چنانچه میدانیم در بسیاری از موارد قطعات به صورت یکپارچه نیستند و اجزای مختلف به روش‌های مختلفی به یکدیگر متصل شده‌اند. وظیفه کنار هم نگه داشتن اجزای سازه‌های فولادی و ایجاد توزیع مناسب نیروهای اعمال شده به سازه‌ها بر عهده اتصالات است .
یکی از مهمترین ملاحظات هنگام طراحی اتصال فولادی ، طراحی بر اساس نیروهای داخلی است که انتظار می رود توسط اتصال منتقل شود. اتصالات بر اساس بار اولیه ای که اتصال باید حمل کند به عنوان اتصالات محوری ، برشی (نیمه سفت و سخت) یا گشتاور (سفت و سخت) طبقه بندی می شوند.
گاهی نیز اتصالات فولادی بر اساس کاربرد بررسی و طبقه بندی می‌شود. انواع مختلفی از عناصر سازه ای وجود دارد و قرارگیری های مختلف در اعضای سازه منجر به انواع مختلف اتصالات می شود. متداول ترین عناصر ساختاری زاویه ها و صفحات هستند. زاویه ها را می توان در تار i-beam (زاویه وب) ، یا در فلنج i-beam (زاویه نشیمن) قرار داد و صفحات را نیز می توان به روش مشابهی (در نتیجه صفحات وب و صفحات فلنجی) قرار داد.
طبقه بندی اتصالات فولادی همینطور بر اساس اعضای سازه ای که باید آنها را وصل کنند ، طبقه بندی می شود. در واقع ، توجه به نحوه اتصال ستون ها و تیرها به یکدیگر باید به عنوان یکی از ملاحظات اولیه در هنگام نیاز به طراحی اتصال فولادی مطرح شود.
انواع اتصالات فولادی
اتصالات فولادی را می توان در چند دسته مختلف گروه بندی کرد( پرچی، پیچی ،جوشی ) که در سازه‌ها مورد استفاده قرار میگیرند.
میخ‌ها و پرچ‌ها از قدیمی‌ترین ابزار اتصال در سازه‌های فولادی، هستند. فولادها در گذشته تنها با پرچ کاری یا جوش به همدیگر متصل می‌شدند. جوش به سادگی قابل انجام است. در حالی که اقتصادی نیست. پرچ ها با گذشت زمان به دلایل متعدد بیشتر با پیچ و مهره جایگزین شده اند.
پرچ ها از یک کلاهک و یک مفتول شکل پذیر تشکیل شده اند. گاهی فرآیند نصب مستلزم پیش گرم کردن پرچ و اعمال فشار پنوماتیک است. این امر معایبی شامل نیاز به استفاده از انرژی اضافی در فرایند و همچنین خطرات آتش سوزی، میزان زیاد سر و صدا در حین نصب و مشکل در تعویض پرچ ها در حین تعمیر و نگهداری دارد.
پیچ و مهره ها به دلیل هزینه نصب کمتر ، سهولت نصب و نگهداری ، تا حد زیادی جایگزین پرچ شده اند. دو نوع پیچ و مهره ای که معمولاً در ساخت فولاد استفاده می شود شامل فولاد سازه ای با مقاومت بالا و پیچ A307 (پیچ های معمولی) است. پیچ و مهره های فولادی سازه در زیرگروه A325 (گروه A) و A490 (گروه B) قرار می گیرند و از استحکام بالایی برخوردارند. با این حال پیچ و مهره ها دارای ضعف قابل توجهی هستند که در زیر بارهای ارتعاشی شل می شوند و در نتیجه انتقال قدرت را کاهش می دهند.
اتصالات جوشی دارای مزیت‌های زیادی هستند. این نوع اتصالات در طراحی ساده بوده و به قطعات و مواد کمتری نیاز دارند. با این حال ، انقباض و شرینکیج در هنگام انجماد جوش را داریم و این تأثیر باید در طراحی به ویژه برای جوش های بزرگ مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر این ، بازرسی جوشها دشوارتر است و بنابراین هزینه نگهداری و بازرسی آنها دشوارتر است. در جوشکاری تنوع و کیفیت جوش ایجاد شده توسط اپراتور کنترل می‌شود.
انواع اتصالات فولادی خاص
اتصالات فولادی برای ساخت ساده ، که در بالا توضیح داده شد ، عموماً اقتصادی ترین انواع اتصال فولادی هستند. اجرای اتصالات به یوه‌های دیگر و غیر معمول ناگزیر منجر به افزایش هزینه کلی می شود. اگر اتصالات غیر استاندارد اکثریت اتصالات مورد استفاده را تشکیل دهند ، هزینه طراحی ، ساخت و نصب می تواند بیش از 100 از حد معمول شود.
اغلب می توان با انتخاب دقیق اندازه اعضا از نیاز به اتصالات ویژه جلوگیری کرد. بعید است که ساختار حداقل وزنی مقرون به صرفه ترین باشد.
هنگام طراحی اتصالات خاص ، ممکن است بتوان از نسخه اصلاح شده یکی از اتصالات استاندارد ارائه شده در کتاب‌های استاندارهای جوش، با در نظر گرفتن بررسی های اضافی طراحی استفاده کرد.
طراحی اتصالات ساده بر اساس BS EN 1993-1-8 و ضمیمه آن انجام می‌شود. همچنین نشریه ECCS شماره 126 راهنمای مفیدی در زمینه طراحی اتصالات ساده ارائه می دهد.
