مفاهیم اولیه سیستم اتصالات تک ضرب (میخکوب)

سیستم اتصالات تک ضرب، بتن، طراحی، فولاد، نصب


در سيستم هاي ميخکوب، ميخ به وسيله ي دستگاهي که با چاشني کار مي کند به داخل فولاد، بتن و يا مصالح بنايي فرو مي رود. پيستون داخلي با استفاده از قدرت چاشني ميخ را به داخل ماده پايه هدايت مي کند. استفاده از ميخکوب هاي چکشي به دهه ۱۹۵۰ ميلادي برميگردد. از آن زمان به بعد، با گسترش نوآوري ها در زمينه اتصال مستقيم توسط ميخکوب اين سيستم بهره وري، ايمني و قابليت اطمينان بيشتري پيدا کرد. 

سيستم اتصالات تک ضرب از سه بخش اصلي تشکيل شده است: دستگاه ميخکوب، انرژي محرکه و المان اتصال(ميخ) و اين در حاليست که دستگاه هاي ميخکوب از نظر نوع انرژي محرکه به سه دسته ي چاشني(باروت)، گاز و باتري به عنوان يکي از نوآوري هاي اخير دسته بندي مي شوند. اطلاعات بيشتر و تفاوت هاي اين سيستم ها را مي توانيد در جدول زير ببينيد.

 

سيستم هاي ميخکوب با چاشني سيستم هاي ميخکوب گازي سيستم هاي ميخکوب با باتري
سيستم هاي مخکوب که با استفاده از چاشني و پيستون محبوس(به منظور افزايش ايمني و سرعت بالا در اتصال) کار مي کنند. سيستم هاي ميخکوب داراي بهره وري بالا براي کاربردهاي سبک جديدترين تکنولوژي در سيستم هاي ميخکوب بدون ايجاد اشتعال قابل استفاده در محيط هاي حساس
  • ميخ ها و ميخ پيچ هاي قابل استفاده در کاربردهاي تاسيسات الکتريکي و مکانيکي
  • بيشترين ميزان انرژي
  • مناسب براي محيط هاي مرطوب و خورنده
  • قابليت اتصال به بتن، فولاد و مصالح بنايي
  • مناسب براي کارهاي با حجم بالا و کارهاي داخلي
  • مناسب براي ديوارهاي خشک(کناف) و سيستم هاي الکتريکي و مکانيکي (نصب کابل هاي برق، بست هاي کاندوئيت و …)
  • تنوع در نوع ميخ براي انواع مصالح پايه مثل بتن، فولاد و مصالح بنايي
  • عامل محرکه باتري قابل شارژ
  • داراي کمترين صدا در سطح دستگاه هاي ميخکوب هيلتي
  • مناسب براي ديوارهاي خشک(کناف) و سيستم هاي الکتريکي و مکانيکي (نصب کابل هاي برق، بست هاي کاندوئيت و …)
  • قابليت اتصال به فولاد، بتن و مصالح بنايي

جدول ۱ : انواع ميخکوب ها از نظر نيروي محرکه

بسته به نيروي محرکه مورد استفاده، سه روش اوليه براي اتصال ميخ به فولاد وجود دارد: ميخ هاي داراي نوک تيز، ميخ هاي داراي نوک صاف و پيچ هاي داراي نوک صاف. براي اطلاعات بيشتر جدول زير را ببينيد:

پيچ هاي نوک صاف S-BT ميخ هاي نوک صاف X-BT ميخ هاي نوک تيز

سيستم نوآورانه توسط پيچ هاي نوک صاف که به وسيله ي ايجاد گشتاور مناسب با دستگاه در فلز پايه و ايجاد يه اتصال قوي

تکنولوژي انقلابي در سيستم هاي ميخکوب به وسيله ي ميخ نوک صاف که توسط دستگاه ميخکوب با چاشني، با استفاده از يک پيش سوراخکاري اتصال با کيفيتي به فولاد ايجاد مي کند.

تکنولوژي ميخ هاي نوک تيز با استفاده از ميخکوب و چاشني يک اتصال با کيفيت به فولاد پايه ايجاد مي کند.

  • عدم خسارت به ماده پايه و جلوگيري از خوردگي در اطراف محل اتصال جنس فولاد ضدزنگ براي ميخ ها (قابل استفاده در محيط هاي خورنده)
  • عدم خسارت به ماده پايه و جلوگيري از خوردگي در اطراف محل اتصال
  • جنس فولاد ضدزنگ براي ميخ ها (قابل استفاده در محيط هاي خورنده)
  • مناسب براي نصب هاي با تعداد بالا چرا که سرعت بالايي دارد. در حد چند ثانيه!
  • ميخ هايي از جنس استيل براي محيط هاي مرطوب و خورنده

جدول ۲ : انواع ميخ پيچ ها

در اتصال توسط ميخ بر روي مصالح پايه فولاد چهار مکانيزم وجود دارد: اصطکاک، قفل شدگي، لحيم شدن و ذوب. براي ميخ پيچ هاي نوک تيز، مقاومت ماده پايه در مقابل حرکت ميخ منجر به ايجاد يک اتصال مي شود. به همين دليل در هنگام اعمال نيروي کششي به ميخ انتقال نيروي اعمالي به ماده پايه از طريق اصطکاک انجام مي شود. اگر اتصال دهنده نوک تیز دارای پیچ یا خمیدگی در امتداد ساق باشد ، ضریب اصطکاک در نواحی در تماس افزایش می یابد و یک قفل مکانیکی بین ماده پایه و اتصال دهنده ایجاد کرده و حالت قفل شدگي ايجاد مي شود. لحیم کاری به دلیل وجود پوشش نازک روی سطح اتصال دهنده صورت می گیرد که در حين شليک و در درجه حرارت بالاي ايجاد شده به دليل اصطکاک، تا حدی ذوب می شود.

نوک اتصال دهنده به سمت بالاترین درجه حرارت در حین شليک مي رود، که منجر به همجوشی بین اتصال دهنده ، ماده روی و مصالح پایه فولادی مي شود. این همجوشی می تواند مکانیسم مهمی برای نگهداری ميخ باشد. با این حال، این فقط در ميخ پيچ هاي نوک تیز که نفوذ نمی کنند، دیده می شود.

ميخ پيچ هاي نوک صاف در درجه اول به دلیل قرار گرفتن در یک سوراخ کوچک اوليه (پيش سوراخکاري اوليه) همجوشی و اصطکاک را تجربه می کنند که ظرفیت بار قابل توجهی را فراهم می کند. ميخ پيچ هاي نوک صاف با استفاده از سیستم ميخکوب هيلتي به داخل سوراخ ايجاد شده از قبل هدایت می شوند و حالت قفل شدگي را ايجاد مي کنند.

اگر ماده پايه بتن باشد سه مکانيزم اصلي براي اتصال وجود دارد: چسبندگي/ ذوب شدگي، قفل شدگي و گيرکردن. همان طور که در فولاد ميخ به وسيله ي لحيم کاري متصل مي شود، گرماي ايجاد شده در حين حرکت ميخ به داخل بتن باعث فشرده کردن بتن و ايجاد يک حجم صلب در اطراف ميخ مي شود که علت آن دماي بالا و اصطکاک ايجاد شده است. در نهايت نيرويي ناشي از قفل شدگي در اطراف ميخ گسترش مي يابد. واشرهاي موجود بر روي ميخ مي تواند باعث اتصال بهتر ميخ به بتن شود. در شرايط خاص مي توان با استفاده از يک واشر اضافي مقاومت برشي را بالا برد.

پس از درک درست از مکانيسم هاي اصلي نگه داشتن ميخ در بتن، نکته ي مهم ديگر درک درست از عوامل تاثيرگذار بر ظرفيت باربري ميخ هاست. براي ماده پايه فولادي برخي از عوامل مانند ضخامت فولاد، مقاومت کششي و سختي ميخ و نيز فواصل بين اتصال ميخ ها و فاصله از لبه ي ميخ ها و قطر ميخ ها مد نظر است. همچنين ميزان نفوذ ميخ داخل فولاد نيز نقش مهمي در باربري بازي مي کند.

به صورت مشابه براي اتصال ميخ ها در بتن عواملي مانند ميزان نفوذ ميخ در بتن، مقاومت فشاري بتن، سختي ميخ و فاصله ميخ از يکديگر و از لبه آزاد بتن تأثير گذار است.

به طور معمول وقتي مقاومت فشاري بتن افزايش پيدا کند ظرفيت اتصال با ميخ نيز افزايش پيدا مي کند. عملکرد بهينه ميخ ها در بتن هاي با مقاومت فشاري ۱۵ تا ۴۰ مگاپاسکال ديده مي شود. ممکن است شما ميخ ها را در بتن هاي با مقاومت بالاتر حدود ۵۵ مگاپاسکال آزمايش کنيد اما بايد به اين نکته توجه کنيد که در شليک ميخ بر روي اين گونه بتن ها بايد پيش سوراخکاري انجام شود.

آيتم هاي تاثير گذار در باربري براي کاربردهاي عمومي دستگاه هاي ميخکوب بر روي بتن و فولاد باید مطابق استانداردهاي ASTM E1190 و یا ICC-ES AC70 باشد. اين استانداردها براي سيستم هاي سقف عرشه فولادي مي بايست مطابق با ICC-ES AC43  باشد.

اين استانداردها تست هاي دوام، ادبيات فني و شرايط تاييديه هاي منطبق بر آيين نامه ها را در اين نوع اتصال ها مورد بررسي قرار مي دهند. برخي از گسيختگي هاي معمول نيز در اين گونه تست ها مورد بررسي و آزمايش قرار مي گيرند که به شرح زير است:

  • نيروي بيرون آمدگي ميخ در فولاد
  • نيروي بيرون آمدگي ميخ در بتن
  • گسيختگي ورق فولادي اتصال
  • شکستگي برشي ميخ و …