Normové posouzení šroubů podle indické normy
Únosnost šroubů ve smyku
Návrhová únosnost šroubu, \(V_{dsb}\), jako únosnost ve smyku je dána IS 800, Cl. 10.3.3:
\[ V_{sb} \le V_{dsb} \]
kde:
- \(V_{dsb} = V_{nsb}/\gamma_{mb}\) – návrhová únosnost šroubu ve smyku
- \(V_{nsb} = \frac{f_{ub}}{\sqrt{3}} A_e\) – charakteristická únosnost šroubu ve smyku
- \(f_{ub}\) – mez pevnosti šroubu v tahu;
- \(A_e\) – plocha pro přenos smyku; \(A_e = A_n\) pro smykovou rovinu procházející závitem, \(A_e = A_s\) pro případ, kdy závit neleží ve smykové rovině
- \(A_n\) – čistá plocha průřezu šroubu v tahu
- \(A_s\) – plocha průřezu dříku šroubu
- \(\gamma_{mb} = 1.25\) – dílčí součinitel spolehlivosti šroubů – typ otlačení – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy
Pokud je délka sevření šroubů \(l_g\) (rovna celkové tloušťce spojovaných plechů) větší než \(5d\), návrhová únosnost ve smyku \(V_{dsb}\) se sníží součinitelem \(\beta_{lg}\) – IS 800, Cl. 10.3.3.2:
\[ \beta_{lg} = \frac{8}{3+l_g/d} \]
Podle IS 800, Cl. 10.3.3.3, návrhová únosnost šroubů ve smyku přenášejících smyk přes výplňový plech o tloušťce \(t_{pk} \ge 6\) mm se sníží součinitelem:
\[ \beta_{pk} = (1-0.0125 t_{pk}) \]
Každá smyková rovina je posuzována samostatně a zobrazuje se nejhorší výsledek.
Únosnost šroubů v otlačení
Návrhová únosnost šroubu v otlačení na jakémkoli plechu je dána IS 800, Cl. 10.3.4:
\[ V_{sb} \le V_{dpb} \]
kde:
- \(V_{dpb} = V_{npb} / \gamma_{mb}\) – návrhová únosnost šroubu v otlačení
- \(V_{npb} = 2.5 k_b d t f_u\) – charakteristická únosnost šroubu v otlačení
- \(k_b = \min \left \{ \frac{e}{3d_0}, \, \frac{p}{3d_0}-0.25, \, \frac{f_{ub}}{f_u}, \, 1.0 \right \}\) – součinitel geometrie spoje a pevnosti materiálu
- \(e\) – vzdálenost od kraje spojovacího prvku ve směru otlačení
- \(p\) – rozteč spojovacích prvků ve směru otlačení
- \(f_{ub}\) – mez pevnosti šroubu v tahu
- \(f_u\) – mez pevnosti plechu v tahu
- \(d\) – jmenovitý průměr šroubu
- \(d_0\) – průměr otvoru pro šroub
- \(t\) – tloušťka plechu
- \(\gamma_{mb} = 1.25\) – dílčí součinitel spolehlivosti šroubů – typ otlačení – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy
Otlačení každého plechu je posuzováno samostatně a zobrazuje se nejhorší výsledek.
Únosnost v otlačení se pro zvětšené a drážkové otvory snižuje součinitelem:
- 0,7 – pro zvětšené a krátké drážkové otvory
- 0,5 – pro dlouhé drážkové otvory
Rozměry zvětšených, krátkých drážkových a dlouhých drážkových otvorů jsou stanoveny podle IS 800, Table 19.
Únosnost šroubů v tahu
Šroub namáhaný návrhovou tahovou silou je posuzován podle IS 800, Cl. 10.3.5:
\[ T_b \le T_{db} \]
kde:
- \(T_{db} = T_{nb} / \gamma_{mb}\) – návrhová tahová únosnost šroubu
- \(T_{nb} = \min \{ 0.9 f_{ub} A_n, \, f_{yb} A_s (\gamma_{mb} / \gamma_{m0}) \}\) – charakteristická tahová únosnost šroubu
- \(f_{ub}\) – mez pevnosti šroubu v tahu
- \(f_{yb}\) – mez kluzu šroubu
- \(A_n\) – čistá plocha průřezu šroubu v tahu
- \(A_s\) – plocha průřezu dříku šroubu
- \(\gamma_{mb} = 1.25\) – dílčí součinitel spolehlivosti šroubů – typ otlačení – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy
- \(\gamma_{m0} = 1.1\) – dílčí součinitel spolehlivosti únosnosti při dosažení meze kluzu – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy
Šroub namáhaný kombinací smyku a tahu
Šroub, který musí současně přenášet návrhovou smykovou sílu i návrhovou tahovou sílu, musí podle IS 800, Cl. 10.3.6 splňovat:
\[ \left( \frac{V_{sb}}{V_{db}} \right)^2 + \left( \frac{T_{b}}{T_{db}} \right)^2 \le 1.0 \]
kde:
- \(V_{sb}\) – návrhová smyková síla
- \(V_{db} = \min \{ V_{dsb}, \, V_{dpb} \}\) – návrhová smyková únosnost šroubu – IS 800, Cl. 10.3.2
- \(V_{dsb}\) – návrhová únosnost ve smyku
- \(V_{dpb}\) – návrhová únosnost v otlačení
- \(T_b\) – návrhová tahová síla
- \(T_{db}\) – návrhová tahová únosnost šroubu