سوله و اتصال گوشه با ورق سر

سوله و اتصال گوشه با ورق : اتصالات با ورق سر ، که به ان ها اصطلاحا ( فلنجی) نیز اطلاق می گردد از معمول ترین اتصالات در سازه های فولادی است .

این اتصالات که از انواع پیچیده اتصال محسوب می گردند از یک صفحه سر نسبتا ضخیم تشکیل یافته اند که به انتهای اعضای متصل شونده جوش گردیده اند .

پیچ های اتصال از میان سوراخ های این صفحات عبور کرده اتصال را برقرار می سازند .

برای صلبیت بیشتر اتصال ، غالبا صفحه ی سر را به وسیله تعدادی سخت کننده تقویت می نمایند .

کاربرد این قبیل اتصالات ، در اتصال اعضای کششی ، فشاری ، وصله ی تیر ها و اتصال زانویی قاب ها ی صلب بسیار به چشم می خورد .

نمونه هایی از اتصالات با ورق سر را برای اعضای فولادی مختلف به نمایش می گذارد .

در این اتصالات مقاومت قسمت های مختلف اتصال نظیر پیچ ها ، ورق سر و جوش ها باید کنترل و طراحی شوند .

برای اشنایی با رفتار این قبیل اتصالات یک ورق سر کششی با پیچ های متقارن را در نظر می گیریم .

این اتصال که دارای دو پیچ می باشد در اثر وارد امدن نیروی کششی به سه حالت ممکن است دچار خرابی گردد .

  • حالت اول : اگر تغییر شکل های خمشی ورق به نسبت تغییر طول پیچ ها کم باشد مکانیزم خرابی امکان وقوع می یابد .نیروی داخلی پیچ ها در این حالت برابر N=F/2  می باشد ، خمش های ثانویه در پیچ ها در این حالت تقریبا نزدیک به صفر هستند . ورق سر در این حالت باید لنگر M=Af/2 را تحمل کند .
  • حالت دوم : اگر تغییر شکل های خمشی ورق در همان حدود تغییر طول پیچ ها باشد ، مکانیزم خرابی به نمایش در امده امکان وقوع می یابد . در این حالت یک نیروی اهرمی Q در همان راستای نیروی F ایجاد خواهد شد .

سوله و اتصال گوشه با ورق : پیچ ها به وسیله ی نیرویی برابر N=Q+F/2  تحت کشش قرار خواهند گرفت .

همچنین در تنه پیچ لنگر خمشی قابل ملاحظه ای به وجود خواهد آمد .

ورق اتصال در این حالت به وسیله ی لنگر های مختلف العلامه M1 , M2  تحت خمش قرار خواهند گرفت .

مقدار نیروی اهرمی Q در اول نا معین است ، و باید از یک معادله ی تعادلی که سازگار با ضابطه مقاومت باشد برای به دست اوردن ان استفاده کرد .

در طراحی ورق سر یکی از حالت های خرابی باید مبنای محاسبه و کنترل قرار گیرد.

در سال های اخیر از ضخامت ورق های سر روز به روز کاسته شده است با وجودی که قطر و مقاومت پیچ ها رو به افزایش بوده و تبعا نیروی وارد بر ورق ها افزایش یافته است .

روش های طراحی ورق سر فرض می نمایند که مقاومت خمشی ورق (MR)  مقدار معلومیاست . در صورتی که هنوز برای این مقاومت مقدار دقیقی به دست نیامده است .

برای به دست اوردن مقدار صحیح MR در حالات و شرایط سر حدی متفاوت ، احتیاج به پژوهش های تجربی یا عددی زیادی می باشد .

تا عرض موثر ورق را به صورت تابعی از شرایط تکیه گاهی به دست دهد .

طراحی یک ورق سر را در تقریب اول می توان به وسیله ی مدل کردن رفتار دو بعدی یک صفحه با رفتار تک بعدی یک تیر که دارای سختی مناسبی  است به انجام رساند .

به این ترتیب می توان به مدلی دست یافت که از نظر محاسبات مهندسی قابل قبول و برای مقاصد طراحی ساده و مفید می باشد .

معادل سازی مدل یک بعدی و سیستم واقعی دو بعدی را می توان هم  در محدوده ی الاستیک و هم در حیطه ی عملکرد پلاستیک صفحه ی سر بر قرار دانست .

این معادل سازی در محدوده ی الاستیک همیشه در جهت اطمینان است .

سوله و اتصال گوشه با ورق : در این حالت مقاومت صفحه سر کمتر از مقدار واقعی ان تخمین زده خواهد شد و تغییر شکل ها نیز کمتر از مقدار واقعی بر اورد خواهند گردید .

بنابراین این روش خصوصا برای مواردی کع نیروی اهرمی وجود ندارد مناسب خواهد بود .

این مدل در محدوده ی پلاستیک تخمین واقع بینانه تری از مقاومت ورق سر ارائه می نماید .

به علاوه می تواند نیرو های اهرمی را نیز به حساب اورده و برای استفاده در مواردی مناسب می باشد .

استفاده از این روش در محاسبه ی مقاومت ورق های سر دارای چند ردیف پیچ توصیه نمی گردد .

در ادامه ی مقاله به معرفی هر یک از این تقریب ها می پردازیم .