اتصالات پیچ و مهره ای در سازه های فولادی از لحاظ عملکرد (مکانیسم انتقال نیرو) به دو دسته کلی اتصالات اتکایی و اتصالات اصطکاکی تقسیم بندی می شوند. در این نوع اتصالات پیچ ها به صورت برشی در انتقال نیرو سهیم هستند. بنابراین تنها در صورتی که از نقش برشی پیچ استفاده شود و راستای پیچ عمود بر راستای نیرو باشد، می توانیم در مورد عملکرد اصطکاکی یا اتکایی آن صحبت کنیم.
همانطور که در سازه خرپایی تصویر قابل مشاهده است، در محل اتصالات، نیرو به صورت محوری منتقل می شود. ورق های اتصال با استفاده از پیچ و مهره به هم متصل می شوند و سطح تماس ورق های اتصال وظیفه انتقال نیرو را بر عهده دارد.
در این اتصال ورق ها در راستای نیرو به هم متصل شده اند و پیچ ها (عمود بر راستای انتقال نیرو) وظیفه اتصال ورق ها را بر عهده دارند.
اتصال اصطکاکی (Friction connection)
اتصالی که در آن برای اتصال دو عضو سازه ای به جای اتکا به نیروی برشی پیچ، از اصطکاک بین دو ورق فولادی متصل به هم استفاده می شود. در این نوع اتصال پیچ ها به یکی از روش های مجاز پیش تنیده شده و دو ورق فولادی در تماس با هم را کاملا به هم متصل می کند. انتقال نیروی برشی در این نوع اتصال، توسط مقاومت در برابر لغزش بین سطوح در تماس اتصال انجام می پذیرد. در سطح تماس این نوع اتصالات نباید لغزش رخ دهد و پیچ نباید به جداره سوراخ اتکا نماید.
به عنوان مثال در تصویر زیر تیر با استفاده از پیچ و مهره به ستون متصل شده است. در این اتصال پیچ ها به صورت برشی، نیرو را منتقل می کنند. درصورتی که پیچ ها با روش های متداول پیش تنیده گردند، نیروی برشی در محل اتصال تیر به ستون از طریق اصطکاک بین دو عضو منتقل می شود. به این نوع اتصال اصطکاکی می گویند. در این نوع اتصال حتما از پیچ های پرمقاومت استفاده می شود.
اتصال اتکایی (Bearing Connection)
در اینو نوع اتصال 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. سفت کردن پیچ ها در حد “سفتی کامل” می باشد. سفتی کامل نحوه ی 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 تماس با یکدیگر قرار گیرند و تمامی پیچ ها باید به حدص سفت باشند که باز شدن آن ها بدون آچار ممکن نباشد. ممکن است در یک اتصال با تعداد پیچ های زیاد، عمل سفت کردن هر پیچ چند بار انجام شود 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.
تقسیم بندی اتصالات پیچی بر اساس ویرایش جدید مبحث دهم
بر اساس ویرایش سال ۱۴۰۱ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان با موضوع طرح و اجرای ساختمان های فولادی، اتصالات پیچ و مهره ای بر اساس عملکرد به سه دسته تقسیم بندی می شوند:
- اتصال اتکایی
- اتصال پیش تنیده
- اتصال لغزش بحرانی
نکته: عملکرد اتصال اتکایی و پیش تنیده همان عملکرد اتصال اتکایی و اتصال لغزش بحرانی همان اتصال اصطکاکی می باشد.
اتصال اتکایی (Bearing Connection)
اتصالی که در آن انتقال نیروی برشی از طریق اتکای بدنه ی پیچ به جداره ی سوراخ صورت می گیرد و از مقاومت اتصال در برابر لغزش صرف نظر می شود.
اتصال پیش تنیده (Tensioned Connection)
اتصالی که در آن انتقال نیروی برشی از طریق اتکای بدنه پیچ به جداره سوراخ صورت می گیرد و از مقاومت اتصال در برابر لغزش صرف نظر می شود. با این وجود در اجرا و هنگام نصب، پیچ های این نوع اتصالات باید پیش تنیده شوند.
اتصال لغزش بحرانی (Slip-critical connection)
اتصالی که در آن هیچ گونه لغزشی بین سطوح تماس مجاز نبوده و انتقال نیروی برشی در اتصال توسط نیروی اصطکاک بین سطوح در تماس اتصال انجام می پذیرد.
منابع
مبحث دهم مقررات ملی ساختمان – طرح و اجرای ساختمان های فولادی ویرایش ۱۳۹۲ و ۱۴۰۱
