Säkra anslutningar i konstruktionsstål

Från Empire State Building i New York till Eiffeltornet i Paris och Burj Khalifa i Dubai, stål har använts i några av världens mest kända landmärken och används överallt omkring oss, i byggnader, broar, vägar och andra anläggningsprojekt.

Stål är ett av de mest använda materialen inom kommersiell och industriell byggnadskonstruktion, eftersom den ger hög flexibilitet, hållbarhet och låga långsiktiga underhållskostnader. Eftersom stål har högre styrka än betong, möjliggör det större och smalare konstruktioner. Det är också mycket lättare jämfört med betongramar. Användningen av stålramar är också tidseffektiv, eftersom pelare, balkar och andra konstruktioner kan levereras till byggarbetsplatsen redo att installeras. Detta ger i sin tur stor besparingspotential.

Anslutande konstruktionsstål

Tidigare var nitning ett vanligt sätt att ansluta konstruktionsstål. Idag är skruvar och svetsning de primära anslutningsmetoderna. Båda metoderna har sina fördelar och begränsningar. En allmän praxis är att svetsning sker på ett tidigare stadium i en verkstad där den kan utföras i en kontrollerad miljö och då kan större ramar monteras med skruvar på byggarbetsplatsen.

Att utföra svetsning på en byggarbetsplats kan emellertid leda till ojämn sammanfogad kvalitet och är ofta mycket kostsamt. Det kräver specialistkunskaper och utrustning och är känsligt för omgivningen eftersom ojämna värme- och kylelement kan snedvrida, vilket kan leda till ytterligare påfrestningar.

Med skruvar är det möjligt att snabbt och kostnadseffektivt montera stålkonstruktioner. Det är också lättare att montera och justera ståldelarna vid montering på plats. Till skillnad från svetsning är skruvar mindre känslig för dåliga väderförhållanden och har mindre inspektionsbehov.

Stålkonstruktionselement är säkerhetskritiska och måste se till att slutresultatet är starkt och hållbart. Anslutningar i sådana konstruktioner måste överensstämma med strikta kvalitetskrav och standarder för konstruktionen (Eurocodes) och tillverkning (EN 1090-2) av stålkonstruktioner. Detta innebär att både svetsning och skruvar har föreskrifter att följa enligt Eurocode 3.

Säkra förspända skruvförband

Skruvförband kan vanligtvis delas in i de med förspänning och icke-förspända konstruktionsskruvar. Som rekommenderas i EN 14399 används förspända skruvar nästan alltid på broar. Dessa skruvar är speciellt konstruerade för att motstå vibrationer och dynamiska belastningar, och rekommenderas även när glidning mellan anslutningsdelar ska undvikas. I byggnader kan förspända skruvar användas där överdimensionerade eller slitsade hål används för att öka toleranserna under montering.

För förspända skruvstålanslutningar finns två olika skruvsystem utvecklade och standardiserade i Europa (EN 14399): HV-apparater (enligt EN 14399-4 och EN 14399-8) och HR-uppsättningar (enligt EN 14399-3 och EN 14399-7). Båda systemen är likartade och består av skruvar, smörjmuttrar och brickor. Radien under skruvhuvudet är en särskild egenskap för dessa skruvsatser. Den är större än för normala standardskruvar för att minska hakseffekten.

Tillverkaren av dessa skruvuppsättningar ger kunden åtdragningsriktlinjer som måste följas enligt de europeiska föreskrifterna. Trots denna praxis är det känt att skruvarna fortfarande kan lossna på grund av dynamiska belastningar och kräver tidsödande och kostsamma efterdragningar.

Användning av vanliga spärrbrickor skulle vara den enklaste lösningen för att klara av lossning av skruvade fogar eller för att minska efterdragningsfrekvensen. För stålkonstruktioner med HV / HR-uppsättningar är detta emellertid inte fallet. Radien under skruvhuvudet gör det omöjligt att använda vanliga låsningsmetoder med HV / HR-skruvsatser.

Det är inte bara omöjligt designmässigt men också från ett juridiskt perspektiv eftersom reglerna i Eurocode endast tillåter brickor enligt EN14399 för dessa typer av skruvsatser.

Nord-Lock har utvecklat en låsbricka specialdesignad för att passa HV / HR-uppsättningar. Varje stålkonstruktions (SC) brickpar har fasader på innerdiametern för att säkerställa en optimal kontaktyta mellan skruven och brickan. Nord-Lock killåsningsteknik säkrar skruven med spänning istället för friktion som hindrar skruven från att rotera lös. Brickan är CE-godkänd för användning tillsammans med HV-skruvsatser.

Referenser:
http://www.steelconstruction.org/
http://www.steelconstruct.com/site/
http://www.steelconstruction.info/