تاریخچه استفاده از پیچ و مهره در اتصالات

1- تاریخچه استفاده از پیچ و مهره در اتصالات :

در وهله اول و در سال های اولیه استفاده از سازه ها ی فولادی ، برای اتصالات پرچ به کار می رفت. پیچ و مهره آهنی نیز چنین بود . در پیچ و مهره های فولادی یا پیچ و مهره خشکه اولین تحقیقات گزارش شده مربوط به سال 1934 می باشد، که در مورد پیچ و مهره حداقل مقاومت جاری شدن 54Ksi بوده که می توانست جلوی لغزش (slip) در اتصال را بگیرد.
در سال 1947 کمیته :Research Council on Riveted and Bolted Structural Joints (RCRBSJ)
شکل گرفت.این کمیته مسئول تحقیقات پیچ و مهره های فولادی و اعلاء گردید. و اولین نشریه خود را در سال 1951  به چاپ رسانید. این کمیته امروز بنام
Researc  Council  on  Structural  Connections  (RCSC)   شناخته می شود.
به همراه این تحقیقات که در آمریکا صورت می گرفت، در انگلیس و آلمان و سایر کشورهای اروپایی و ژاپن و سایر نقاط ، تحقیقات در این مورد دنبال می شد.

2- اتصال دهنده های مکانیکی (پیچ و مهره و پرچ ):
اتصال دهنده های مکانیکی که بیشتر اوقات در ساختمان ها بکار می رود عبارتند از پرچ و انواع پیچ و مهره . این اتصالات دهنده ها در سوراخ هایی که بوسیله دریل یا پانچ و یا شعله گاز و هوا در قطعات ایجاد شده ، بسته و محکم می شوند و آن ها را بهم متصل می سازد. پیش تنیدگی نیز ممکن است در این اتصالات دهنده ها بوجود آید.
(چون در مملکت ما استفاده از پرچ مرسوم نیست، منبعد از اتصال دهنده فقط منطور پیچ و مهره خواهد بود. و بخش های مربوط به پرچ حذف می گردد.م)
قطعات دنده شده ساخته شده کارخانه ای به صورت میل های کششی، میل مهار(انکربولت ، دوسر رزوه ) و پیچ ها می باشند.

میل های کششی معمولا به صورت تک میل و دوسردنده (انکربولت) می شود (مانند میل مهارهای بین پرلین های سقفی و یا میل مهار های فونداسیون و مهره شش گوش خشکه به جای قلاب.م) و بوسیله مهره خشکه بسته می گردد. ضعیف ترین بخش دوسردنده یا انکربولت، قسمت دنده شده است و طراحی بر اساس این سطح که "سطح تنش" (STRESS AREA) نامیده می شود صورت می گیرد.این سطح تنش، سطحی است بین سطح ریشه پیچ (زیر کار پیچ ) و سطح مقطع اسمی پیچ .
در حالیکه D قطر پیچ (in) وn  تعداد دنده در پیچ در یک اینچ می باشد.

پیچ ها و مهره ها به دو طبقه معمولی (پیچ و مهره اهنی) نرمه و (پیچ ومهره خشکه) اعلاء دسته بندی میشود که در طبقه بندی ASTM آمده است . پیچ و مهره ساختمانی ASTM A307  پیچ و مهره اهنی در بعضی موارد ساختمانی بکار می رود. وقتیکه نیروی انتقالی زیاد بزرگ و یا به صورت لرزه ای و تناوبی رفت و برگشت نباشد، این پیچ و مهره ها نسبتا ارزان و برای نصب نصب راحت می باشند. پیچ و مهره اهنی درایران با استاندارد اروپایی به سه گرید 4.6 ، 5.6 ، 5.8 و 6.8 مشخص و موجود میباشد.
اشکال پیچ و مهره اهنی در کمبود مقاومت ان ها و عدم اطمینان در قابلیت پیش تنیدگی، در مقایسه با پیچ و مهره فولادی یا پیچ و مهره خشکه می یاشد.
دو نوع پیچ و مهره فولادی یا خشکه در اتصالات بکار می رود که عبارتند از ASTM A325 , ASTM A490 نوع A325 تیپ 1و 3 در اندازه های 2/1 تا 2/11 اینچ می باشد. نوع یک پیچ و مهره فولادی با کربن متوسط و آلیاژی بوده و نوع 3 فولاد ضد زنگ می باشد. این پیچ و مهره ها در اتصالات که مبنای مشخصات (RICSC) باشند، استفاده می شود. تنش حداقل کششی این پیچ برابر 120Ksi برای و شامل تا 1 اینچ قطر پیچ و 105Ksi   برای پیچ های بزرگتر می باشد.
نوع دیگر پیچ و مهره فولادی ، خشکه A490 می باشد. این نوع پیچ و مهره از نوع فولاد حرارت دیده و با حداقل مقاومت کششی 50Ksi می باشد (حداکثر تنش کششی ان     170Ksiاست.) این نوع پیچ و مهره نیز دارای دو تیپ 1 و 3 می باشد. تیپ 1 و 3 از 2/1 تا 2/11 اینچ مصرفی است . تیپ 3 ان پیچ و مهره از نوع ضد زنگ است.
هر دو نوع این پیچ و مهره ها می تواند در اتصالات با پیش تنیدگی بالا بکار رود که اتصالات پیش تنیده (اصطحکاکی) را به وجود می آورد. این نوع پیچ و مهره نیازمند کافی به نصب و نظارت بوده که بعدا توضیح خواهد شد.
پیچ و مهره دیگری نیز جهت اتصالات ساختمانی وجود دارد به طور مثال A193 ,A354 ,A449 , پیچ A193 پیچ فولادی خوبی بوده که در درجه حرارت های بالا بکار می رود و با گرید B7 مشخص هست. پیچ A354 مشخصاتی مطابق A490 دارد. ولی در قطر های بزرگتر در دسترس است (تا 4 اینچ). پیچ A449 دارای مشخصاتی شبیه A354 بوده و در قطرهای بزرگتر یافت می شود و در بسیاری از میل مهارها یا دوسردنده ها بکار می رود. به هر صورت پیچ های A354 ,A490 در دامنه وسیعی از اتصالات ساختمانی به کار می رود .

مهره ها که با پیچ ها همراه هستند (و واشرها اگر لازم باشند) اجزاء جدانشدنی یک اتصال پیچ و مهره هستند. فرض کنیم که یک جفت شدن مکانیکی مناسب بین پیچ و مهره و واشر وجود داشته باشد. آنچه باید از نظر اصولی این اتصال را رضایت بخش نماید،آن است که مهره و واشر مقاومتی معادل پیچ داشته باشد.به صورت اصولی، این بدان معنی است که مهره و واشر قدرت کافی را با داشتن عمق مناسب درگیری های دنده های (و همینطور طول درگیری با پیچ و مقاومت جنس مهره .م)داشته باشد تا بتواند قبل از انکه دنده های مهره کنده شود ، مقاومت لازم پیچ را تامین کند. (البته این نکته درمورد اتصال اتکائی صادق نبوده که پیچ در حالت پیش تنیدگی زیادی نیست و نکته توضیح داده شده به توضیح حالتی از استفاده از پیچ و مهره بر میگردد که معمولا در نوع اتصال پیچ و مهره اصطحکاکی و یا کشش مستقیم باشد.م).
برای یک مهندس سازه،انتخاب یک مهره مناسب برای پیچ مورد نظر با کمک استاندارد ASTM A563 می تواند صورت گیرد.

علاقه مندان جهت خرید عمده پیچ و مهره و راهنمایی و اطلاعات بیشتر از پیچ و مهره های صنعتی تهران با شماره تلفن 39-55420238-021 تماس حاصل نمایند.