વિવિધ માળખાકીય પરિસ્થિતિઓમાં, ઇજનેરોને વેલ્ડ અને યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ દ્વારા બનાવેલા સાંધાઓની મજબૂતાઈનું મૂલ્યાંકન કરવાની જરૂર પડી શકે છે. આજે, યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ સામાન્ય રીતે બોલ્ટ હોય છે, પરંતુ જૂની ડિઝાઇનમાં રિવેટ્સ હોઈ શકે છે.
આ પ્રોજેક્ટના અપગ્રેડ, નવીનીકરણ અથવા ઉન્નતીકરણ દરમિયાન થઈ શકે છે. નવી ડિઝાઇનમાં બોલ્ટિંગ અને વેલ્ડીંગની જરૂર પડી શકે છે જેથી સંયુક્તમાં એકસાથે કામ કરી શકાય જ્યાં જોડવાની સામગ્રીને પહેલા એકસાથે બોલ્ટ કરવામાં આવે છે અને પછી સંયુક્તને સંપૂર્ણ મજબૂતાઈ પૂરી પાડવા માટે વેલ્ડિંગ કરવામાં આવે છે.
જોકે, સાંધાની કુલ લોડ ક્ષમતા નક્કી કરવી એ વ્યક્તિગત ઘટકો (વેલ્ડ, બોલ્ટ અને રિવેટ્સ) ના સરવાળાને ઉમેરવા જેટલું સરળ નથી. આવી ધારણા વિનાશક પરિણામો તરફ દોરી શકે છે.
અમેરિકન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ સ્ટીલ સ્ટ્રક્ચર્સ (AISC) સ્ટ્રક્ચરલ જોઈન્ટ સ્પેસિફિકેશનમાં બોલ્ટેડ કનેક્શન્સનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે, જે ASTM A325 અથવા A490 બોલ્ટનો ઉપયોગ ટાઇટ માઉન્ટ, પ્રીલોડ અથવા સ્લાઇડિંગ કી તરીકે કરે છે.
પરંપરાગત ડબલ-સાઇડેડ રેન્ચનો ઉપયોગ કરીને ઇમ્પેક્ટ રેન્ચ અથવા લોકસ્મિથ વડે કડક રીતે કડક જોડાણોને કડક કરો જેથી ખાતરી થાય કે સ્તરો ચુસ્ત સંપર્કમાં છે. પ્રીસ્ટ્રેસ્ડ કનેક્શનમાં, બોલ્ટ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે જેથી તેઓ નોંધપાત્ર તાણ લોડને આધિન હોય, અને પ્લેટો સંકુચિત લોડને આધિન હોય.
1. નટ ફેરવો. નટ ફેરવવાની પદ્ધતિમાં બોલ્ટને કડક કરવાનો અને પછી નટને વધારાની માત્રામાં ફેરવવાનો સમાવેશ થાય છે, જે બોલ્ટના વ્યાસ અને લંબાઈ પર આધાર રાખે છે.
2. ચાવીનું માપાંકન કરો. માપાંકિત રેન્ચ પદ્ધતિ બોલ્ટ ટેન્શન સાથે સંકળાયેલ ટોર્કને માપે છે.
૩. ટોર્સિયન પ્રકારનું ટેન્શન એડજસ્ટમેન્ટ બોલ્ટ. ટ્વિસ્ટ-ઓફ ટેન્શન બોલ્ટમાં બોલ્ટના છેડા પર હેડની સામે નાના સ્ટડ હોય છે. જ્યારે જરૂરી ટોર્ક પહોંચી જાય છે, ત્યારે સ્ટડને સ્ક્રૂ કાઢવામાં આવે છે.
૪. સ્ટ્રેટ પુલ ઇન્ડેક્સ. ડાયરેક્ટ ટેન્શન ઇન્ડિકેટર્સ ટેબ્સવાળા ખાસ વોશર્સ છે. લગ પર કમ્પ્રેશનનું પ્રમાણ બોલ્ટ પર લાગુ કરાયેલા ટેન્શનનું સ્તર દર્શાવે છે.
સામાન્ય માણસની ભાષામાં, બોલ્ટ્સ ચુસ્ત અને પ્રી-ટેન્શનવાળા સાંધામાં પિનની જેમ કાર્ય કરે છે, જેમ કે પિત્તળની પિન જે છિદ્રિત કાગળના ઢગલા સાથે જોડાય છે. ક્રિટિકલ સ્લાઇડિંગ સાંધા ઘર્ષણ દ્વારા કાર્ય કરે છે: પ્રીલોડ ડાઉનફોર્સ બનાવે છે, અને સંપર્ક સપાટીઓ વચ્ચેનું ઘર્ષણ સાંધાના લપસણનો પ્રતિકાર કરવા માટે એકસાથે કાર્ય કરે છે. તે એક બાઈન્ડર જેવું છે જે કાગળોના ઢગલા સાથે જોડાય છે, કાગળમાં છિદ્રો નાખવાને કારણે નહીં, પરંતુ કારણ કે બાઈન્ડર કાગળોને એકસાથે દબાવશે અને ઘર્ષણ સ્ટેકને એકસાથે રાખશે.
ASTM A325 બોલ્ટમાં બોલ્ટના વ્યાસના આધારે લઘુત્તમ તાણ શક્તિ 150 થી 120 કિગ્રા પ્રતિ ચોરસ ઇંચ (KSI) હોય છે, જ્યારે A490 બોલ્ટમાં તાણ શક્તિ 150 થી 170-KSI હોવી જોઈએ. રિવેટ સાંધા વધુ ચુસ્ત સાંધા જેવા વર્તે છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં, પિન રિવેટ્સ છે જે સામાન્ય રીતે A325 બોલ્ટ કરતા અડધા મજબૂત હોય છે.
જ્યારે યાંત્રિક રીતે બાંધેલા સાંધાને શીયર ફોર્સનો સામનો કરવો પડે છે (જ્યારે એક તત્વ લાગુ બળને કારણે બીજા તત્વ પર સરકવાનું વલણ ધરાવે છે) ત્યારે બેમાંથી એક ઘટના બની શકે છે. બોલ્ટ અથવા રિવેટ્સ છિદ્રોની બાજુઓ પર હોઈ શકે છે, જેના કારણે બોલ્ટ અથવા રિવેટ્સ એક જ સમયે શીયર થઈ શકે છે. બીજી શક્યતા એ છે કે પ્રીટેન્શન્ડ ફાસ્ટનર્સના ક્લેમ્પિંગ ફોર્સને કારણે ઘર્ષણ શીયર લોડનો સામનો કરી શકે છે. આ જોડાણ માટે કોઈ સ્લિપેજની અપેક્ષા નથી, પરંતુ તે શક્ય છે.
ઘણા ઉપયોગો માટે ચુસ્ત જોડાણ સ્વીકાર્ય છે, કારણ કે સહેજ સ્લિપેજ કનેક્શનની લાક્ષણિકતાઓને પ્રતિકૂળ અસર કરી શકતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે, દાણાદાર સામગ્રી સંગ્રહિત કરવા માટે રચાયેલ સાયલોનો વિચાર કરો. પહેલી વાર લોડ કરતી વખતે થોડો સ્લિપેજ થઈ શકે છે. એકવાર સ્લિપ થઈ જાય, પછી તે ફરીથી થશે નહીં, કારણ કે પછીના બધા લોડ સમાન પ્રકૃતિના હોય છે.
કેટલાક કાર્યક્રમોમાં લોડ રિવર્સલનો ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે જ્યારે ફરતા તત્વોને વૈકલ્પિક તાણ અને સંકુચિત ભારનો સામનો કરવો પડે છે. બીજું ઉદાહરણ બેન્ડિંગ તત્વ છે જે સંપૂર્ણપણે વિપરીત ભારનો સામનો કરે છે. જ્યારે લોડ દિશામાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થાય છે, ત્યારે ચક્રીય સ્લિપને દૂર કરવા માટે પ્રીલોડેડ કનેક્શનની જરૂર પડી શકે છે. આ સ્લિપ આખરે વિસ્તરેલ છિદ્રોમાં વધુ સ્લિપ તરફ દોરી જાય છે.
કેટલાક સાંધા ઘણા લોડ ચક્રનો અનુભવ કરે છે જે થાક તરફ દોરી શકે છે. આમાં પ્રેસ, ક્રેન સપોર્ટ અને પુલમાં જોડાણોનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે કનેક્શન વિરુદ્ધ દિશામાં થાક લોડને આધિન હોય ત્યારે સ્લાઇડિંગ ક્રિટિકલ કનેક્શન જરૂરી છે. આ પ્રકારની પરિસ્થિતિઓ માટે, તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કે સાંધા સરકી ન જાય, તેથી સ્લિપ-ક્રિટિકલ સાંધા જરૂરી છે.
હાલના બોલ્ટેડ કનેક્શન્સ આમાંથી કોઈપણ ધોરણો અનુસાર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત કરી શકાય છે. રિવેટ કનેક્શન્સને ટાઇટ ગણવામાં આવે છે.
વેલ્ડેડ સાંધા કઠોર હોય છે. સોલ્ડર સાંધા મુશ્કેલ હોય છે. ચુસ્ત બોલ્ટેડ સાંધાથી વિપરીત, જે ભાર હેઠળ સરકી શકે છે, વેલ્ડ્સને લાગુ કરેલા ભારને મોટા પ્રમાણમાં ખેંચવા અને વિતરિત કરવાની જરૂર નથી. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, વેલ્ડેડ અને બેરિંગ પ્રકારના મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સ એ જ રીતે વિકૃત થતા નથી.
જ્યારે વેલ્ડનો ઉપયોગ યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ સાથે કરવામાં આવે છે, ત્યારે ભાર કઠણ ભાગ દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે, તેથી વેલ્ડ લગભગ તમામ ભાર વહન કરી શકે છે, બોલ્ટ સાથે ખૂબ જ ઓછો શેર કરવામાં આવે છે. તેથી જ વેલ્ડિંગ, બોલ્ટિંગ અને રિવેટિંગ કરતી વખતે કાળજી લેવી જોઈએ. સ્પષ્ટીકરણો. AWS D1 યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ અને વેલ્ડ્સને મિશ્રિત કરવાની સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવે છે. માળખાકીય વેલ્ડીંગ માટે સ્પષ્ટીકરણ 1:2000 - સ્ટીલ. ફકરો 2.6.3 જણાવે છે કે બેરિંગ-પ્રકારના સાંધામાં વપરાતા રિવેટ્સ અથવા બોલ્ટ્સ માટે (એટલે ​​કે જ્યાં બોલ્ટ અથવા રિવેટ પિન તરીકે કાર્ય કરે છે), યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સને વેલ્ડ સાથે ભાર શેર કરવા માટે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ નહીં. જો વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો તેમને સંયુક્તમાં સંપૂર્ણ ભાર વહન કરવા માટે પ્રદાન કરવા આવશ્યક છે. જો કે, એક તત્વ સાથે વેલ્ડેડ અને બીજા તત્વ સાથે રિવેટેડ અથવા બોલ્ટેડ જોડાણોને મંજૂરી છે.
બેરિંગ-પ્રકારના મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે અને વેલ્ડ ઉમેરતી વખતે, બોલ્ટની લોડ-બેરિંગ ક્ષમતાને મોટાભાગે અવગણવામાં આવે છે. આ જોગવાઈ અનુસાર, વેલ્ડને બધા ભારને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે ડિઝાઇન કરવું આવશ્યક છે.
આ મૂળભૂત રીતે AISC LRFD-1999, કલમ J1.9 જેવું જ છે. જો કે, કેનેડિયન સ્ટાન્ડર્ડ CAN/CSA-S16.1-M94 પણ જ્યારે મિકેનિકલ ફાસ્ટનર અથવા બોલ્ટની શક્તિ વેલ્ડીંગ કરતા વધારે હોય ત્યારે એકલા ઉપયોગની મંજૂરી આપે છે.
આ બાબતમાં, ત્રણ માપદંડો સુસંગત છે: બેરિંગ પ્રકારના યાંત્રિક ફાસ્ટનિંગ્સની શક્યતાઓ અને વેલ્ડ્સની શક્યતાઓ ઉમેરાતી નથી.
AWS D1.1 ના વિભાગ 2.6.3 માં એવી પરિસ્થિતિઓની પણ ચર્ચા કરવામાં આવી છે જ્યાં બોલ્ટ અને વેલ્ડને બે-ભાગના સાંધામાં જોડી શકાય છે, જેમ કે આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. ડાબી બાજુ વેલ્ડ, જમણી બાજુ બોલ્ટ. વેલ્ડ અને બોલ્ટની કુલ શક્તિને અહીં ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે. સમગ્ર જોડાણનો દરેક ભાગ સ્વતંત્ર રીતે કાર્ય કરે છે. આમ, આ કોડ 2.6.3 ના પહેલા ભાગમાં સમાવિષ્ટ સિદ્ધાંતનો અપવાદ છે.
હમણાં ચર્ચા કરાયેલા નિયમો નવી ઇમારતોને લાગુ પડે છે. હાલના માળખા માટે, કલમ 8.3.7 D1.1 જણાવે છે કે જ્યારે માળખાકીય ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે રિવેટ અથવા બોલ્ટ નવા કુલ ભાર દ્વારા ઓવરલોડ થશે, ત્યારે તેને ફક્ત હાલના સ્થિર ભારને જ સોંપવો જોઈએ.
આ જ નિયમો અનુસાર, જો રિવેટ અથવા બોલ્ટ ફક્ત સ્ટેટિક લોડથી ઓવરલોડ થયેલ હોય અથવા ચક્રીય (થાક) લોડને આધિન હોય, તો કુલ લોડને ટેકો આપવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં બેઝ મેટલ અને વેલ્ડ ઉમેરવા આવશ્યક છે.
જો માળખું પ્રીલોડેડ હોય, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો જોડાયેલ તત્વો વચ્ચે સ્લિપેજ થયું હોય, તો યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ અને વેલ્ડ્સ વચ્ચે લોડનું વિતરણ સ્વીકાર્ય છે. પરંતુ યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ પર ફક્ત સ્ટેટિક લોડ જ મૂકી શકાય છે. વધુ સ્લિપેજ તરફ દોરી શકે તેવા લાઇવ લોડ્સને સમગ્ર લોડનો સામનો કરવા સક્ષમ વેલ્ડ્સના ઉપયોગ દ્વારા સુરક્ષિત રાખવું આવશ્યક છે.
બધા લાગુ અથવા ગતિશીલ લોડિંગનો સામનો કરવા માટે વેલ્ડનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. જ્યારે યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સ પહેલાથી જ ઓવરલોડ થઈ ગયા હોય, ત્યારે લોડ શેરિંગની મંજૂરી નથી. ચક્રીય લોડિંગ હેઠળ, લોડ શેરિંગની મંજૂરી નથી, કારણ કે લોડ કાયમી સ્લિપેજ અને વેલ્ડના ઓવરલોડ તરફ દોરી શકે છે.
ઉદાહરણ. એક લેપ જોઈન્ટનો વિચાર કરો જે મૂળ રીતે ચુસ્ત રીતે બોલ્ટ કરવામાં આવ્યો હતો (આકૃતિ 2 જુઓ). આ માળખું વધારાની શક્તિ ઉમેરે છે, અને બમણી તાકાત પૂરી પાડવા માટે જોડાણો અને કનેક્ટર્સ ઉમેરવા આવશ્યક છે. આકૃતિ 3 માં તત્વોને મજબૂત બનાવવાની મૂળભૂત યોજના બતાવવામાં આવી છે. કનેક્શન કેવી રીતે બનાવવું જોઈએ?
નવા સ્ટીલને જૂના સ્ટીલ સાથે ફિલેટ વેલ્ડ દ્વારા જોડવાનું હોવાથી, એન્જિનિયરે સાંધા પર કેટલાક ફિલેટ વેલ્ડ ઉમેરવાનું નક્કી કર્યું. બોલ્ટ હજુ પણ સ્થાને હોવાથી, મૂળ વિચાર ફક્ત નવા સ્ટીલમાં વધારાની શક્તિ ટ્રાન્સફર કરવા માટે જરૂરી વેલ્ડ ઉમેરવાનો હતો, 50% ભાર બોલ્ટમાંથી પસાર થાય અને 50% ભાર નવા વેલ્ડમાંથી પસાર થાય તેવી અપેક્ષા રાખવામાં આવી હતી. શું તે સ્વીકાર્ય છે?
ચાલો પહેલા ધારીએ કે કનેક્શન પર હાલમાં કોઈ સ્ટેટિક લોડ લાગુ કરવામાં આવ્યા નથી. આ કિસ્સામાં, AWS D1.1 નો ફકરો 2.6.3 લાગુ પડે છે.
આ બેરિંગ પ્રકારના જોઈન્ટમાં, વેલ્ડ અને બોલ્ટને ભાર વહેંચવા માટે ગણી શકાય નહીં, તેથી ઉલ્લેખિત વેલ્ડ કદ બધા સ્થિર અને ગતિશીલ ભારને ટેકો આપવા માટે પૂરતું મોટું હોવું જોઈએ. આ ઉદાહરણમાં બોલ્ટની બેરિંગ ક્ષમતા ધ્યાનમાં લઈ શકાતી નથી, કારણ કે સ્થિર ભાર વિના, કનેક્શન ઢીલું રહેશે. વેલ્ડ (અડધો ભાર વહન કરવા માટે રચાયેલ) શરૂઆતમાં સંપૂર્ણ ભાર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે ફાટી જાય છે. પછી બોલ્ટ, જે અડધો ભાર સ્થાનાંતરિત કરવા માટે પણ રચાયેલ છે, ભાર સ્થાનાંતરિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે અને તૂટી જાય છે.
આગળ ધારો કે સ્ટેટિક લોડ લાગુ કરવામાં આવ્યો છે. વધુમાં, એવું માનવામાં આવે છે કે હાલનું કનેક્શન હાલના કાયમી લોડને વહન કરવા માટે પૂરતું છે. આ કિસ્સામાં, ફકરો 8.3.7 D1.1 લાગુ પડે છે. નવા વેલ્ડ્સને ફક્ત વધેલા સ્ટેટિક અને સામાન્ય લાઇવ લોડનો સામનો કરવાની જરૂર છે. હાલના ડેડ લોડને હાલના મિકેનિકલ ફાસ્ટનર્સને સોંપી શકાય છે.
સતત ભાર હેઠળ, જોડાણ ઝૂલતું નથી. તેના બદલે, બોલ્ટ પહેલાથી જ તેમનો ભાર સહન કરે છે. જોડાણમાં થોડું સ્લિપેજ થયું છે. તેથી, વેલ્ડનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અને તે ગતિશીલ ભારને ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે.
"શું આ સ્વીકાર્ય છે?" પ્રશ્નનો જવાબ લોડ પરિસ્થિતિઓ પર આધાર રાખે છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, સ્થિર લોડની ગેરહાજરીમાં, જવાબ નકારાત્મક હશે. બીજા દૃશ્યની ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, જવાબ હા છે.
ફક્ત સ્ટેટિક લોડ લાગુ કરવામાં આવે છે, તેથી નિષ્કર્ષ કાઢવો હંમેશા શક્ય નથી. સ્ટેટિક લોડનું સ્તર, હાલના યાંત્રિક જોડાણોની પર્યાપ્તતા અને અંતિમ લોડની પ્રકૃતિ - ભલે તે સ્ટેટિક હોય કે ચક્રીય - જવાબ બદલી શકે છે.
ડુએન કે. મિલર, એમડી, પીઇ, 22801 સેન્ટ ક્લેર એવન્યુ, ક્લેવલેન્ડ, ઓએચ 44117-1199, વેલ્ડિંગ ટેકનોલોજી સેન્ટર મેનેજર, લિંકન ઇલેક્ટ્રિક કંપની, www.lincolnelectric.com. લિંકન ઇલેક્ટ્રિક વિશ્વભરમાં વેલ્ડિંગ સાધનો અને વેલ્ડિંગ ઉપભોક્તા વસ્તુઓનું ઉત્પાદન કરે છે. વેલ્ડિંગ ટેકનોલોજી સેન્ટરના ઇજનેરો અને ટેકનિશિયન ગ્રાહકોને વેલ્ડિંગ સમસ્યાઓ ઉકેલવામાં મદદ કરે છે.
અમેરિકન વેલ્ડીંગ સોસાયટી, 550 NW લેજ્યુન રોડ, મિયામી, FL 33126-5671, ફોન 305-443-9353, ફેક્સ 305-443-7559, વેબસાઇટ www.aws.org.
ASTM ઈન્ટરનેશનલ, 100 બાર હાર્બર ડ્રાઇવ, વેસ્ટ કોન્શોહોકેન, PA 19428-2959, ફોન 610-832-9585, ફેક્સ 610-832-9555, વેબસાઇટ www.astm.org.
અમેરિકન સ્ટીલ સ્ટ્રક્ચર્સ એસોસિએશન, વન ઇ. વેકર ડ્રાઇવ, સ્યુટ 3100, શિકાગો, IL 60601-2001, ફોન 312-670-2400, ફેક્સ 312-670-5403, વેબસાઇટ www.aisc.org.
ફેબ્રિકેટર એ ઉત્તર અમેરિકાનું અગ્રણી સ્ટીલ ફેબ્રિકેશન અને ફોર્મિંગ મેગેઝિન છે. આ મેગેઝિન સમાચાર, ટેકનિકલ લેખો અને સફળતાની વાર્તાઓ પ્રકાશિત કરે છે જે ઉત્પાદકોને તેમનું કાર્ય વધુ કાર્યક્ષમ રીતે કરવા સક્ષમ બનાવે છે. ફેબ્રિકેટર 1970 થી આ ઉદ્યોગમાં છે.
હવે ધ ફેબ્રિકેટર ડિજિટલ એડિશનની સંપૂર્ણ ઍક્સેસ સાથે, મૂલ્યવાન ઉદ્યોગ સંસાધનોની સરળ ઍક્સેસ.
ધ ટ્યુબ એન્ડ પાઇપ જર્નલનું ડિજિટલ સંસ્કરણ હવે સંપૂર્ણપણે સુલભ છે, જે મૂલ્યવાન ઉદ્યોગ સંસાધનોની સરળ ઍક્સેસ પ્રદાન કરે છે.
મેટલ સ્ટેમ્પિંગ માર્કેટ માટે નવીનતમ ટેકનોલોજી, શ્રેષ્ઠ પ્રથાઓ અને ઉદ્યોગ સમાચાર દર્શાવતા સ્ટેમ્પિંગ જર્નલની સંપૂર્ણ ડિજિટલ ઍક્સેસ મેળવો.
હવે ધ ફેબ્રિકેટર એન એસ્પેનોલની સંપૂર્ણ ડિજિટલ ઍક્સેસ સાથે, તમારી પાસે મૂલ્યવાન ઉદ્યોગ સંસાધનોની સરળ ઍક્સેસ છે.