Połączenie profili w panelach ze stali zimnogiętej

Typy połączeń

Spoiny, śruby, nity na zimno, śruby, łączniki mechaniczne i inne specjalne urządzenia, takie jak szwy metalowe i kleje, są zazwyczaj stosowane w połączeniach stali formowanej na zimno. Specyfikacja północnoamerykańska AISI zawiera przepisy w rozdziale J dotyczące połączeń spawanych, śrubowych, śrubowych i łączników mechanicznych, które są najczęściej stosowane [1]. Jednak w swojej podstawie konstrukcje stalowe formowane na zimno składają się z mikrostruktur zwanych panelami. Panele te są konstruowane z pojedynczych profili połączonych ze sobą. Najczęstszym sposobem łączenia profili w celu wykonania panelu ze stali formowanej na zimno jest użycie śrub lub nitów.

W porównaniu z profilami walcowanymi na gorąco, zachowanie połączeń w elementach ze stali formowanej na zimno jest pod wpływem zmniejszonej sztywności cienkich ścianek. Dlatego też dodatkowymi efektami są na przykład przechylenie (rys. 1) łącznika w otworze łożyskowym, uszkodzenie łożyska pod wpływem ścinania blachy, gdy łącznik jest obciążony rozciąganiem, a blacha jest przeciągana przez łeb łącznika. To jest powód, dla którego opracowano określone technologie i powiązane procedury projektowe, albo za pomocą obliczeń, albo obliczeń wspomaganych testowaniem, dla konstrukcji stalowych formowanych na zimno [2]. Tryby uszkodzenia połączeń śrubowych przy ścinaniu są na ogół podobne do zwykłych połączeń śrubowych w stali walcowanej na gorąco. Jednak ze względu na fakt, że połączone materiały są zwykle cienkie (lub przynajmniej jedna z połączonych części jest cienka), zwykle nie ulegają uszkodzeniu przy ścinaniu. Łożyskowanie, ciągnięcie, rozdzieranie i/lub ścinanie materiału połączonego śrubami i praca przy ścinaniu są możliwymi trybami uszkodzenia.

Rysunek 1. Pochylenie śruby [2]

Jako klasyczna metoda, profil podstawowy w kształcie litery C z krawędzią przecina się z sekcją C bez krawędzi lub szyną z obu kołnierzy (rys. 2). Do kołnierza należy użyć co najmniej jednej śruby lub nitu. W niektórych przypadkach ilość śrub może zostać zwiększona, gdy wymagana jest większa wytrzymałość. W ten sposób można zwiększyć odporność na ścinanie i przechylanie.

Rysunek 2. Typowe połączenie w panelu ze stali zimnogiętej

Odniesienia

[1] Wei Wen Yu, Roger Laboube, (2020). COLD-FORMED STEEL DESIGN.

[2] Dubina, D.; Ungureanu, V.; R. Landolfo (2012). Design of Cold-Formed Steel Structures, ECCS.