Thanh giằng cho kết cấu thép: Vùng chịu ứng suất, kéo căng và tìm nguồn cung ứng

Có đơn đặt hàng "thanh tròn 16 mm, một đầu có ren, dài 4,8 m". Các thanh đến nơi, các khe hở không vừa với ren và khi các chốt xoay được quấn hoàn toàn vào, mỗi thanh sẽ trở nên ngắn 30 mm. Trình tự đó là thực tế hàng ngày của việc buôn bán thanh giằng: thép hiếm khi là vấn đề mà là các giao diện.

Thanh giằng là một trong những phần kém hấp dẫn nhất của gói kết cấu, nhưng nó quyết định liệu khung cổng có vuông vức hay không, giá đỡ ống có chịu gió mà không có giá đỡ hay không và liệu tán cây có di chuyển theo cách mà mô hình đã nói hay không. Làm cho đúng là vấn đề của một vài con số có thể xác định được.

Thanh giằng thực sự có tác dụng gì

Dưới tác động của gió hoặc địa chấn, vịnh hình chữ nhật muốn trở thành hình bình hành. Trong vịnh giằng chữ X, một đường chéo dài ra và chùng xuống trong khi đường chéo kia rút ngắn lại và được kéo chặt, vận chuyển lực cắt bên xuống móng. Thanh không bao giờ chống lại lực nén: đảo ngược tải trọng và thanh đối diện tiếp quản. Hành vi đơn lẻ đó giải thích hầu hết các quy tắc thiết kế và tìm nguồn cung ứng tuân theo.

Chỉ căng thẳng và không bao giờ cô đơn

Một thanh đơn không thể giữ khớp nối chống lại tải trọng ngược vì nó bị oằn khi lực lật. Các giải pháp thực tế sử dụng ít nhất hai thanh trên mỗi khoang giằng hoặc một thanh cộng với thanh chống nén. Khi một bản vẽ hiển thị một đường chéo đơn độc mà không có đường chéo đồng hành, cần hỏi gió thiết kế đến từ hướng nào.

Chủ đề gốc thiết lập công suất

Thanh ren hoàn toàn thuận tiện nhưng diện tích ứng suất kéo nhỏ hơn thân danh nghĩa. Ren thô M16 cho khoảng 157 mm2 so với 201 mm2 danh nghĩa, ít hơn khoảng 22%. Trên thanh cấp 8,8 ở năng suất 640 MPa, tải trọng đó sẽ đạt gần 100 kN và lực căng làm việc gần 60 kN. Nếu một thiết kế yêu cầu 70 kN thì cần phải có thanh nặng hơn hoặc loại cao hơn - chỉ riêng đường kính danh nghĩa sẽ không cho bạn biết điều gì.

Phần cuối làm việc chăm chỉ hơn phần giữa

Khe hở, mắt chốt, tấm bản mã, chốt neo và thân khóa xoay đều nằm trên cùng một đường tải và thường được làm từ các vật liệu khác nhau, ở các nhà máy khác nhau, với các lớp phủ khác nhau. Khóa xoay mạ kẽm nhúng nóng kết hợp với thanh oxit đen đảm bảo ngăn chặn sự ăn mòn ở ren đầu tiên. Việc hoàn thiện phù hợp trên toàn bộ tổ hợp sẽ rẻ hơn so với việc sửa chữa nó sau này.

Thanh so với góc so với ống: sự đánh đổi về số lượng

Lý do giằng thanh vẫn tồn tại là do khối lượng. Một thanh 16 mm nặng khoảng 1,58 kg/m; góc 50×50×5 có khả năng chịu kéo tương đương nặng 3,77 kg mỗi mét và khó xử lý hơn nhiều ở độ cao. Sự so sánh dưới đây đặt các lựa chọn cạnh nhau theo những tiêu chí thực sự thúc đẩy quyết định mua hàng.

Khi một khung thực sự cần khả năng nén - chẳng hạn như một khoang được giằng trong vùng địa chấn - thì giằng thanh không còn là câu trả lời đúng bất kể chi phí. Trong trường hợp chỉ có gió, thanh sẽ thắng về khả năng xử lý, vận chuyển hàng hóa và kích thước của các tấm kết nối.

Biến ẩn: hành trình kéo dãn và xoay vòng

Các nhà thiết kế hiếm khi kiểm tra xem thanh sẽ giãn ra bao nhiêu giữa trạng thái chùng và lực căng làm việc. Con số đó chi phối mức độ điều chỉnh mà chốt xoay phải chịu và nó không giống nhau trên các đường kính. Biểu đồ cho thấy độ giãn dài đàn hồi của một thanh 6 m được kéo đến 15 kN, giả sử E = 205 GPa.

Kết quả thực tế cho thấy một thanh cứng, có đường kính lớn có rất ít lực cản, do đó, sai số về chiều dài cắt gần như biến một đối một thành thanh nẹp bị lỏng hoặc bị siết quá chặt. Thanh mỏng hơn dễ lắp đặt hơn nhưng cần cửa sổ tiếp nhận rộng hơn. Theo nguyên tắc chung, hãy lập dự toán hành trình của chốt xoay theo độ giãn được tính toán, cộng với dung sai chiều dài cắt cho phép, cộng với khoảng 10 mm sợi thừa để nẹp vẫn có thể được điều chỉnh sau khi cấu trúc đã ổn định.

Một hệ quả nữa: các thanh được siết chặt bằng cách quay, do đó sợi chỉ phải sạch và được bôi trơn nếu không ma sát sẽ tiêu tốn phần lớn mômen quay trước khi bất kỳ lực căng nào chạm tới thanh. Các sợi khô, mạ kẽm thường cần thêm mô-men xoắn từ 30 đến 40 phần trăm cho cùng một lực căng, đó là lý do tại sao các đội thi công cuối cùng phải siết quá chặt và làm mất phần thân chốt xoay.

Nơi sử dụng thanh giằng

Các mẫu đặt hàng từ nhà sản xuất dây buộc mang lại cảm giác sơ bộ về nơi các bộ phận này kết thúc. Sự phân chia bên dưới phản ánh cách phân bổ trọng tải điển hình trên các ứng dụng; đó là một bức tranh mang tính tham khảo, không phải là một nghiên cứu thị trường.

Phần trang bị thêm đáng chú ý. Các khung cũ hơn thường được gia cố lại sau khi thay đổi mục đích sử dụng và ở đó thanh được chọn vì khả năng chịu đựng hình học không hoàn hảo hơn là độ bền của nó. Khi trang bị thêm, thanh có rãnh dự phòng 50 mm thường có giá trị hơn thanh có công suất thêm 10 kN.

Chỉ định và tìm nguồn cung ứng thanh giằng

Quá trình đặc tả sẽ ngắn nếu nó được thực hiện theo đúng thứ tự. Mỗi bước bên dưới sẽ tắt chế độ lỗi thường xuyên tái diễn đến mức có thể dự đoán được.

Thanh ren thép hợp kim ASTM A193 B7 Thanh crôm B7 cường độ cao dành cho dịch vụ giới hạn nhiệt độ hoặc áp suất cao, có sẵn ở dạng hoàn thiện mạ kẽm, oxit đen hoặc mạ kẽm nhúng nóng. Xem sản phẩm →

Thanh ren đầy đủ ASTM A320 L7 Thanh ren đầy đủ bằng thép hợp kim L7 dành cho dịch vụ ngoài khơi, có sẵn ở dạng HDG, kẽm hoặc oxit đen; xác nhận chiều dài cắt đã hoàn thành và các đầu vát sạch sẽ. Xem sản phẩm →

Chiều dài phôi bằng thép hợp kim B7 và L7, và bằng thép cacbon trơn loại 8,8, đáp ứng hầu hết những gì một gói giằng cần; biến số thường là chiều dài cắt và độ hoàn thiện bề mặt hơn là bản thân vật liệu.

Thanh ren đầy đủ bằng thép carbon lớp 8,8 Thanh giằng bằng thép carbon trơn M16×300 cấp 8,8, mạ kẽm hoặc đen; chiều dài kho phù hợp với các gói giằng có chiều dài cắt và độ hoàn thiện khác nhau. Xem sản phẩm →

Kiểm tra, bảo trì và những lỗ hổng tuân thủ

Một thanh giằng được lắp ráp và căng đúng cách vào ngày đầu tiên vẫn có thể ở trạng thái không tải sau hai năm. Việc kiểm tra quan trọng rất đơn giản và chủ yếu là trực quan.

• Kiểm tra căng thẳng khi bàn giao và sau mùa gió đầu tiên. Một thanh có thể di chuyển bằng tay không hoạt động. Đánh dấu chốt xoay và sợi chỉ bằng sơn để có thể nhìn thấy chuyển động.
• Lớp phủ bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển. Các thanh mạ kẽm được xử lý bằng dây xích sẽ bị mất lớp tại đúng điểm tiếp xúc với lỗ khoan. Sơn lại bằng sơn giàu kẽm trước khi lắp dựng, không phải sau khi lắp dựng.
• Tiếp xúc với chủ đề. Bất kỳ sợi chỉ nào còn sót lại trên chốt xoay phải có lớp phủ giống như thanh. Các đầu cắt trần là nơi đầu tiên xuất hiện rỉ sét và là nơi đầu tiên bắt đầu xuất hiện vết nứt mỏi trên kết cấu rung.
• Tài liệu. Kết quả tác động Charpy đối với L7, số đo độ dày lớp phủ cho nhúng nóng và truy xuất nguồn gốc trở lại số nhiệt là ba mục mà kiểm toán viên sẽ yêu cầu. Giữ chúng cùng với các bản vẽ lắp dựng thay vì trong kho lưu trữ của dự án.

Không ai trong số này là kỹ thuật kỳ lạ. Thanh giằng là một bộ phận đơn giản, hiệu quả, chỉ chịu lực căng và nó vẫn đáng tin cậy khi vùng ứng suất, giới hạn cho phép hấp thụ và lớp phủ đều được chỉ định rõ ràng thay vì được suy ra từ ảnh danh mục. Những thất bại xảy ra hầu như luôn bắt nguồn từ một trong ba con số đó được để lại trong xưởng.