Controle van bouten en voorgespannen bouten volgens de Eurocode

SupportCenter.LocalizedArticle

Bolts

De initiële stijfheid en ontwerpweerstand van bouten in afschuiving zijn in CBFEM gemodelleerd volgens Cl. 3.6 en 6.3.2 in EN 1993-1-8. De veer die afschuiving en trek vertegenwoordigt, heeft een bi-lineair kracht-vervormingsgedrag met een initiële stijfheid en ontwerpweerstand volgens Cl. 3.6 en 6.3.2 in EN 1993-1-8.

Ontwerp trekweerstand van bout: (EN 1993-1-8 – Tabel 3.4):

\[ F_{t,Rd}=0.9 f_{ub} A_s / \gamma_{M2} \]

Ontwerp pons-afschuifweerstand van bout-kop of moer(EN 1993-1-8 – Tabel 3.4):

\[ B_{p,Rd} = 0.6 \pi d_m t_p f_u / \gamma_{M2} \]

Ontwerp afschuifweerstand per afschuifvlak (EN 1993-1-8 – Tabel 3.4):

\[ F_{v,Rd} = \alpha_v f_{ub} A_s / \gamma_{M2} \]

Ontwerpafschuifweerstand kan worden vermenigvuldigd met reductiefactor βp als pakking aanwezig is  (EN 1993-1-8 – Cl. 3.6.1. (12)) en deze optie is geselecteerd in Norm-instellingen. 

Ontwerp dragende weerstand van plaat:(EN 1993-1-8 – Table 3.4):

\( F_{b,Rd} = k_1 a_b f_u d t / \gamma_{M2} \)   voor standaard gaten

\( F_{b,Rd} = 0.6 k_1 a_b f_u d t / \gamma_{M2} \)   voor slobgaten

Uitnutting onder trek [%]:

\[ Ut_t = \frac{F_{t,Ed}}{\min (F_{t,Rd},\, B_{p,Rd})} \]

Uitnutting op afschuiving [%]:

\[ Ut_t = \frac{V}{\min (F_{v,Rd},\, F_{b,Rd})} \]

Interactie afschuiving en trek [%]:

\[ Ut_{ts}=\frac{V}{F_{v,Rd}}+\frac{F_{t,Ed}}{1.4 F_{t,Rd}} \]

waarbij:

  • As – trekspanningsgebied van de bout
  • fub – uiterste treksterkte van de bout
  • dm – gemiddelde van de dwarse punten en dwarsafmetingen van de boutkop of de moer, welke kleiner is.
  • d – bout diameter
  • tp – plaatdikte onder de boutkop/moer
  • fu – uiterste trek sterkte
  • αv = 0.6 voor klasses 4.6, 5.6, 8.8 en 0.5 voor klasses 4.8, 5.8, 6.8, 10.9
  • \( k_1 = \min \left (2.8 \frac{e_2}{d_0}-1.7, \, 1.4 \frac{p_2}{d_0}-1.7, \, 2.5 \right ) \) – factor uit Tabel 3.4
  • αb = 1.0 als de afschuivings controle met αb is gedeactiveerd in Norm-instellingen; als de controle is geactivateerd, de waarde van αb is bepaald volgens EN 1993-1-8 – Tabel 3.4: \( \alpha_d = \min \left ( \frac{e_1}{3 d_0}, \, \frac{p_1}{3 d_0}-\frac{1}{4}, \, \frac{f_{ub}}{f_u} \right ) \)
  • e1, e2 – rand afstanden in de richting van de belasting en loodrecht op de belasting.
  • p1, p2 – bout steek in de richting van de belasting en loodrecht van de belasting.
  • Ft,Ed – ontwerp trekkracht in bout
  • V – ontwerp afschuifkracht in bout
  • γM2 – veiligheidsfactor (EN 1993-1-8 – Tabel 2.1; instelbaar in Norm-instellingen)
Boutcontrole volgens Eurocide in IDEA CONNECTION

Randafstanden die worden gebruikt voor boutafschuifweerstand moeten relevant zijn voor algemene plaatgeometrieën, platen met openingen, uitsparingen, enz.

Het algoritme beschouwt de werkelijke richting van de resulterende dwarskrachtvector in een gegeven bout en berekent vervolgens de afstanden die nodig zijn voor de afschuifcontrole.

De eind- (e1) en rand (e2) afstanden worden bepaald door de plaatcontour in drie segmenten te verdelen. Het eindsegment wordt aangegeven door een bereik van 60° in de richting van de krachtvector. De randsegmenten worden gedefinieerd door twee bereiken van 65° loodrecht op de krachtvector. De kortste afstand van een bout tot een relevant segment wordt dan als eind- of randafstand genomen.

Stuikweerstand controle met randafstanden in IDEA CONNECTION v20.1

De afstanden tussen boutgaten (p1; p2) worden bepaald door de omringende boutgaten virtueel te vergroten met de helft van hun diameter en vervolgens twee lijnen in de richting en loodrecht op de dwarskrachtvector te tekenen. De afstanden tot de vergrote boutgaten die door deze lijnen worden gekruist, worden dan in de berekening als p1 en p2 beschouwd.

randafstand e2 randafstand e1 bout hart-op-hart afstand p1 en p2 in IDEA CONNECTION

Voorgespannen bouten

Ontwerp slipweerstand per boutkwaliteit 8.8 of 10.9 (EN 1993-1-8, Cl. 3.9 – verg. 3.8):

\[ F_{s,Rd} =\frac{k_s n \mu (F_{p,C} - 0.8 F_{t,Ed})}{\gamma_{M3}} \]

De voorspanning (EN 1993-1-8 – verg. 3.7)

Fp,C = 0.7 fub As

De voorspanfactor 0.7 kan aangepast worden in de Norm-instelling.

Uitnutting [%]:

\[ Ut_s = \frac{V}{F_{s,Rd}} \]

waarbij:

  • As – trekspanningsgebied van de bout
  • fub – uiterste treksterkte
  • ks – a coëfficiënt (EN 1993-1-8 – Tabel 3.6; ks = 1 voor normale ronde gaten, ks = 0.63 voor slobgaten)
  • μ – slip factor aanpasbaar in Norm-instelling (EN 1993-1-8 – Tabel 3.7)
  • n – aantal wrijvingsoppervlakken. Controle wordt voor elk wrijvingsoppervlak afzonderlijk berekend
  • γM3 – Veiligheidsfactor (EN 1993-1-8 – Tabel 2.1; aanpasbaar in Norm-instellingen – aanbevolen waardes zijn 1.25 voor UGT en 1.1 voor BGT ontwerp)
  • V – ontwerp dwarskracht in bout
  • Ft,Ed – ontwerp trekkracht in bout

If slip of preloaded bolts is checked for serviceability limit state, they should be afterward switched to "bearing – tension/shear interaction" and checked for the ultimate limit state.

Als slip van voorgespannen bouten wordt gecontroleerd op bruikbaarheidsgrenstoestand, moeten ze daarna worden omgeschakeld naar "dragend-trek/afschuif interactie" en worden gecontroleerd op de uiterste grenstoestand.

Detailing

Detail controles van bouten worden uitgevoerd als de optie is geselecteerd in Norm-instellingen. Afmetingen van boutmidden tot plaatranden en tussen bouten worden gecontroleerd. Randafstand e = 1,2 en afstand tussen bouten p = 2,2 worden aanbevolen in tabel 3.3 in EN 1993-1-8. De gebruiker kan beide waarden wijzigen in Norm-instellingen.

Geef ons feedback. Was dit artikel nuttig?

Campus training IDEA StatiCa

Word een gecertificeerde professional voor het ontwerpen van verbindingen

Klaar om de analyse-, ontwerp- en norm-controle vaardigheden van verschillende staalverbindingen onder de knie te krijgen voor de dagelijkse praktijk van engineering ? Onze online cursus kan je daarbij helpen

Probeer IDEA StatiCa gratis

Download een gratis proeflicentie van IDEA StatiCa