Riveting, sivil ve yapısal mühendisliğin tarihinde en önemli mekanik katılımcı yöntemlerin biri olarak duruyor. 19. ve 20. yüzyıllar boyunca, pervaneli bağlantıların büyük ölçüde yeni inşaat köprülerinde çelik çerçeveler monte edilmesi için standarttı, gökler, kuleler ve endüstriyel binalara katkıda bulunun. Teknik, mühendisler için bir düzeyde güvenilirlik ve dayanıklılık sağladı ve bugün en ikonik yapıların bir kısmını hala ayakta tutmalarına izin verdi.

Permalinkin rolü, sadece çelik parçalarının bir araya gelmesinden çok daha fazla uzanır. Doğru şekilde idam edildiğinde, kalıcı güçlerini gösteren pervaneli bir eklem dağıtmaları ve yorgunluklara karşı farklı olan şekillerde karşılanır.Bu makale, metalurjik ve mekanik ilkeleri pervane eklemleri inceler ve kalıcı güçlerini gösteren önemli tarihi yapıları inceler.

Riveting Process: Araçlar ve Teknikler

İnşaat çelik yapımındaki Riveting, iş yoğun, yüksek yetenekli bir operasyondu. Süreç genellikle üç ayrı aşamaya dahil edildi: ısıtma, ekleme ve başı oluşturmak.Her aşama ortakın son kalitesine kritikti.

Isıtma ve işleme

Çelik pervaneler 900 °C ve 1000 °C arasında bir sıcaklık için taşınabilirdi (16:50F-1830°F), metalin uzun süreli tongs kullanarak delike hızlı bir şekilde aktarıldığı – bir “sıcak çocuk” veya “yaşatıcı bir geçiş” tarafından yapılan bir görevde, bir araya gelerek, katıldı.

Kesion ve Bucking

Sıcak perçet çelik üyelerinin hizalı deliklere yerleştirildiğinde, baskı sıkı, soğuğa ve sözleşmeye uygun bir şekilde yaratılan ve bu tahrik eylemi, sağlam bir direnişe karşı ilk kez daha ortaya çıktı.

Soğutma ve psöpürme

Kırmızı sıcaktan çevreye kadar soğutulmuşken, uzun süre boyunca ısıtılmış bir şekilde parladı. Çünkü çelik plakalar, yüksek çözünürlükte bir gerilim altında kaldı, yüksek güçlü bir yük olmadan kaynaklanmış bir metal gücü sadece bir araya getirdi, çünkü ortaya çıkan sürtünme gücü, bir avantaja ve yük taşıma yeteneğinde önemli bir faktördü.

Rivetli

Yapısal perleler için kullanılan çelik dikkatlice belirtilmişti. Tipik malzemeler düşük karbonlu çelikler (örneğin, ASTM A502 Grade 1 veya benzer) sıcakken iyi iyonlu yapı ve formability sunulan ve serinlenen döngü aynı zamanda pervatanı değiştirdi.

Önemli bir metalurjik bir düşünce, yüksek sıcaklıkta, kafa ve shank'da deneyimli yeniden kristalleşme ve tahıl rafinerisi olduğuydı. Bu, orijinal bar stoklarına kıyasla shank'ın mekanik özelliklerini geliştirdi.

Ancak, ısıtma süreci de dikkatli bir şekilde kontrol edilmek zorunda kaldı. Aşırı ısıtma yan yana - 20. yüzyılın başlarındaki yapıların genellikle el işçiliğinin başyapıtlarından kaynaklandığını düşünüyordu.

Rivets ve Ortak Yapılar

Yapısal perzitler birkaç şekilde geldi, ancak çelik binalar ve köprüler için en yaygın olanı düğme başıydı (parça başı) ve karşısunk kafa. Düğmeye uygun olan yüzeylerde Propost kabul edilebilir olduğu yüzeylerde kullanıldı; sayacın kafaları köprü güverteleri veya yerlerde sık sık sık gerekliydi.

Ortaklar iki birincil kategoride tasarlanmıştır: kucağa eklemler ve ancak eklemler.Bir turda, plakalar çakılıyor ve tek bir satırla (veya birden fazla satır) pervaneler tarafından belirlenir.Bir amat ekleminde plakalar, son derece uç-son ve iki taraf da birbirine kapıldı.

Bir başka kritik tasarım özelliği, "grip uzunluğu" idi - plakaların toplam kalınlığına katıldı. Rivetli çaplar genellikle çok fazla ısıtıcı ve daha uzun süre boyunca 4 ila 5 kat geçmedi, per shank'ın kurulum sırasında tamamen üzgün olabileceğini belirtti.

Yapısal Dürüstlük Nasıl Katkıya Katkı

Yük Dağıtımı ve Stres Akışı

Riveted eklemler transfer yükü perkürede bir kombinasyon aracılığıyla ve shank ile plaka arasında dikilir. İyi tasarlanmış bir ortakta, pervanslar, bu yüzden ortaklar aracılığıyla yük yolu mümkün olduğunca doğrudan, mini stres faktörü, bu da yorgunluk ve ikincil bükme için faydalıdır. Çünkü pervaneler nispeten yakın bir şekilde, bir imarkadadaki stres daha az ile daha üniformalıdır.

Friction and Slip Direniş

Daha önce de belirtildiği gibi, soğutma perçetinin termal sözleşmeleri, plakaların bir araya gelmesi için bir fikre karşı bir kuvvet yaratır. Tipik 7⁄8 inçlik beton yapısal pervap mekanizması, hizmet yüklerinin altında, bir perzorlu ortak deneyimlere sahip olmak, bu yüzden sadece bir köprünün üzerinde önemli bir kısmını koruyabilmek için küçük bir şişirme ve en yüksek zararın% 50'sine kadar erteleyebilir.

Flexability and Energy Dissipation

Tarihi pervap çerçevelerinin en övülen özelliklerinden biri, depremler, rüzgar fırtınaları veya sıcaklık değişiklikleri gibi dinamik olaylar sırasında enerji absorbe etme yeteneğidir. Katı olmayan bir ortak, küçük bir rotasyon veya kaymaya izin verir - tam bir taşıma şekli kurulmalıdır.Bu “give”, en az 20 tane enerjiden tasarruf sağlar ve çatı altında geçen yüksek enerji miktarı ve yüksek çözünürlükte erken göklerde, yüksek basınç azaltıcısı ile en yüksek devreleri azaltır.

Şükrü Direnişi

Çelik eklemlerdeki yağ başarısızlığı, tekrarlanan yüklemenin başlaması ve büyümesi için mikrokökezlere neden olduğu ortaya çıkar. Riveted eklemler, sert uçlara kıyasla mükemmel yorgunluk direnci sergilemektedir, çünkü çatlakların yüksek oranda sabit kalması için bilinen bir stres artışı engeller.

Riveted Steel Structures

Brooklyn Köprüsü (1883)

İlk başta bir süspansiyon köprüsü olsa da, Brooklyn Köprüsü, inşa edilmiş kirişlere ve lattice üyelerine çok fazla miktarda çelik kullanıyor. Köprünün trafik kabloları büyük miktarda 140 yıl boyunca demirli kablolar dikiliyor. Bakım kayıtları, pervane edilmiş bağlantıların daha sonra eklenmiş olan binlerce sıcak tabanlı alanın daha küçük onarımını sağladığını gösteriyor.

The Eiffel Kulesi (1889)

Gustave Eiffel'in Paris'teki başyapıt, yüksek çözünürlükte inşa edilmiş bir lattice kulesidir.Pratures of the Eiffel Tower isn's the classroom of wind load through a highly redüpt, open framework. - öncelikle oar'da bulunan yüksek pervaneler için tasarlanmış bir çatıdaki çalışma nedeniyle, kulenin zarif çizgilerinin yüksek çözünürlükte nasıl elde edildiğine dair not eder.

Woolworth Binası (1913)

Manhattan'daki Woolworth Binası, arazide yüksek oranda yoğunlaşmış, binanın en yüksek sütunlarından yük transfer etmek için yenilikçi bağlantı tasarımları gerekli.The Woolworth's çelik çerçevesi hala ses olarak kabul edilir ve son yapısal değerlendirmeler binadaki rüzgar bracing sistemi neredeyse tam tasarımlarını garanti altına alır.The Woolworth Building's, Building's lateral way still within accepted limits.The Woolworth's Steel framework is still considered sound, and son yapısal değerlendirmeler.

Forth Bridge (1890)

İskoçya'da Forth Bridge, tamamen çelik tüpler ve lattice üyeleriyle bağlantılı olarak kurulmuş bir kanal köprüsüdür. 19. yüzyıl mühendisliği için muhteşem bir köprüdür. Köprü, büyük üyeler olmadan geçiş yapan trenlerin dinamik yüklenmesini sağlamak için milyonlarca pervap kullanıyor.

Koruma Challenges ve Restorasyon Yaklaşımları

Periyodik çelik çerçeveler oldukça dayanıklı olsa da, bu crevicelerde perçetlerin “güvenlikli yüzeylerde” veya bazı tarihi yapılarda tırnakları kaybetmelerine neden olabilir.Özellikle aşırılık veya termal genişleme döngülerine maruz kalan köprülerde.Bu crevices'te korozyon, yapısal güvenlik görevlilerinin garanti altına alınmasında veya bir kuvvet kaybetmesine neden olabilir.

Bir restorasyon yöntemi, ABD ve Avrupa'daki yeni sıcak tahrikli perziğe sahip pervatanların değiştirilmesini gerektirir.Bu, daha az kritik üyeler için yeni bir pervane makinesi eğitimi gerektirir ve ekipman bakımı için neredeyse 20. yüzyılın sonlarında kaybolmuş bir yetenektir. Ancak, ABD ve Avrupa'daki birçok tarihi köprü projesinin davranışını başarılı bir şekilde etkileyebilir.Daha az kritik üyeler için, yüksek çözünürlükte bir değişikliktir (örneğin ASTM A325 veya A490).

Bir başka yenilikçi yaklaşım, sadece yük taşıma kapasitesinin kritik olmadığı mimari ayrıntılar için kullanılır, ancak bu yöntem tarihsel doğruluk ve yapısal bütünlüğün her iki gerekli olduğu zaman altın standardı sağlamaz.

Orijinal perpi modellerini anlamak, perde ve kenar mesafelerini herhangi bir değerlendirme için önemlidir. Mühendisler, perstress'ın geri kalanını değerlendirmek için genellikle ultrasonik test yoluyla veya perkökün bir kafa açmak için gerekli olan tork ölçülmelidir -bir ortaktaki birden fazla pervane varsa, bağlantı ek taşıyıcı veya çelik plakalarla takviyeye ihtiyaç duyabilir, aşırı sağlanmış üyelerden kaçınmak için dikkatli bir şekilde tasarlanmıştır.

Kaynak ve Bolting için geçiş

1950’lerde, yapısal kaynak yük devretme konusunda daha verimliydi çünkü bu hataların miktarı ve çeliklerin kullanımını azalttı, ancak stres konsantrasyonları nedeniyle bazı durumlarda yırtıklı yapılara maruz kalmamıştı ve daha da sert olmayan bir bölge.

Bolting ayrıca popülerlik kazandı çünkü yüksek güçlü cıvatalar (kontrollü bir gerilime yol açtı) gerekirse sıcak perziğe benzer bir güç verebilir.A325, 1940'larda tanıtıldı, çelik inşaat için standart haline geldi. Bolted bağlantıları incelenebilir ve muhafaza edilebilir ve gerekirse, yeni inşaat, cıvata ve kaynak için gevşek olabilir.

Modern Çalışmalar ve Riveted Bağlantıların Mirası

Son yıllarda, yapısal mühendislik araştırmacıları uzun vadeli performanslarını anlamak ve mevcut yapıları değerlendirmek için kılavuzları geliştirmek için pervaplı ortakların kapasitelerinin başlangıçta varsayıldığı ve paslanmış faktör (kotlama) için kılavuzların ölçeklendirmesi için tekrar gözden geçirilmesini sağladılar.Bu, mühendislere geniş kapsamlı takviye olmadan daha ağır modern yüklerin hızlanmasına izin verdi.

Finite-element modelleri perle edilmiş eklemler de, soğutma sürecindeki retorik streslerin zararlı olmadığını göstermiştir; aslında, ampirik bilimde bulunan sıkıştırıcı stresler, plakanın yorgunluk ömrünü aslında çatlakları yükselterek artırabilir.Bu, çekiçleme sürecinin zararlı stres konsantrasyonlarını ortaya koyar.

Periyodik mirası modern tasarıma genişletilir: Bazı mimarlar ve mühendisler şimdi makine çağının estetik bir homage to endüstriyel mirası olarak yeni yapılarda ortaya çıkan perpozetleri kullanıyor ve bu kadar başarılı olan büyük ölçekli stoklamalar modern yüksek kontrolli bağlantılarda uygulanmaktadır.The Diocles of preload, drag, and redthrough that made perzored commons so successful are being applied in modern high-power-powerli connections with gerginlik kontrol edilen cıvataları.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Riveting, erken çelik çerçeveler için uygun bir katılımcı yönteminden çok daha fazlasıydı; bu, tarihi binalar ve köprülerin olağanüstü güç, kanal ve dayanıklılık ile bağlantıları oluşturmak için fiziksel özelliklerini kullanan sofistike bir teknolojiydi.

Bu tarihi yapıların bakımına katılan profesyoneller için, pervanelerin nasıl çalıştığını ayrıntılı bir anlayış - ve nasıl işe devam ettiğini - yapısal mühendisliğin temel bir kahramanı olduğunu, endüstriyel mirasımızın kemiklerini bir araya getiren daha büyük.