برای مشاهده آموزش‌های کاربردی مهندسی عمران در حوزه اجرا و دفترفنی و سرمایه گذاری روی خودت، حتما روی این بنر کلیک کن!
0
02144030986

سوراخ پیچ به همراه صفر تا صد نکات فواصل پیچ که باید بدانید!

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

آیا می‌دانستید سوراخ پیچ انواع مختلفی داشته و برای ایجاد آن‌ها روش‌های مختلفی وجود دارد؟! یکی از موارد بسیار مهم در اتصالات پیچی، سوراخ کاری صحیح قطعات است. دقت در سوراخ کاری و سالم بودن بدنه سوراخ نقش بسیار مهمی در میزان مقاومت و باربری اتصالات پیچی دارد. در این مقاله به بررسی کامل فواصل پیچ ، فاصله سوراخ پیچ و غیره خواهیم پرداخت و صفر تا صد نکاتی که باید بدانید را بازگو خواهیم کرد. پس این مقاله کامل را از دست ندهید!

آنچه که در این مقاله می‌آموزید :

روش‌های ایجاد سوراخ پیچ

انواع سوراخ در اتصالات پیچی

حداقل و حداکثر فواصل پیچ

تنش‌های مجاز در اتصالات پیچی

روش‌های ایجاد سوراخ پیچ

روش‌های متنوعی جهت ایجاد سوراخ در اتصالات پیچی وجود دارد که در ادامه متداول‌ترین‌ها را برایتان بازگو خواهیم کرد:

 

مته

یکی از روش‌های بسیار دقیق جهت سوراخ کاری اتصالات پیچی است. با استفاده از مته دستی سوراخ‌هایی با دقت ۱ میلی‌متر در قطعات فولادی می‌توان ایجاد کرد .

البته با دستگاه‌های ابزار دقیق مثل CNC که با مته خودکار کار می‌کنند، به دقت ۰٫۳ میلی‌متر نیز می‌توان دست یافت.

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

دستگاه سوراخ‌زنی (منگنه)

روش دیگر جهت ایجاد سوراخ پیچ استفاده از منگنه است. از عیوب اصلی این روش می‌توان به ترک برداشتن و آسیب دیدن اطراف سوراخ اشاره کرد.

برای قطعات فولادی که ضخامتشان از ۱۲ میلی‌متر بیشتر است، حدود ۱٫۵ میلی‌متر اطراف سوراخ آسیب می‌بیند.

با افزایش ضخامت ورق‌های فولادی، میزان آسیب‌دیدگی اطراف سوراخ پیچ نیز افزایش می‌یابد. به همین دلیل قطر سوراخ پیچ خدشه‌دار شده و حدود ۳ میلی‌متر بیشتر خواهد شد. جهت جبران این مشکل می‌توان سوراخ‌ها را حدود ۳ میلی‌متر کوچک‌تر منگنه کرد و سپس آن‌ها را با برقو زدن گشاد کرد.

از برقو برای گشاد کردن سوراخ استفاده می‌شود که در تصویر زیر نمونه‌ای از آن را مشاهده می‌کنید.

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

مقاومت خستگی قطعاتی که توسط منگنه سوراخ می‌شوند، کم شده و این قطعات در سازه‌هایی که در دمای پایین قرار دارند، وضعیت تردی و شکنندگی پیدا می‌کنند و سبب به وجود آمدن ترک‌های برشی در لبه‌های منگنه شده می‌شوند.

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

شعله گاز

این روش بیشتر در قطعات ضخیم فولادی استفاده می‌شود که می‌خواهیم قطر سوراخ پیچ بزرگی در آن‌ها ایجاد کنیم.

حدالامکان باید از به کارگیری این روش خودداری کرد و در صورتی که استفاده شد، پیشنهاد می‌شود سوراخ با قطر ۵ میلی‌متر کوچک‌تر از قطر نهایی توسط شعله بریده شود و سپس توسط مته گشاد شود.

به هر حال باید قطعات فولادی ابتدا به مقدار ۲ میلی‌متر کوچک‌تر سوراخ شده و سپس تا قطر مدنظر توسط مته گشاد شوند.

سوراخ‌هایی که با استفاده از مته ایجاد می‌شوند، باید با کمک سمباده صاف و تمیز شوند.

اجرا ساختمان

 

انواع سوراخ در اتصالات پیچی

در ادامه مقاله سوراخ و فواصل پیچ به انواع سوراخ‌ها می‌رسیم.

بر حسب AISC و مبحث دهم مقررات ملی انواع سوراخ در اتصالات پیچی بدین شرح است:

سوراخ استاندارد گرد (STD)

سوراخ بزرگ شده گرد (OVS)

سوراخ لوبیایی بلند (LSL)

سوراخ لوبیایی کوتاه (SSL)

سوراخ لوبیایی (بلند یا کوتاه) عمود بر جهت نیرو (NSL)

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

آئین‌نامه AISC در اتصالات پیچی با عملکرد اصطکاکی تنش‌های مجاز برشی برای پیچ‌های پر مقاومت را بر حسب وضعیت سطوح ورق‌های در حال تماس و همچنین نوع سوراخ بیان می‌کند.

برای آشنایی بیشتر با اتصالات اصطکاکی پیشنهاد می‌کنم مقاله “اتصالات اصطکاکی چیست ؟ تمام آنچه که در رابطه با اتصال اصطکاکی باید بدانید!” را مطالعه کنید.

آئین‌نامه گفته شده، سطوح تماسی که تمیز باشند و لایه‌ای از اکسید حاصل از نورد گرم بر روی آن قرار داشته باشد را کلاس A گفته و برای وضعیت‌های گوناگون سطوح جدولی تنش‌های برشی مجاز را ارائه می‌کند.

مبحث دهم مقررات ملی ایران تنش‌های مجاز برشی پیچ در اتصالات اصطکاکی را بر حسب نوع سوراخ بیان می‌کند.

سوراخ استاندارد بر حسب آئین‌نامه ایران سوراخی است که قطر آن ۲ میلیمتر از قطر پیچ بیشتر باشد. در حالی که آئین‌نامه AISC سوراخی را استاندارد می‌نامد که قطر آن دقیقاً برابر با قطر پیچ باشد. در هر صورت اجرای سوراخ استاندارد در عمل کار آسانی نیست.

بر اساس مبحث دهم مقررات ملی، قطر سوراخ استاندارد و در کل، مواردی که باید بدانید، بر حسب جدول زیر است:

اگر با گوشی همراه خود این مقاله را می‌خوانید، برای مشاهده بهتر جدول، گوشی خود را بچرخانید.

قطر پیچ (mm) اندازه حداکثر سوراخ برحسب (mm)
استاندارد (قطر) بزرگ (قطر) لوبیایی کوتاه (طول*عرض)
(b*L)
لوبیایی بلند
(طول*عرض)
(b*L)
میله مهار پای ستون
db db+2mm db+5mm (db+7)(db+2) (۲/۵db)(db+2) db + 6mm

مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان محدودیت‌های زیر را برای سوراخ پیچ اتصالات پیچی در نظر گرفته است:

سوراخ‌های بزرگ تنها در اتصالات اصطکاکی مجاز هستند.

سوراخ‌های لوبیایی کوتاه در تمام امتدادها در اتصالات اصطکاکی مجاز بوده و در اتصالات اتکایی امتداد طولی سوراخ باید عمود بر امتداد نیرو باشند.

در اتصالات پیچی با عملکرد اتکایی، سوراخ های پیچ لوبیایی بلند تنها در امتداد عمود بر مسیر نیرو مجاز بوده و در اتصالات با عملکرد اصطکاکی تنها می‌توانند در یکی از ورق‌های اتصال و در هر امتداد اختیاری وجود داشته باشند.

برای اطلاعات بیشتر در رابطه با اتصالات اتکایی مقاله “اتصالات اتکایی چیست؟ صفر تا صد اتصال اتکایی که باید بدانید!” را مطالعه کنید.

شایان ذکر است که سوراخ‌های لوبیایی و بزرگ به دلایل زیر در اتصالات قرار داده می‌شوند:

در اتصالات اتکایی یا اصطکاکی که در آن‌ها بنابر دلایلی نیروی پیش تنیدگی کاهش یا حذف می‌شود. زمانی که اتصال تحت بارهای دینامیکی قرار گیرد، احتمال تماس تنه پیچ با جداره سوراخ در دفعات مکرر وجود دارد. قرار دادن سوراخ های پیچ بزرگ یا لوبیایی سبب عدم تماس تنه پیچ با جداره سوراخ خصوصاً در اثر پدیده خستگی خواهد شد.

تعبیه سوراخ‌های بزرگ و لوبیایی شرایط مناسب‌تری را جهت مونتاژ، تنظیم و رواداری پیچ‌ها در اتصال فراهم می‌کند.

قرار دادن سوراخ‌های بزرگ و لوبیایی از پیدایش تنش‌های ناشی از درجه حرارت و همچنین تنش‌های مرتبه دوم جلوگیری می‌کند.

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

حداقل و حداکثر فواصل پیچ

در ادامه مقاله به بررسی فاصله سوراخ پیچ می‌پردازیم. در اتصالات پیچی سوراخ‌ها روی خطوط مستقیم در جهت نیرو یا عمود بر آن در یک یا چند ردیف قرار می‌گیرند.

اگر تعداد پیچ‌های موردنیاز در یک اتصال زیاد باشد، می‌توان سوراخ‌ها را به صورت زیگزاگ اجرا کرد.

فاصله سوراخ پیچ در یک اتصال به طور منظم و یکنواخت انتخاب شده و به عبارتی آرایش پیچ‌ها در یک اتصال باید متناسب و هماهنگ با قطر آن‌ها و ابعاد قطعات اتصال باشد. برای درک بهتر این موضوع به شکل پایین دقت کنید:

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

در شکل بالا فواصل پیچ (سوراخ‌ها) از هم S و فاصله لبه انتهایی آن‌ها با Le نشان داده شده است.

رعایت حداقل و حداکثر فاصله سوراخ پیچ ها از هم و فاصله سوراخ تا لبه ورق امری واجب است. دلایل مراعات حداقل و حداکثر فاصله سوراخ پیچ بدین شرح است:

دلایل رعایت حداقل فاصله سوراخ پیچ

جلوگیری از گسیختگی یا پاره شدن قطعات فولادی در محل اتصال و لبه‌ها

فراهم کردن فضای کافی و مناسب برای آچار و سرانجام، محکم کردن راحت مهره‌های پیچ

دلایل رعایت حداکثر فواصل سوراخ پیچ

توزیع واقعی نیرو در یک اتصال با چند ردیف پیچ به خاطر ارتجاعی بودن قطعات اتصال به صورتی است که پیچ‌های انتهایی در قیاس با پیج‌های میانی نیروی بیشتری را تحمل کرده و انتقال می‌دهند.

همان طور که قبلاً گفته شد، با افزایش صلبیت ورق توزیع نیرو بین پیچ‌ها یکنواخت‌تر خواهد شد. چرا که در محاسبه اتصالات پیچی، توزیع نیرو بین پیچ‌ها را یکنواخت فرض می‌کنیم، بنابراین باید ورق‌های اتصال صلبیت کافی داشته باشند.

رعایت حداکثر فاصله سوراخ پیچ ها تا حدودی تضمین کننده صلبیت ورق‌ها و در نتیجه قابل قبول‌تر شدن توزیع مساوی نیرو در پیچ‌ها خواهد شد.

برای جلوگیری از باز شدن درز بین قطعات اتصال و خطر زنگ‌زدگی آن‌ها نیاز است فاصله سوراخ‌های اتصال از مقدار معینی بیشتر نشود.

زمانی که ورق‌های اتصال تحت اثر نیروهای فشاری قرار گیرند، احتمال وقوع کمانش موضعی در آن‌ها وجود دارد. محدود کردن فواصل سوراخ ها سبب کاهش طول موج کمانش و در نتیجه کاهش خرابی ورق در اثر پدیده ناپایداری موضعی خواهد شد.

 

در ادامه به بررسی حداکثر و حداقل فاصله سوراخ پیچ به صورت کمی می‌پردازیم:

فواصل حداقل سوراخ ها

مبحث دهم مقررات ملی حداقل فاصله سوراخ در اتصالات پیچی را به این صورت شرح می‌دهد:

حداقل فاصله سوراخ پیچ ها از یکدیگر

S فاصله مرکز به مرکز سوراخ‌های استاندارد یا سوراخ‌های بزرگ شده یا سوراخ‌های لوبیایی از هم نباید ۳ برابر قطر پیچ کمتر باشد (S≥۳db)

اگر تنش مجاز لهیدگی Fp برای سوراخ‌های استاندارد یا سوراخ‌های لوبیایی کوتاه که دو یا چند پیچ در خط نیرو دارند برابر ۱/۲Fu و همچنین Fp برای سوراخ‌های لوبیایی بلند که محور شکاف عمود بر امتداد بارگذاری باشد برابر Fu در نظر گرفته شود، در آن صورت فاصله بین مرکزهای سوراخ‌ها S در امتداد نیروهای انتقالی نباید از ۳ برابر قطر پیچ کمتر باشد (S≥۳db).

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

جمع بندی موضوع فاصله سوراخ پیچ در اتصالات پیچی

در حالت کلی برای فاصله سوراخ پیچ موارد گفته شده در مبحث دهم را نیز باید در نظر داشته باشید که عبارتند از:

 

حداقل فواصل سوراخ پیچ

فاصله مرکز تا مرکز سوراخ‌های استاندارد، سوراخ‌های بزرگ شده و لوبیایی نباید از ۳ برابر قطر وسیله اتصال کمتر باشد.

 

حداقل فاصله سوراخ تا لبه ورق

فاصله مرکز سوراخ‌های استاندارد تا لبه قطعه متصل شونده نباید از مقادیر جدول زیر کمتر باشد:

لبه بریده شده با قیچی (گیوتین) لبه نورد شده ورق – نیمرخ، تسمه و نیز لبه بریده شده با شعله اتوماتیک یا اره
۲d ۱/۷۵d

برای سوراخ‌های بزرگ شده و لوبیایی فاصله مرکز سوراخ تا لبه نباید از جدول زیر کمتر باشد:

اگر با گوشی همراه خود این مقاله را می‌خوانید، برای مشاهده بهتر جدول، گوشی خود را بچرخانید.

سوراخ بزرگ شده (mm) سوراخ لوبیایی (mm)
عمود بر امتداد لبه موازی با لبه
لوبیایی کوتاه لوبیایی بلند
۳mm ۵mm ۰/۷۵d ۰

حداکثر فاصله مرکز سوراخ تا لبه

برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی کم و متوسط در اثر عوامل جوی هستند، فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیک‌ترین لبه قطعه در هر راستا نباید از ۱۲ برابر ضخامت نازک‌ترین قطعه و همچنین از ۱۵۰ میلی‌متر بیشتر شود.

برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی شدید در اثر عوامل جوی هستند، فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیک‌ترین لبه قطعه در هر راستا نباید از ۸ برابر ضخامت نازک‌ترین قطعه و همچنین ۱۲۵ میلی‌متر بیشتر شود.

 

حداکثر فاصله مرکز تا مرکز سوراخ ها در اتصالات پیچی

برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی کم و متوسط در اثر عوامل جوی هستند، فاصله بین مرکز سوراخ‌ها نباید از ۲۴ برابر ضخامت نازک‌ترین قطعه متصل‌شونده و همچنین از ۳۰۰ میلی‌متر بیشتر شود.

برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی شدید در اثر عوامل جوی هستند، فاصله بین مرکز سوراخ‌ها نباید از ۱۴ برابر ضخامت نازک‌ترین قطعه متصل شونده و همچنین از ۲۰۰ میلی‌متر بیشتر شود.

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

تنش‌های مجاز در اتصالات پیچی

در ادامه مقاله سوراخ و فواصل پیچ به تنش‌های مجاز در اتصالات پیچی می‌رسیم.

تنش‌های مجاز در آئین‌نامه‌های طراحی در کل بر حسب ضریبی از مقاومت نهایی حداقل پیچ یا تنش نهایی آن Fu نشان داده می‌شود.

تنش‌های موجود بر حسب مقطع اسمی پرچ (پیش از کار پرچ کاری) و مقطع اسمی تنه پیچ (مقطع دندانه نشده) محاسبه می‌شوند.

سوراخ پیچ - فواصل پیچ

تنش‌های مجاز کششی و برشی پیچ‌ها

پیچ‌های پر مقاومت که بار وارد شده را به صورت کشش مستقیم تحمل می‌کنند، باید به صورتی طراحی شوند که تنش متوسط در مقطع اسمی پیچ، بدون در نظر گرفتن نیروی پیش تنیدگی، از مقادیر درج شده در جدول زیر بیشتر نشود.

یکی از پیچ‌های پرکاربرد در اتصالات پیچی، پیچ‌های پر مقاومت است که در مقاله “پیچ پر مقاومت چیست؟ انواع، ویژگی‌ها و کاربرد پیچ پر مقاومت” به طور کامل توضیح می‌دهیم.

هرچند امکان دارد که مقطع برش پیچ در ناحیه دندانه شده قرار گیرد، اما تنش‌های برشی موجود در پیچ‌ها نیز بر اساس سطح مقطع اسمی حساب می‌شوند.

افزایش تنش‌های برشی موجود در پیچ‌هایی که سطح برش آن در ناحیه رزوه شده قرار دارد، با کم شدن تنش مجاز برشی پیچ جبران می‌شود.

به عبارتی می‌توان گفت تنش مجاز برشی پیچ‌ها در اتصالات اتکایی (لهیدگی-معمولی) زمانی که سطح برش از قسمت دندانه شده می‌گذرد، کمتر از حالتی است که سطح برش از قسمت دندانه نشده می‌گذرد.

تنش‌های مجاز برشی در اتصالات پیچی با عملکرد اصطکاکی به خاطر وجود نیروی مناسب تماسی فشاری، میان قطعات وابستگی چندانی به طرز سطح برش از نظر وجود دندانه‌ها ندارد.

در جدول زیر تنش‌های مجاز کششی و برشی برای پرچ، پیچ‌های معمولی و پیچ‌های پر مقاومت بر حسب ضوابط مبحث دهم مقررات ملی برای اتصالات اتکایی (لهیدگی) و اصطکاکی ارائه شده است.

اگر با گوشی همراه خود این مقاله را می‌خوانید، برای مشاهده بهتر جدول، گوشی خود را بچرخانید.

نوع وسیله اتصال پرچ و پیچ تنش مجاز کششی (Ft) تنش مجاز برشی (Fv)
اتصال اصطکاکی (۴) اتصال اتکایی
(۵)
سوراخ استاندارد سوراخ بزرگ شده و لوبیایی کوتاه سوراخ لوبیایی بلند
بار در امتداد عرضی بار در امتداد طولی
پرچ ۰/۵Fy ۰/۶Fy
پیچ معمولی ۰/۳۳Fu
(۱) و (۶)
۰/۱۷Fu
(۲)
قطعه دندانه شده طبق مشخصات تعیین شده، در حالتی که سطح برش از قسمت دندانه شده می‌گذرد. ۰/۳۳Fu
(۱) و (۶)
۰/۱۷Fu
(۲)
قطعه دندانه شده طبق مشخصات تعیین شده، در حالتی که سطح برش از قسمت دندانه شده نمی‌گذرد. ۰/۳۳Fu
(۱) و (۶)
۰/۲۲Fu
پیچ پر مقاومت که سطح برش از قسمت دندانه شده می‌گذرد. ۰/۳۸Fu
(۳) و (۶)
۰/۱۵Fu ۰/۱۲Fu ۰/۱Fu ۰/۰۹Fu ۰/۲Fu
پیچ پر مقاومت که سطح برش از قسمت دندانه شده نمی‌گذرد. ۰/۳۸Fu
(۳) و (۶)
۰/۱۵Fu ۰/۱۲Fu ۰/۱Fu ۰/۰۹Fu ۰/۲۸Fu

اعداد به کار رفته در جدول به معنای زیر است:

عدد ۱ فقط برای بارگذاری استاتیکی استفاده شود.

عدد ۲ قرار گرفتن دندانه‌ها در سطح برش مجاز است.

عدد ۳ برای پیچ‌های پر مقاومت همانند A325 (8.8 بر اساس آئین‌نامه DIN) و A490 (10.9 بر اساس آئین‌نامه DIN) تحت اثر پدیده خستگی است.

عدد ۴ با ضریب اصطکاک μ برابر با ۰٫۳۳ برای وضعیتی که سطوح تماس تمیز از فلس ناشی از عمل نورد کارخانه‌ای باشند.

عدد ۵ زمانی که فاصله اولین و آخرین پیچ در امتداد نیرو از ۱۲۵ سانتی‌متر بیشتر شود، این تنش‌های مجاز را باید ۲۰% کاهش داد.

عدد ۶، Fu تنش نهایی مصالح پیچ و Fy تنش حد تسلیم پرچ‌ها است.

امیدواریم در پایان این مقاله دید خوبی نسبت به سوراخ پیچ و فواصل پیچ پیدا کرده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. نظرات و تجربیات خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

برای مشاهده تمامی مسیرهای یادگیری مهندسی عمران به صفحه زیر سر بزنید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

دیدگاه کاربران
  • متین ناجی ۲۱ مهر ۱۴۰۰

    بی نظیر و کامل ممنونم از زحماتتون

    • مریم حسنی پشتیبانی آکادمی عمران ۲۱ مهر ۱۴۰۰

      خواهش میکنم. امیدواریم براتون مفید بوده باشه.
      موفق و موید باشید.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *