Csavarok és előfeszített csavarok szabványellenőrzése (AISC)

A csavarok erői végeselem-analízissel kerülnek meghatározásra. A húzóerők tartalmazzák a feszítő erőket. A csavar ellenállások az AISC 360 - J3. fejezet szerint kerülnek ellenőrzésre.

Csavarok

Csavarok húzási és nyírási szilárdsága

A méretezési húzási vagy nyírási szilárdsága, ϕR_n, és a megengedett húzási vagy nyírási szilárdsága, R_n/Ω egy kézzel meghúzott csavarnak a húzási és nyírási törés határállapotai szerint a következőképpen kerül meghatározásra:

R_n = F_nA_b

ϕ = 0.75    (LRFD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

Ω = 2.00    (ASD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

ahol:

A_b – a csavar vagy menetes rész névleges menetmentes keresztmetszeti területe

F_n – névleges húzófeszültség, F_nt, vagy nyírófeszültség, F_nv, a J3.2 táblázatból

A szükséges húzási szilárdsága tartalmaz minden olyan húzást, amely a csatlakoztatott részek deformációja által keltett feszítő erő hatásából ered.

Kombinált húzás és nyírás csapágyas típusú kapcsolatban

A kombinált húzásnak és nyírásnak kitett csavar rendelkezésre álló húzási szilárdsága a húzási és nyírási törés határállapotai szerint a következőképpen kerül meghatározásra:

R_n = F'_nt A_b    (AISC 360-16 J3-2)

ϕ = 0.75    (LRFD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

Ω = 2.00    (ASD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

\( F'_{nt}=1.3 F_{nt} - \frac{f_{rv} F_{nt}}{\phi F_{nv}} \)   (AISC 360-16 J3-3a LRFD)

\( F'_{nt}=1.3 F_{nt} - \frac{f_{rv} \Omega F_{nt}}{F_{nv}} \)    (AISC 360-16 J3-3b ASD)

ahol:

• F'_nt – névleges húzófeszültség a nyírófeszültség hatásait is figyelembe véve módosítva
• F_nt – névleges húzófeszültség az AISC 360-16 J3.2 táblázatból
• F_nv – névleges nyírófeszültség az AISC 360-16 J3.2 táblázatból
• f_rv – szükséges nyírófeszültség LRFD vagy ASD teherkombinációk alkalmazásával. A kötőelem rendelkezésre álló nyírófeszültsége egyenlő vagy nagyobb kell legyen a szükséges nyírófeszültségnél, f_rv

Palástnyomási szilárdság csavarlyukakban

A rendelkezésre álló palástnyomási szilárdságok, ϕR_n és R_n/Ω, csavarlyukaknál a palástnyomás határállapotára a következőképpen kerülnek meghatározásra:

ϕ = 0.75    (LRFD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

Ω = 2.00    (ASD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

A csatlakoztatott anyag névleges palástnyomási szilárdsága, R_n, a következőképpen kerül meghatározásra:

Szabványos lyukakkal rendelkező kapcsolatban lévő csavar esetén:

R_n = 1.2 l_c t F_u ≤ 2.4 d t F_u    (AISC 360-16 J3-6a, J3-6a, c)

Hornyolt lyukakkal rendelkező kapcsolatban lévő csavar esetén:

R_n = 1.0 l_c t F_u ≤ 2.0 d t F_u    (AISC 360-16 J3-6a, J3-6e, f)

ahol:

• F_u – a csatlakoztatott anyag meghatározott minimális húzószilárdsága
• d – névleges csavarátmérő
• l_c – szabad távolság, az erő irányában, a lyuk széle és a szomszédos lyuk széle vagy az anyag széle között
• t – a csatlakoztatott anyag vastagsága

Előfeszített csavarok

Az előfeszített A325 vagy A490 osztályú csavar méretezési csúszási ellenállása az Ft húzóerő hatásával

Az alkalmazandó előfeszítési erő AISC 360-10 J3.1 táblázat szerint.

T_b = 0.7 f_ub A_s

Méretezési csúszási ellenállás csavaronként AISC 360-10 J3.8 bekezdés szerint

R_n = k_SC μ D_u h_f T_b n_s

Kihasználtság nyírásban [%]:

U_ts = V / ϕR_n    (LRFD)

U_ts = Ω V / R_n    (ASD)

ahol:

• A_s – a csavar húzófeszültség-területe
• f_ub – végső húzószilárdság
• \( k_{SC}=1-\frac{F_t}{D_u T_b n_b} \)   – kombinált húzás és nyírás tényezője (LRFD) (J3-5a)
• \( k_{SC}=1-\frac{1.5 F_t}{D_u T_b n_b} \)     – kombinált húzás és nyírás tényezője (ASD) (J3-5b)
• μ – átlagos csúszási tényező együttható, a Kódbeállításban szerkeszthető
• D_u = 1.13 – szorzó, amely a beépített csavar átlagos előfeszítési erejének és a meghatározott minimális csavar előfeszítési erőnek az arányát tükrözi
• h_f = 1.0 – kitöltők tényezője
• n_s – súrlódási felületek száma; az ellenőrzés minden súrlódási felületre külön kerül kiszámításra
• V – a csavarra ható nyíróerő
• ϕ = 1.0 – ellenállási tényező szabványos méretű lyukakhoz (LRFD), a Kódbeállításban szerkeszthető
• ϕ = 0.7 – ellenállási tényező hornyolt lyukakhoz (LRFD)
• Ω = 1.5 – ellenállási tényező szabványos méretű lyukakhoz (ASD), a Kódbeállításban szerkeszthető
• Ω = 2.14 – ellenállási tényező hornyolt lyukakhoz (ASD)