Normtoetsing van bouten en voorspanbouten volgens Australische normen

De krachten in bouten inclusief wrikkrachten worden bepaald door middel van eindige elementenanalyse. De boutweerstanden worden getoetst aan de normeisen.

Bouten

Bouten worden getoetst volgens Hoofdstuk 9.2 Ontwerp van bouten. De trek- en afschuifkracht in elke bout wordt bepaald door middel van eindige elementenanalyse. Wrikkrachten worden in rekening gebracht zoals voorgesteld in Clausule 9.1.8. Wrikkrachten worden bepaald door middel van eindige elementenanalyse. Elk afschuifvlak wordt afzonderlijk getoetst. De spijker in de drukzone wordt getoetst aan de som van de afschuifkrachten in nabijgelegen vlakken.

Bout op afschuiving

Een bout onderworpen aan een rekenwaarde van de afschuifkracht wordt ontworpen volgens Cl. 9.2.2.1 en dient te voldoen aan:

\[ V_f^* \le \phi V_f \]

waarbij:

• V_f* – rekenwaarde van de afschuifkracht
• ϕ = 0.8 – capaciteitsfactor (Tabel 3.4) aanpasbaar in de norminstellingen
• V_f = 0.62 f_uf A – nominale afschuifcapaciteit van een bout
• f_uf – minimale treksterkte van de bout zoals gespecificeerd in Tabel 9.2.1
• A – oppervlak van een bout gelijk aan A_c of A_o, zijnde respectievelijk het kernoppervlak van de bout zoals gedefinieerd in AS 1275 of het nominale oppervlak van de ongeschroefdeschacht van de bout. Elk afschuifvlak wordt afzonderlijk getoetst.

De waarde van A_c wordt in de software benaderd door een functie:

A_c = 0.0000163 · A_s² + 0.91682 · A_s − 0.85375

Het maximale verschil bedraagt 0.8 mm² of 0.5 %.

De reductiefactor uit Tabel 9.2.2.1 voor de lengte van een boutverbinding met overlapping is gelijk aan 1.0. De reductie wordt automatisch toegepast door elke bout afzonderlijk te toetsen.

Volgens Cl. 9.2.2.5 dient de nominale afschuifcapaciteit van een bout te worden gereduceerd met 15 % voor verbindingen waarbij vulplaten een dikte van meer dan 6 mm hebben. Bij verbindingen met meerdere afschuifvlakken wordt de reductie toegepast op alle afschuifvlakken.

Bout op trek

Een bout onderworpen aan een rekenwaarde van de trekkracht wordt ontworpen volgens Cl. 9.2.2.2 en dient te voldoen aan:

\[ N_{tf}^* \le \phi N_{tf} \]

waarbij:

• N_tf* – rekenwaarde van de trekkracht
• ϕ = 0.8 – capaciteitsfactor (Tabel 3.4) aanpasbaar in de norminstellingen
• N_tf = A_s f_uf – nominale trekcapaciteit van een bout
• A_s – trekspanningsoppervlak van een bout zoals gespecificeerd in AS 1275
• f_uf – minimale treksterkte van de bout zoals gespecificeerd in Tabel 9.2.1

Bout onderworpen aan gecombineerde afschuiving en trek

Een bout die tegelijkertijd zowel rekenwaarden van afschuif- als trekkrachten moet weerstaan, wordt ontworpen volgens Cl. 9.2.2.3 en dient te voldoen aan:

\[ \left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0 \]

waarbij:

• ϕ = 0.8 – capaciteitsfactor (Tabel 3.4) aanpasbaar in de norminstellingen

Plaat op druk

Een plaat onderworpen aan een rekenwaarde van de drukkracht ten gevolge van een bout op afschuiving wordt ontworpen volgens Cl. 9.2.2.4 en dient te voldoen aan:

\[ V_b^* \le ϕ V_b \]

waarbij:

• ϕ = 0.9 – capaciteitsfactor (Tabel 3.4) aanpasbaar in de norminstellingen
• \( V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up} \) – nominale drukweerstand van een plaat
• d_f – diameter van een bout
• t_p – dikte van de plaat
• f_up – treksterkte van de plaat
• a_e – minimale afstand van de rand van een gat tot de rand van een plaat, gemeten in de richting van de krachtcomponent, vermeerderd met de halve boutdiameter. De rand van een plaat wordt geacht de rand van een aangrenzend boutgat te omvatten

Wrijvingsverbindingen

Voor wrijvingsverbindingen dient de glijding in de bruikbaarheidsgrenstoestand te worden beperkt en ontworpen volgens Cl. 9.2.3. Deze bouten dienen ook te worden getoetst als drukverbinding voor de uiterste grenstoestand. Een bout onderworpen aan een afschuifkracht dient te voldoen aan:

\[ V_{sf}^* \le ϕ V_{sf} \]

waarbij:

• ϕ = 0.7 – capaciteitsfactor (Hoofdstuk 3.5.5) aanpasbaar in de norminstellingen
• V_sf = μ N_ti k_h – nominale afschuifcapaciteit van een bout
• μ = 0.35 – glijdingsfactor zoals gespecificeerd in Clausule 9.2.3.2, aanpasbaar in de norminstellingen
• N_ti – minimale boutvoorspanning bij montage zoals gespecificeerd in Clausule 15.2.2.2

• k _h – factor voor verschillende gattypen, zoals gespecificeerd in Clausules 9.2.3.1 en 14.3.2
  • k _h = 1 voor standaard gaten (+2 mm voor d _f ≤ 24 mm, +3 mm anders)
  • k _h = 0.85 voor korte sleutelgaten (gatlengte ≤ max(1.33 d _f, d _f + 10 mm)) en oversized gaten
  • k _h = 0.70 voor lange sleutelgaten

Het aantal effectieve contactvlakken, n_ei, is altijd gelijk aan 1, omdat elk contactvlak afzonderlijk wordt getoetst.

Bouten in wrijvingsverbindingen belast door gecombineerde afschuiving en trek dienen te voldoen aan:

\[ \left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0 \]

waarbij:

• V_sf* – rekenwaarde van de afschuifkracht op de bout in het vlak van de contactvlakken
• N_tf* – rekenwaarde van de trekkracht op de bout
• ϕ = 0.7 – capaciteitsfactor (Hoofdstuk 3.5.5) aanpasbaar in de norminstellingen
• V_sf – nominale afschuifcapaciteit van de bout
• N_tf = N_ti – nominale trekcapaciteit van de bout gelijk aan de minimale boutvoorspanning bij montage

Wrijvingsverbindingen dienen ook te worden getoetst voor de uiterste grenstoestand. Het bouttype dient te worden gewijzigd naar drukverbinding – trek/afschuiving interactie, de belastingen dienen dienovereenkomstig te worden verhoogd en de verbinding dient opnieuw te worden getoetst.