların nerede biteceğine dair kabaca bir fikir verir. Aşağıdaki bölüm, tonajın uygulamalar arasında genel olarak nasıl dağıtıldığını yansıtmaktadır; bu bir pazar araştırması değil, gösterge niteliğinde bir resimdir.

Güçlendirme dilimi dikkate değerdir. Eski çerçeveler, kullanım değişikliğinden sonra sıklıkla yeniden desteklenir ve burada çubuk, gücünden ziyade kusurlu geometriye toleransı nedeniyle seçilir. 50 mm'lik yedek germeli bir çubuk, yenilemede genellikle ekstra 10 kN kapasiteli bir çubuktan daha değerlidir.

Destek çubuğunun belirlenmesi ve tedarik edilmesi

Spesifikasyon süreci doğru sırayla yapılırsa kısadır. Aşağıdaki her adım, öngörülebilir olacak kadar sık ​​tekrarlanan bir arıza modunu kapatır.

ASTM A193 B7 Alaşımlı Çelik Dişli Çubuklar Yüksek sıcaklıkta veya basınç sınırında hizmet için yüksek mukavemetli B7 kromoly çubuklar, çinko kaplamalı, siyah oksitli veya sıcak daldırma galvanizli kaplamalarda mevcuttur. Ürünü Görüntüle →

ASTM A320 L7 Tam Dişli Çubuk Açık deniz hizmeti için L7 alaşımlı çelik tam dişli çubuk, HDG, çinko veya siyah oksit olarak mevcuttur; bitmiş kesim uzunluğunu onaylayın ve pahlı uçları temizleyin. Ürünü Görüntüle →

B7 ve L7 alaşımlı çelik ve 8,8 kalite düz karbon çeliğinden yapılan stok uzunlukları, bir destek paketinin ihtiyaç duyduğu şeylerin çoğunu karşılar; değişken genellikle malzemenin kendisinden ziyade kesim uzunluğu ve yüzey kalitesidir.

Sınıf 8.8 Karbon Çelik Tam Dişli Çubuk M16×300 düz karbon çeliği destek çubuğu, 8.8 kalite, galvanizli veya siyah kaplamalı; stok uzunlukları, kesim uzunluğu ve bitişin farklılık gösterdiği destek paketlerine uygundur. Ürünü Görüntüle →

Denetim, bakım ve can sıkan uyumluluk boşlukları

İlk gün doğru şekilde monte edilen ve gerilen bir destek çubuğu, iki yıl sonra hala yüksüz olabilir. Önemli olan kontroller basit ve çoğunlukla görseldir.

• Devir teslim sırasında ve ilk rüzgar sezonundan sonra gerginlik kontrolü. Elle hareket ettirilebilen bir çubuk çalışmıyor. Hareketin görünür olması için gergiyi ve ipliği boyayla işaretleyin.
• Taşıma sırasında kaplama hasarı. Zincir sapanlarla taşınan galvanizli çubuklar, tam olarak çatalla temas ettiği noktada katmanlarını kaybeder. Çinko bakımından zengin boyayı montajdan sonra değil, montajdan önce rötuşlayın.
• Konuya maruz kalma. Gerdirme tertibatının üzerinde kalan herhangi bir iplik, çubukla aynı kaplamayı taşımalıdır. Çıplak kesilmiş uçlar, titreşimli bir yapıda pasın ilk ortaya çıktığı ve yorulma çatlağının ilk başladığı yerdir.
• Dokümantasyon. L7 için Charpy darbe sonuçları, sıcak daldırma için kaplama kalınlığı okumaları ve ısı numarasına kadar izlenebilirlik, bir denetçinin isteyeceği üç öğedir. Bunları proje arşivi yerine montaj çizimlerinin yanında saklayın.

Bunların hiçbiri egzotik mühendislik değil. Destek çubuğu basit, etkili, yalnızca gerilime dayanıklı bir elemandır ve gerilim alanı, çekme payı ve kaplamanın tümü bir katalog fotoğrafından çıkarım yapılmak yerine açıkça belirtildiğinde güvenilir kalır. Meydana gelen arızalar neredeyse her zaman bu üç numaradan birinin atölyeye bırakılmasından kaynaklanmaktadır.