Normtoetsing van bouten en voorbelaste bouten (AISC)
De krachten in bouten worden bepaald door middel van eindige elementenanalyse. De trekkrachten omvatten wrikkrachten. De boutweerstanden worden gecontroleerd volgens AISC 360 - Hoofdstuk J3.
Bouten
Trek- en afschuivingssterkte van bouten
De rekenwaarde van de trek- of afschuivingssterkte, ϕRn, en de toelaatbare trek- of afschuivingssterkte, Rn/Ω van een handdraai-aangedraaide bout wordt bepaald volgens de grensstoestand van trekbreuk en afschuivingsbreuk als volgt:
Rn = FnAb
ϕ = 0.75 (LRFD, aanpasbaar in Code setup)
Ω = 2.00 (ASD, aanpasbaar in Code setup)
waarbij:
Ab – nominale ongedraaide dwarsdoorsnede van de bout of het gedraaide deel
Fn – nominale trekspanning, Fnt, of afschuivingsspanning, Fnv, uit Tabel J3.2
De vereiste treksterkte omvat elke trek die voortvloeit uit wrikkrachten als gevolg van de vervorming van de verbonden delen.
Gecombineerde trek en afschuiving in een verbinding op steundruk
De beschikbare treksterkte van een bout die onderworpen is aan gecombineerde trek en afschuiving wordt bepaald volgens de grensstoestand van trek- en afschuivingsbreuk als volgt:
Rn = F'nt Ab (AISC 360-16 J3-2)
ϕ = 0.75 (LRFD, aanpasbaar in Code setup)
Ω = 2.00 (ASD, aanpasbaar in Code setup)
\( F'_{nt}=1.3 F_{nt} - \frac{f_{rv} F_{nt}}{\phi F_{nv}} \) (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)
waarbij:
- F'nt – nominale trekspanning aangepast om de effecten van afschuivingsspanning te omvatten
- Fnt – nominale trekspanning uit AISC 360-16 Tabel J3.2
- Fnv – nominale afschuivingsspanning uit AISC 360-16 Tabel J3.2
- frv – vereiste afschuivingsspanning met behulp van LRFD- of ASD-belastingscombinaties. De beschikbare afschuivingsspanning van het bevestigingsmiddel moet gelijk zijn aan of groter zijn dan de vereiste afschuivingsspanning, frv
Steundruksterkte in boutgaten
De beschikbare steundruksterkten, ϕRn en Rn/Ω, bij boutgaten worden bepaald voor de grenstoestand van steundruk als volgt:
ϕ = 0.75 (LRFD, aanpasbaar in Code setup)
Ω = 2.00 (ASD, aanpasbaar in Code setup)
De nominale steundruksterkte van het verbonden materiaal, Rn, wordt als volgt bepaald:
Voor een bout in een verbinding met standaard gaten:
Rn = 1.2 lc t Fu ≤ 2.4 d t Fu (AISC 360-16 J3-6a, J3-6a, c)
Voor een bout in een verbinding met sleuvengatem:
Rn = 1.0 lc t Fu ≤ 2.0 d t Fu (AISC 360-16 J3-6a, J3-6e, f)
waarbij:
- Fu – gespecificeerde minimale treksterkte van het verbonden materiaal
- d – nominale boutdiameter
- lc – vrije afstand, in de richting van de kracht, tussen de rand van het gat en de rand van het aangrenzende gat of de rand van het materiaal
- t – dikte van het verbonden materiaal
Voorbelaste bouten
De rekenwaarde van de glijweerstand van een voorbelaste bout van klasse A325 of A490 met het effect van trekkracht Ft
Voorspankracht te gebruiken AISC 360-10 tab. J3.1.
Tb = 0.7 fub As
Rekenwaarde van de glijweerstand per bout AISC 360-10 par. J3.8
Rn = kSC μ Du hf Tb ns
Benuttingsgraad in afschuiving [%]:
Uts = V / ϕRn (LRFD)
Uts = Ω V / Rn (ASD)
waarbij:
- As – trekspanningsoppervlak van de bout
- fub – ultieme treksterkte
- \( k_{SC}=1-\frac{F_t}{D_u T_b n_b} \) – factor voor gecombineerde trek en afschuiving (LRFD) (J3-5a)
- \( k_{SC}=1-\frac{1.5 F_t}{D_u T_b n_b} \) – factor voor gecombineerde trek en afschuiving (ASD) (J3-5b)
- μ – gemiddelde glijcoëfficiënt aanpasbaar in Code setup
- Du = 1.13 – vermenigvuldigingsfactor die de verhouding weergeeft van de gemiddelde geïnstalleerde boutvoorspanning tot de gespecificeerde minimale boutvoorspanning
- hf = 1.0 – factor voor vulplaten
- ns – aantal wrijvingsvlakken; de normtoetsing wordt afzonderlijk berekend voor elk wrijvingsvlak
- V – afschuivingskracht die op de bout werkt
- ϕ = 1.0 – weerstandsfactor voor standaard gatafmetingen (LRFD) aanpasbaar in Code setup
- ϕ = 0.7 – weerstandsfactor voor sleuvengatem (LRFD)
- Ω = 1.5 – weerstandsfactor voor standaard gatafmetingen (ASD) aanpasbaar in Code setup
- Ω = 2.14 – weerstandsfactor voor sleuvengatem (ASD)