Normnachweis von vorgespannten Schrauben nach indischen Normen
Gleitwiderstand
Der Gleitwiderstand einer vorgespannten Schraube wird gemäß IS 800, Abschn. 10.4.3 überprüft:
\[ V_{sf} \le V_{dsf} \]
wobei:
- \(V_{dsf} = V_{nsf} / \gamma_{mf}\) – Bemessungs-Querkrafttragfähigkeit einer Schraube, bestimmt durch Gleiten bei Reibungsverbindung
- \(V_{nsf} = \mu_f n_e K_h F_0\) – charakteristische Querkrafttragfähigkeit einer Schraube, bestimmt durch Gleiten bei Reibungsverbindung
- \(\mu_f\) – Reibungskoeffizient (Gleitbeiwert) gemäß IS 800, Tabelle 20; im Code-Setup editierbar
- \(n_e = 1\) – Anzahl der wirksamen Kontaktflächen, die Reibungswiderstand gegen Gleiten bieten; jede Scherfuge wird separat überprüft
- \(K_h\) – Faktor für Schraubenlöcher; \(K_h = 1{,}0\) für Befestigungselemente in Normallöchern, \(K_h = 0{,}85\) für Befestigungselemente in übergroßen und kurzen Langlöchern, \(K_h = 0{,}7\) für Befestigungselemente in langen Langlöchern
- \(\gamma_{mf}\) – Teilsicherheitsbeiwert für Schrauben – Reibungstyp – IS 800, Tabelle 5, \(\gamma_{mf}=1{,}10\) wenn der Gleitwiderstand für die Gebrauchslast bemessen wird, \(\gamma_{mf}= 1{,}25\) wenn der Gleitwiderstand für die Bemessungslast im GZT bemessen wird; im Code-Setup editierbar
- \(F_0 = A_n f_0\) – minimale Schraubenvorspannkraft (Prüflast) bei der Montage
- \(A_n\) – Nettoquerschnittsfläche des Schraubenschafts unter Zugbeanspruchung
- \(f_0 = 0{,}7 f_{ub}\) – Prüfspannung
Die Tragfähigkeit nach dem Gleiten (IS 800, Abschn. 10.4.4) ist durch Umschalten des Schraubentyps von Reibung auf Lochleibung zu überprüfen – Zug-/Querkraft-Interaktion für die Bemessungstragfähigkeit im GZT.
Zugtragfähigkeit von Schrauben
Eine Schraube, die einer bemessenen Zugkraft ausgesetzt ist, wird gemäß IS 800, Abschn. 10.3.5 überprüft:
\[ T_f \le T_{df} \]
wobei:
- \(T_{df} = T_{nf} / \gamma_{mf}\) – Bemessungs-Zugtragfähigkeit der Reibungsschraube
- \(T_{nf} = \min \{ 0.9 f_{ub} A_n, \, f_{yb} A_s (\gamma_{mf} / \gamma_{m0}) \}\) – charakteristische Zugtragfähigkeit der Reibungsschraube
- \(f_{ub}\) – Zugfestigkeit der Schraube
- \(f_{yb}\) – Streckgrenze der Schraube
- \(A_n\) – Nettoquerschnittsfläche des Schraubenschafts unter Zugbeanspruchung
- \(A_s\) – Querschnittsfläche des Schraubenschafts
- \(\gamma_{mf}\) – Teilsicherheitsbeiwert für Schrauben – Reibungstyp – IS 800, Tabelle 5, \(\gamma_{mf}=1{,}10\) wenn der Gleitwiderstand für die Gebrauchslast bemessen wird, \(\gamma_{mf}= 1{,}25\) wenn der Gleitwiderstand für die Bemessungslast im GZT bemessen wird; im Code-Setup editierbar
- \(\gamma_{m0} = 1{,}1\) – Teilsicherheitsbeiwert für den durch Fließen bestimmten Widerstand – IS 800, Tabelle 5; im Code-Setup editierbar
Abhebekräfte werden durch die Finite-Elemente-Analyse bestimmt und sind in der Zugkraft enthalten.
Reibungsschraube unter kombinierter Scher- und Zugbeanspruchung
Eine Schraube, die gleichzeitig sowohl einer Bemessungs-Querkraft als auch einer Bemessungs-Zugkraft standhalten muss, hat gemäß IS 800, Abschn. 10.3.6 folgende Bedingung zu erfüllen:
\[ \left( \frac{V_{sf}}{V_{df}} \right)^2 + \left( \frac{T_{f}}{T_{df}} \right)^2 \le 1.0 \]
wobei:
- \(V_{sf}\) – einwirkende bemessene Querkraft bei Bemessungslast
- \(V_{df}\) – Bemessungs-Querkrafttragfähigkeit
- \(T_f\) – von außen aufgebrachte bemessene Zugkraft bei Bemessungslast
- \(T_{df}\) – Bemessungs-Zugtragfähigkeit