اتصالات فولادی پیچی از لحاظ نحوه اجرای پیچ ها (سفت کردن آنها) و مقاومت موجود آنها به شرح زیر به سه دسته اتکایی، پیش تنیده و لغزش بحرانی تقسیم بندی می شوند.
اتصالات پیچی اتکایی
اتصالات پیچی اتکایی اتصالاتی هستند که سفت کردن آنها در حد سفتی کامل بوده و به لحاظ مقاومت برشی، پیچ ها نیروی برشی را از طریق اتکای تنه پیچ به جداره سوراخ انتقال می دهند و از مقاومت لغزشی موجود بین سطوح تماس اتصال صرف نظر می شود. سفتی کامل نحوه سفت کردنی است که با یک آچار ساده و حداکثر توان یک کارگر معمولی یا چند دور آچارهای بادی و الکتریکی قابل حصول فرض می شود. در این حالت سطوح اتصال باید در تمای با یکدیگر قرار گیرند و تمامی پیچ ها باید به حدی سفت باشند که باز شدن آنها بدون آچار ممکن نباشد. ممکن است در اتصال با پیچ ها زیاد، عمل سفت کردن چند بار انجام گیرد تا حصول این امر احراز گردد. در بستن پیچ های یک اتصال باید از قسمت سخت تر شروع به سفت کردن کرد تا این عمل موجب جدایش قطعات در قسمت های دیگر نشود.
ساده ترین حالت برای انتقال نیروی یک عضو کششی به عضو دیگر، اتصال اتکایی می باشد. در این حالت موارد زیر حائز اهمیت می باشند.
1- در این حالت لغزش جزئی بین صفحات اتصال مجاز می باشد و عملا به دلیل همین لغزش است که بدنه پیچ با جداره سوراخ تماس پیدا میکند و تنش های لهیدگی در ورق و پیچ مشاهده می شود.
2- معمولا با توجه به بیشتر بودن تنش نهایی پیچ ها، کنترل لهیدگی در ورق بحرانی تر می باشد.
3- به دلیل وجود تنش های لهیدگی عملا در مقطع پیچ تنش های برشی ایجاد می شود تا پیچ به تعادل برسد.
اتصالات پیش تنیده
یکی از انواع اتصالات فولادی پیچی اتصالات پیش تنیده هستند که اولا پیچ های آن از جنس فولاد پرمقاومت باشد و ثانیا به لحاظ مشخصات هندسی، قابلیت پیش تنیدگی را داشته باشند و ثالثا پیچ ها در هنگام سفت کردن پس از حصول حالت سفتی کامل، به روش مناسبی پیش تنیده شوند. روش های مناسب پیش تنیده کردن یک پیچ شامل روش سفت کردن اضافی مهره، استفاده از واشر نیروسنج، آچار مدرج کالیبره شده، پیچ های کشش کنترل و استفاده از ابزارهای ویژه هستند. حداقل نیروی پیش تنیدگی مطابق با جدول 10-2-9-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1404 می باشد.
مقاومت برشی و اتکایی موجود در این نوع اتصالات مشابه با اتصالات اتکایی بوده و از مقاومت لغزشی به وجود آمده بین قطعات صرف نظر می شود. در اتصالات پیش تنیده ، به غیر از اتصالاتی که معیار طراحی آنها نیروی زلزله بوده و می بایست ظوابط فصل طراحی لرزه ای رعایت شود، رعایت شرایط اضافی الزامی نیست. استفاده از این نوع اتصالات علاوه بر مواردی که در مبحث دهم ذکر شده است، در شرایط زیر الزامی است.
1- در اتصالات اعضای فشاری ساخته شده
2- در اتصالاتی که تحت اثر ارتعاش، احتمال شل شدگی پیچ ها وجود داشته باشد.
3- در مواقعی که اتصال تحت اثر نیروی رفت و برگشتی قابل ملاحظه قرار دارد.
4- در مواقعی که اتصال تحت اثر خستگی بدون برگشت جهت بار قرار دارد.
5- کلیه پیچ ها در رده مقاومتی A490 مطابق با استاندارد ASTM و 10.9 مطابق با استاندارد EN و ISIRI و بالاتر که تحت اثر نیروهای کششی همراه با نیروی برشی یا بدون آن و یا بدون اثر خستگی قرار دارند.
از جمله اتصالات پیش تنیده مورد استفاده در پروژهای عمران سازه، اتصال رفتر به ستون در پروژه طراحی سوله اردبیل می باشد که ساخت آن توسط شرکت مهندسی نقشه ماشین انجام شد.
اتصالات لغزش بحرانی
اتصالات لغزش بحرانی اتصالاتی هستند که در آنها پیچ ها مانند پیچ های پیش تنیده به یکی از روش های مجاز سفت می شوند؛ لیکن انتقال نیروی برشی در اتصال، توسط مقاومت در برابر لغزش بین قطعات اتصال انجام می پذیرد. در اتصالات لغزش بحرانی،سطوح تماس باید دارای وضعیت سطحی کلاس A یا B باشند. در سطوح در تماس این نوع اتصالات نباید لغزش رخ دهد و پیچ ها به جداره سوراخ اتکا نمی یابد. با این وجو مقاومت اتکایی و پارگی می بایست کنترل شوند. استفاده از اتصالات لغزش بحرانی علاوه بر مواردی که در سایر بخش های مبحث دهم ذکر شده، در شرایط زیر الزامی است:
1- در ملیه مواردی که لغزش اتصال موجب ناپایداری یا کاهش مقاومت موجود در سازه شود.
2- در مواقعی که اتصال تحت اثر نیروهای دینامیکی با تکرار زیاد توام با اثر خستگی قرار دارد. مطابق با مبحث دهم بارهای باد و زلزله در ردیف های بارهای دینامیکی با تکرار زیاد قرار نمی گیرند.
3- در مواردی که در اتصال سوراخ بزرگ شده یا لوبیایی در امتداد نیروی استفاده شده باشد و استفاده از آن ها در این مبحث مجاز شمرده شده باشد.
4- در اتصال انتهای ورق های پوششی بال تیر
مرجع و منابع: کتاب سازه های فولادی سری عمران (جلد دوم، چاپ 1402)، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (ویرایش 1401)
