Karbon çelik grev çapasının iplik tasarımı, sabitleme etkisi için neden bu kadar önemlidir?

Modern inşaat ve makine mühendisliğinde, demirleme sisteminin güvenilirliği ve dayanıklılığı doğrudan yapının güvenlik ve hizmet ömrü ile ilişkilidir. Ankraj alanında önemli bir ürün olarak, Karbon çeliği grev çapası yüksek gücü ve geniş uygulanabilirliği ile tercih edilir. Bununla birlikte, performansının çekirdeği sadece karbon çelik malzemelerinin özelliklerine değil, aynı zamanda görünüşte temel ama önemli bir tasarım yapısına da bağlıdır.
1. İplik tasarımının mekanik prensipleri: mikro sürtünmeden makro fiksasyona kadar
Ankrajın dişi basit bir "kayma önleyici patern" değil, tam olarak hesaplanmış bir mekanik yapıdır. Temel işlevi aşağıdaki üç noktaya ayrılabilir:
Stres dağılımının optimizasyonu
Ankraj substrata (beton gibi) sürüldüğünde, ipliğin spiral oluğu temas alanını "kama efekti" yoluyla genişletir. Deneysel veriler, standart karbon çelik ankrajının iplik tasarımının birim alan başına kuvveti%30-50 oranında azaltabileceğini ve böylece lokal stres konsantrasyonu nedeniyle substratın kopmadan kaçınabileceğini göstermektedir.
Sürtünmenin dinamik kontrolü
İpliğin sarmal açısı (genellikle 55 ° -65 °) ve eğim (inç başına 6-10 iplik), ankraj cıvatası ve taban malzemesi arasındaki ısırık mukavemetini doğrudan etkiler. Daha derin dişler (yaklaşık 0.5-1.2mm derinliği) temel malzemede mekanik bir kilitleme oluşturabilir ve çekme direnci pürüzsüz ankraj cıvatalarının 3 katından fazla olabilir.
Titreşimli bir ortamda istikrar
Dinamik yükler (depremler ve ekipman titreşimleri gibi) altında, ipliğin "kendi kendine kilitlenen etkisi" deformasyon yoluyla enerjiyi emebilir. ASTM E488 Standart Testi Örnek olarak alındığında, bir karbon çelik ankraj cıvatasının döngüsel titreşim testinde optimize edilmiş ipliklerle yer değiştirmesi, pürüzsüz bir ankraj cıvatasının sadece 1/5'sidir.
2. Malzemelerin ve yapıların sinerjistik etkisi: Karbon çeliği neden belirli iplik parametreleri gerektiriyor?
Karbon çeliğinin yüksek mukavemeti (gerilme mukavemeti ≥ 700MPa), ankraj cıvataları için temel yatak kapasitesini sağlar, ancak iplik tasarımı uygunsuzsa, iki riske yol açacaktır:
Kırılgan kırılma riski: Çok derin iplikler, ankraj çubuğunun kesitini zayıflatır ve darbe kurulumu sırasında kırılabilir.
Korozyona duyarlı alanın genişlemesi: Mantıksız iplik şeklinin likit tutma alanı oluşturulması kolaydır ve pas işlemini hızlandırır.
Bu nedenle, karbon çeliği grev çapasının ipliğinin aşağıdaki özel gereksinimleri karşılaması gerekir:
Aşamalı iplik derinliği: Daha derin kök (yaklaşık 1 mm) ve daha sığ üst (yaklaşık 0.6 mm), ısırık kuvvetini korurken stres konsantrasyonunu azaltır.
Yuvarlak iplik kenarı: yarıçaplı ≥ 0.1mm olan fileto, çatlak başlatma olasılığını azaltabilir ve yorgunluk ömrünü uzatabilir.
Yüzey galvanizleme işlemi: İplik oluğuyla eşleşen kaplama kalınlığı (genellikle 5-8μm), korozyon karşıtı performansının iplik yapısı tarafından zarar görmemesini sağlar.
III. Pratik uygulamada temel doğrulama: laboratuvardan şantiyeye
Durum 1: Yüksek katlı binanın perde duvarının demirlemesinin başarısız analizi
Bir proje, rüzgar yükü altında toplu olarak gevşeyen optimize edilmemiş ipliklere sahip karbon çelik ankraj cıvataları kullandı. Testten sonra, başarısız ankraj cıvatalarının% 80'inin ipliğin altında beton toz birikimi olduğu ve ısırık yüzeyinin tam olarak temas etmediğini kanıtladığı bulunmuştur. Daha yoğun bir perde (inç başına 8 iplik) ve 60 ° 'lik bir diş açısı ile bir tasarıma geçtikten sonra, ankraj sistemi 150 km/s rüzgar tünel testini geçti.
Durum 2: Endüstriyel Ekipman Taban Titreşim Testi
Kompresör tabanının bir petrokimyasal tesiste sabitlenmesinde, iki iplik tasarımı karşılaştırıldı:
Tip A (geleneksel üçgen iplik): Ankraj cıvatalarının% 23'ü 6 aylık kullanımdan sonra gevşedi.
Tip B (arkın kökünde trapezoidal iplik): aynı döngüde sıfır arıza ve titreşim iletim hızı%42 azaldı.
IV. Endüstri standartları ve gelecekteki eğilimler
ISO 898-1 ve ACI 355.2 standartlarına göre, yüksek kaliteli karbon çelik ankraj cıvatalarının dişleri aşağıdaki katı testlerden geçmelidir:
Tork testi: Kurulum torku 50-80N · m'ye (M12 spesifikasyon) ulaşmalı ve ipliğin kayması yoktur.
Yorgunluk ömrü testi: ±% 15 sınır yükünde 5000 döngü yükleme, yer değiştirme ≤0.1mm.
Gelecekte, akıllı inşaat teknolojisinin geliştirilmesiyle, iplik tasarımı dijital simülasyonu (sonlu eleman analizi gibi) ve 3D baskı teknolojisini, "özelleştirilmiş iş parçacıklarını" substratlara daha güçlü bir uyum sağlayarak birleştirecek:
Gözenekli beton için "Çift Ülkenli İplik"
Düşük sıcaklıklı ortamlar için "Karşıtı Ön Anti Sarmal Angle Optimizasyonu"
İplik tasarımının incelikleri, karbon çeliğinin malzeme potansiyelini gerçek mühendislikte güvenilir ankraj kuvvetine dönüştürmektir. Mekanik prensiplerden işlem ayrıntılarına kadar, her iş parçacığı "güvenlik" kelimesine sessiz bir bağlılıktır. Bilimsel olarak doğrulanmış bir iplik yapısı seçmek sadece teknik bir optimizasyon değil, aynı zamanda mühendislik kalitesi için bir sorumluluktur. Ankraj alanında, ayrıntıların zaferi genellikle nihai başarıyı veya başarısızlığı belirler.