Verificarea conform codului a șuruburilor și șuruburilor pretensionate conform standardelor australiene

Forțele din șuruburi, inclusiv efectul de pârghie, sunt determinate prin analiza cu elemente finite. Rezistențele șuruburilor sunt verificate conform prevederilor codului.

Șuruburi

Șuruburile sunt verificate conform Capitolului 9.2 Proiectarea șuruburilor. Forța de întindere și forța de forfecare din fiecare șurub sunt determinate prin analiza cu elemente finite. Efectul de pârghie este luat în considerare conform Clauzei 9.1.8. Forțele de pârghie sunt determinate prin analiza cu elemente finite. Fiecare plan de forfecare este verificat individual. Presiunea pe placă în zona de contact este verificată față de suma forțelor de forfecare din planele adiacente.

Șurub la forfecare

Un șurub supus unei forțe de forfecare de calcul este proiectat conform Cl. 9.2.2.1 și trebuie să satisfacă:

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

unde:

• V_f* – forța de forfecare de calcul
• ϕ = 0,8 – factor de capacitate (Tabelul 3.4) editabil în Configurarea codului
• V_f = 0,62 f_uf A – capacitatea nominală la forfecare a unui șurub
• f_uf – rezistența minimă la întindere a șurubului, conform Tabelului 9.2.1
• A – aria secțiunii șurubului, egală fie cu A_c, fie cu A_o, reprezentând aria secțiunii la diametrul mic al șurubului conform AS 1275, respectiv aria nominală a tijei netede a șurubului. Fiecare plan de forfecare este verificat individual.

Valoarea A_c este aproximată în software printr-o funcție:

A_c = 0,0000163 · A_s² + 0,91682 · A_s − 0,85375

Diferența maximă este de 0,8 mm² sau 0,5 %.

Factorul de reducere din Tabelul 9.2.2.1, pentru a ține cont de lungimea unei îmbinări cu eclisă, este egal cu 1,0. Reducerea este aplicată automat prin verificarea individuală a fiecărui șurub.

Conform Cl. 9.2.2.5, pentru îmbinările în care plăcile de umplutură depășesc 6 mm grosime, capacitatea nominală la forfecare a unui șurub se reduce cu 15 %. Pentru îmbinările cu mai multe planuri de forfecare, reducerea se aplică tuturor planelor de forfecare.

Șurub la întindere

Un șurub supus unei forțe de întindere de calcul este proiectat conform Cl. 9.2.2.2 și trebuie să satisfacă:

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

unde:

• N_tf* – forța de întindere de calcul
• ϕ = 0,8 – factor de capacitate (Tabelul 3.4) editabil în Configurarea codului
• N_tf = A_s f_uf – capacitatea nominală la întindere a unui șurub
• A_s – aria de tensiune la întindere a unui șurub, conform AS 1275
• f_uf – rezistența minimă la întindere a șurubului, conform Tabelului 9.2.1

Șurub supus la forfecare și întindere combinate

Un șurub care trebuie să reziste simultan atât la forfecare de calcul, cât și la întindere de calcul, este proiectat conform Cl. 9.2.2.3 și trebuie să satisfacă:

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

unde:

• ϕ = 0,8 – factor de capacitate (Tabelul 3.4) editabil în Configurarea codului

Presiunea pe placă în zona de contact

O placă supusă unei forțe de contact de calcul datorată unui șurub la forfecare este proiectată conform Cl. 9.2.2.4 și trebuie să satisfacă:

\[ V_b^* \le ϕ V_b \]

unde:

• ϕ = 0,9 – factor de capacitate (Tabelul 3.4) editabil în Configurarea codului
• \( V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up} \) – capacitatea nominală la contact a unei plăci
• d_f – diametrul șurubului
• t_p – grosimea plăcii
• f_up – rezistența la întindere a plăcii
• a_e – distanța minimă de la marginea găurii până la marginea plăcii, măsurată în direcția componentei forței, plus jumătate din diametrul șurubului. Marginea plăcii include și marginea găurii unui șurub adiacent

Îmbinări de tip frecare

Pentru îmbinările de tip frecare, alunecarea în starea limită de serviciu trebuie limitată și proiectată conform Cl. 9.2.3. Aceste șuruburi trebuie verificate și ca îmbinări de tip contact pentru starea limită ultimă. Un șurub supus la forfecare trebuie să satisfacă:

\[ V_{sf}^* \le ϕ V_{sf} \]

unde:

• ϕ = 0,7 – factor de capacitate (Capitolul 3.5.5) editabil în Configurarea codului
• V_sf = μ N_ti k_h – capacitatea nominală la forfecare a unui șurub
• μ = 0,35 – coeficient de alunecare conform Clauzei 9.2.3.2, editabil în Configurarea codului
• N_ti – tensiunea minimă de pretensionare a șurubului la montaj, conform Clauzei 15.2.2.2

• k _h – factor pentru diferite tipuri de găuri, conform Clauzelor 9.2.3.1 și 14.3.2
  • k _h = 1 pentru găuri standard (+2 mm pentru d _f ≤ 24 mm, +3 mm în rest)
  • k _h = 0,85 pentru găuri ovale scurte (lungimea găurii ≤ max(1,33 d _f, d _f + 10 mm)) și găuri supradimensionate
  • k _h = 0,70 pentru găuri ovale lungi

Numărul de interfețe efective, n_ei, este întotdeauna egal cu 1, deoarece fiecare interfață este verificată separat.

Șuruburile din îmbinările de tip frecare solicitate la forfecare și întindere combinate trebuie să satisfacă:

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

unde:

• V_sf* – forța de forfecare de calcul pe șurub în planul interfețelor
• N_tf* – forța de întindere de calcul pe șurub
• ϕ = 0,7 – factor de capacitate (Capitolul 3.5.5) editabil în Configurarea codului
• V_sf – capacitatea nominală la forfecare a șurubului
• N_tf = N_ti – capacitatea nominală la întindere a șurubului, egală cu tensiunea minimă de pretensionare la montaj

Îmbinările de tip frecare trebuie verificate și pentru starea limită ultimă. Tipul șurubului trebuie schimbat în contact – interacțiune întindere/forfecare, încărcările trebuie majorate corespunzător și îmbinarea trebuie verificată din nou.