Recursos e benefícios das conexões totalmente aparafusadas

A conexão full-bolt, como o nome sugere, significa que as principais partes de suporte de tensão na conexão são apenas parafusos. Ligações como pés de coluna, vigas primárias e secundárias, vigas-pilares, apoios, etc. na estrutura de aço podem ser totalmente parafusadas.

Embora a conexão completa do parafuso aumente o custo, ela também tem muitas vantagens.

Requisitos reduzidos para condições de instalação no local

Durante a construção da conexão do parafuso, os trabalhadores precisam apenas carregar ferramentas de instalação simples para concluir. A conexão de soldagem tradicional requer o uso de equipamentos especiais de soldagem e equipamentos elétricos, e a dependência do equipamento será mais forte. Os requisitos de operação para conexão de parafuso serão mais relaxados. Por exemplo, a construção de parafusos pode ser realizada em temperaturas acima de -10°C, enquanto a construção de soldagem requer pré-aquecimento das partes conectadas quando a temperatura é baixa. Obviamente, para unidades de construção, a maior diferença está nos requisitos de pessoal. Durante as operações de soldagem, o pessoal de construção deve ter habilidades profissionais e passar no exame de tecnologia de segurança e possuir um certificado antes de poder trabalhar, mas não há nenhum requisito correspondente para o pessoal de construção de parafusos.

Qualidade de conexão controlável

A soldagem no local é um projeto oculto e sua qualidade é muito afetada por vários fatores, como temperatura ambiente, posição de soldagem, nível de soldagem, etc. Portanto, inspeções de qualidade correspondentes são necessárias para soldas com altos requisitos para garantir resistência. Os indicadores técnicos da conexão do parafuso são relativamente simples e existem ferramentas e medidas especiais para garantir a confiabilidade da conexão. Portanto, do ponto de vista da qualidade da conexão, a qualidade dos parafusos é mais estável e não requer muitas proteções adicionais.

Proteção ambiental e baixo teor de carbono

A soldagem inevitavelmente produzirá poluição luminosa e poluição de gás no local, mas o processo de aparafusamento não terá esse problema. Para a indústria da construção, as emissões de carbono durante a fase de construção são um ponto chave. Quando uma conexão completa do parafuso é adotada, todo o trabalho de soldagem pode ser transferido para a fábrica de componentes e as emissões de carbono podem ser reduzidas por meios técnicos, que serão mais controláveis do que as operações de soldagem no local.

Fácil de desmontar depois

Em comparação com a estrutura de concreto, a maior característica da estrutura de aço é que a estrutura possui uma certa destacabilidade. Quando a conexão do parafuso é totalmente usada, a capacidade de separação da estrutura é melhor e os componentes podem ser separados apenas removendo os parafusos de conexão. Esta característica pode convenientemente realizar o ajuste funcional da estrutura local.

Projeto e condições técnicas para conexões totalmente aparafusadas

Método de Cálculo da Capacidade de Carga do Grupo de Parafusos

Os grupos de parafusos podem ser divididos em dois tipos de acordo com suas características de tensão.

Um é cortado para o parafuso.

Primeiro, assume-se que o centro de rotação do grupo de parafusos está em seu centro geométrico e, em seguida, a linha mais externa de parafusos atinge o limite superior de sua capacidade de resistência ao cisalhamento como limite. Assumindo que a força de cisalhamento dos parafusos restantes no lado interno tem uma relação linear com a distância do centro de rotação, os momentos de todos os parafusos são somados para obter a capacidade de flexão do grupo de parafusos.

Pode-se observar pela fórmula que a capacidade de resistência à flexão do grupo de parafusos tem uma grande relação com o tamanho do seu arranjo geométrico. Quando o tamanho do arranjo geométrico aumenta, a capacidade de resistência à flexão também aumenta proporcionalmente.

A outra é a tensão do parafuso.

Em primeiro lugar, o centro de rotação de um grupo de parafusos também deve ser assumido. Geralmente, pode-se assumir que o centro geométrico do grupo de parafusos ou a posição onde as dobradiças plásticas podem ocorrer na placa terminal de conexão (como o centro do banzo inferior da viga de conexão). Da mesma forma, a capacidade de resistência à tração da fileira mais externa de parafusos é tomada como limite. Assumindo que a força de tração dos parafusos restantes no lado interno tem uma relação linear com a distância do centro de rotação, os momentos de todos os parafusos são somados para obter a capacidade de flexão do grupo de parafusos.

Como no caso do cisalhamento acima, a capacidade de flexão do grupo de parafusos também tem muito a ver com o arranjo geométrico. E pode ser visto que, se for assumido que o eixo neutro está no centro geométrico, metade dos parafusos está realmente sob compressão e os parafusos reais não podem ser comprimidos, então essa parte da força é suportada pela placa final.

Tratamento especial em conexão de feixe curto

A conexão de viga curta é uma forma especial de conexão de parafuso completo, porque uma viga curta precisa ser instalada antecipadamente nos componentes conectados e, em seguida, a viga e os componentes conectados são conectados por emendas de parafuso completo de vigas e vigas. Ao projetar esta conexão, os seguintes detalhes precisam ser observados.

Suposição de força igual

Na conexão de emenda, a coisa mais importante a se prestar atenção é a suposição de força igual. Diferente da conexão de borda de coluna, a conexão de emenda adota diretamente a capacidade de carga do componente, ou seja, é tão resistente quanto o componente. Por que não usar diretamente a força interna final do componente? Por um lado, como as posições de emenda não estão nas extremidades, é difícil obter a força interna real; por outro lado, considerando que a descrição do componente no projeto real é que a rigidez é contínua, se a rigidez da emenda for enfraquecida, não atende à premissa de projeto.

Como o projeto de igual resistência realmente usa a capacidade de suporte do componente como o limite superior para o projeto, a primeira coisa a determinar é que a capacidade de suporte aqui precisa usar a capacidade de suporte da seção do componente; a segunda coisa a determinar é o tamanho da capacidade de suporte. Considerando os requisitos do projeto de conexão, a capacidade de carga da seção leva apenas M e V. A viga está sujeita principalmente à flexão, então a força interna de igual resistência aqui pode levar o momento de flexão máximo Wf, e a força de cisalhamento correspondente deve ser o cisalhamento força correspondente a este momento fletor. Como a força cortante neste momento está relacionada à carga vertical e ao vão da viga, não é conveniente usá-la diretamente, portanto pode ser simplificada e tomada como 1/2 da capacidade cortante da seção. (É muito conservador tomar a capacidade de carga de cisalhamento de acordo com a seção inteira, e não é necessário).

Coeficiente de transferência do momento fletor

Quando a placa de ligação da mesa for muito longa, considerando a histerese de transmissão da força cortante, o momento fletor real transmitido para a alma será menor que o valor atribuído pelo cálculo. Portanto, um parâmetro precisa ser ajustado neste momento para aumentar adequadamente o momento fletor suportado pela mesa e reduzir o momento fletor suportado pela alma. O valor desse parâmetro também recebe um valor sugerido de 0,4 nos materiais de treinamento do código sísmico e geralmente é suficiente manter esse valor para o projeto.

Princípios de cálculo e métodos de capacidade de carga final

Quando a estrutura tem requisitos de construção sísmica, a capacidade de carga final dos nós de conexão da estrutura de aço precisa ser verificada. Mas há uma coisa que precisa de atenção, que é a finalidade de verificar a capacidade de carga final da conexão. O objetivo de controlar a capacidade de carga última é fazer com que a capacidade de carga última das juntas seja maior que o momento fletor plástico das vigas conectadas. O efeito final do controle dessa capacidade de carga será que a viga cede antes dos nós, ou seja, a dobradiça plástica se move para fora, garantindo assim a segurança dos membros verticais.

Problemas existentes e planos de melhoria

O layout do piso é difícil

Quando for utilizada a ligação totalmente parafusada na forma de vigas curtas, uma vez que o banzo precisa ter placa de ligação, ocorrerá o problema do desnível do banzo superior, o que traz dificuldades para o layout do piso deck. Assim, em alguns projetos, para evitar este problema, será utilizada a ligação da placa final próxima à lateral do pilar.

Requisitos mais altos para aprofundamento e processamento

O parafuso em si é um fixador e precisa passar por pelo menos duas partes com um furo no meio. Quando o número de parafusos é grande, todos os orifícios dos parafusos devem ser alinhados com precisão. No entanto, na engenharia real, devido ao aprofundamento ou à precisão insuficiente da usinagem, pode haver um desalinhamento dos orifícios dos parafusos entre as peças associadas, causando dificuldades na construção. Para resolver rapidamente esse tipo de problema, o pessoal da construção no local geralmente escolhe deformar as peças à força para atender às condições de instalação ou abandonar diretamente a instalação de alguns parafusos, o que trará sérios riscos à segurança.

No fim

Em geral, as vantagens de usar parafusos completos para conexões de estrutura de aço superam as desvantagens. TorcStark tem muitos anos de experiência na solução de parafusos. Especialmente para a conexão de todos os parafusos em estruturas de aço. E nós desenvolvemos muitos ferramentas hidráulicas para conexão de parafuso, Incluindo chaves hidráulicas, tensores hidráulicos e assim por diante.
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