Çelik yapı cıvatalarıbağlantı biçimleri, kuvvet-taşıma mekanizmaları ve yapım süreçleri bakımından sıradan mekanik cıvatalardan önemli ölçüde farklılık gösterir. Gerilim derecelerine, hizmet koşullarına ve tasarım gerekliliklerine göre, çelik yapı mühendisliğindeki bağlantılar temel olarak iki kategoriye ayrılır: sıradan cıvata bağlantıları ve yüksek-mukavemetli cıvata bağlantıları. Her bağlantı türü, hassasiyet gereksinimlerine, delik çapı standartlarına, kuvvet-taşıma ilkelerine ve geçerli senaryolara göre büyük ölçüde farklılık gösterir.
1. Sıradan Cıvata Bağlantıları
Sıradan cıvatalar, üretim doğruluğuna bağlı olarak üç hassas derece A, B ve C olarak sınıflandırılır. A ve B sınıfları rafine cıvatalardır, C sınıfı ise kaba bir cıvatadır. Aksi belirtilmedikçe, bina çelik yapılarındaki geleneksel bağlantılar için varsayılan olarak C Sınıfı kaba cıvatalar kullanılır. Şekil ve yapı bakımından sıradan cıvatalar arasında altıgen başlı cıvatalar, çift-uçlu cıvatalar, havşa başlı cıvatalar ve diğer türler bulunur.
C Sınıfı kaba cıvatalar düşük işleme doğruluğuna ve geniş duvar açıklığına sahiptir. Bunlar esas olarak çelik yapı atölyelerinin ön-montajı, perçinli bileşenlerin ön-sıkılması, yüksek-mukavemetli cıvataların resmi kurulumundan önce geçici konumlandırma ve sabitleme ve düğüm kaynağı öncesinde geçici sabitleme için kullanılır. Sabit cıvatalar olarak kullanıldığında, bileşen hizalamasından sonra tamamen sıkılacak ve inşaat sırasında gevşemeyi ve kaymayı önleyecek güvenilir gevşeme önleyici önlemler alınacaktır.
1.1 Geliştirilmiş Cıvatalar (Sınıf A/B)
Rafine cıvatalaryüksek işleme doğruluğuna, küçük vida toleransına ve minimum montaj açıklığına sahip olup vida çubuğu ile cıvata deliği arasında sıkı bir uyum sağlar. Delik açma hassasiyeti ve vida çubuğu işleme doğruluğu konusunda katı gereksinimleri vardır ve kurulum sırasında şiddetli vurmak yerine hafif vurarak oturtulmalıdır. Geliştirilmiş cıvatalar, sık sık sökme ve takma işlemi gerektiren veya perçinleme özelliği olmayan hassas yapısal bağlantılar için uygundur. Çoğunlukla mekanik ekipman montajında uygulanırlar ve nadiren çelik yapıların inşasında kullanılırlar.
2. Yüksek-Dayanımlı Cıvata Bağlantıları
Mekanik tasarım modlarına göre, çelik yapılara yönelik-yüksek mukavemetli cıvatalar sürtünme-tipi ve yatak-tipi olarak ikiye ayrılır. İki tip malzeme, spesifikasyon ve mekanik özellikler açısından aynıdır, yalnızca tasarım kayma kontrol kriterleri ve arıza değerlendirme mekanizmalarında farklılık gösterir. Yapısal form açısından, büyük altıgen yüksek-mukavemetli cıvatalar ve işburun tipi yüksek-mukavemetli cıvatalar olarak sınıflandırılırlar.
2.1 Sürtünme-Tip Yüksek-Mukavemetli Cıvata Bağlantısı
Sürtünme-tipi yüksek-mukavemetli cıvatalar, cıvata öngerme kuvveti yoluyla bağlantı plakalarını sıkıştırır ve çelik plakaların temas yüzeyinde oluşturulan statik sürtünmeyle dış yükleri aktarır. Bağlantı noktasında kaymaya izin verilmez ve cıvatalar kesme kuvveti taşımaz. Plaka yüzeyindeki herhangi bir kayma, bağlantı hatası olarak değerlendirilir. Sürtünme katsayısını iyileştirmek için, çelik bileşenlerin temas yüzeyi, kayma direncini artıran ve cıvata düzenlemesini optimize eden, düzgün bir paslanmış yüzey oluşturmak üzere kumlama ve bilyeli püskürtme ile işlenebilir. Sürtünme-tipi yüksek-mukavemetli cıvataların montaj deliği çapı, nominal cıvata çapından 1,5 mm ila 2,0 mm daha büyüktür.
2.2 Rulman-Türü Yüksek-Dayanımlı Cıvata Bağlantısı
Rulman-tipi yüksek-mukavemetli cıvatalar, normal çalışma koşulları altında plaka yüzeyi sürtünmesine bağlı olarak yükleri aktarır. Yük, sürtünme taşıma kapasitesini aştığında, küçük eklem kaymasına izin verilir ve gerilim, cıvata çubuklarının kesme direnci ve plaka deliği duvarlarının taşıma basıncı tarafından ortaklaşa taşınır ve aktarılır. Arıza modları, sıradan cıvatalarınkilerle tutarlıdır; yani cıvata kesme arızası veya çelik levha rulman ezilme arızası. Rulman-tipi yüksek-mukavemetli cıvataların montaj deliği çapı, nominal cıvata çapından 1,0 mm ila 1,5 mm daha büyüktür. Delik konumunun doğruluğunu sağlamak amacıyla hassas delik delme için CNC delme makinelerine ve matkap mastarlarına öncelik verilir.
İki tür yüksek-mukavemetli cıvata arasındaki temel farklar: Sürtünme-tipi cıvatalar, titreşim yükü, dinamik yük ve büyük yük-taşıma koşulları altındaki yapılar için uygun, daha yüksek güvenlik marjına ve stabiliteye sahip bir-kaymama tasarım kriterini benimser; rulman-tipi cıvatalar sınırlı kaymaya izin verir ve statik yük yapıları için geçerli olan daha yüksek taşıma kapasitesine sahiptir.
2.3 Büyük Altıgen Yüksek-Dayanıklı Cıvata Düzeneği
Tam bir büyük altıgen yüksek-mukavemetli cıvata düzeneği, bir adet yüksek-mukavemetli cıvata, bir somun ve iki rondeladan oluşur.
Resmi inşaattan önce, bileşenlerin geçici olarak sabitlenmesi ve hassas şekilde hizalanması için kaba cıvatalar kullanılır. Kalibrasyondan sonra, cıvata grubundaki kaba cıvatalar, merkezden her iki tarafa doğru sırayla yüksek-mukavemetli cıvatalarla değiştirilir, ardından ilk sıkma, tekrarlanan sıkma ve son sıkma yapılır. Montaj sırasında cıvata çubuğunun her iki tarafına birer pul takılacaktır.
Yapım torku standartları: İlk sıkma torku, son sıkma torkunun %50'sidir; tekrarlanan sıkma torku, son sıkma torkuna eşittir; bu, montaj boşluklarını ortadan kaldırır ve cıvata öngerme kuvvetini tek biçimli hale getirir-. Nihai sıkma torkunun hesaplama formülü: Tc=K×Pc×d. Burada: Tc=son sıkma torku (N·m); K=tork katsayısı; Pc=yapı ön-gerilme kuvveti (kN); d=nominal cıvata çapı (mm). İnşaat doğruluğunu garanti etmek için tork anahtarlarının her kullanımdan önce kalibre edilmesi gerekir.
2.4 Torshear Tipi Yüksek-Dayanımlı Cıvata Düzeneği
Tam bir torshear tipiyüksek-mukavemetli cıvatadüzenek bir torshear cıvata, bir somun ve bir rondeladan oluşur ve somun tarafına çift-taraflı rondelalar yerine yalnızca bir rondela takılıdır.
Başlangıç sıkma torkunun hesaplama formülü: Tc=0.065×Pc×d. Burada: Tc=başlangıç sıkma torku (N·m); Pc=yapı ön-gerilme kuvveti (kN); d=nominal cıvata çapı (mm). Son sıkma için özel bir tork anahtarı kullanılır ve bu, cıvata ucundaki erik çiçeği kuyruğunun bükülmesiyle tamamlanır. Torshear cıvatalar, tüm süreç denetimi ve süreç kontrolüne odaklanan kalite denetimiyle birlikte yüksek inşaat kalitesi kontrol edilebilirliğine sahiptir.
