การตรวจสอบตามมาตรฐานของสลักเกลียวและสลักเกลียวอัดแรง (AISC)

แรงในสลักเกลียวถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์ด้วยวิธี Finite Element แรงดึงรวมถึงแรงงัด ความต้านทานของสลักเกลียวถูกตรวจสอบตาม AISC 360 - บทที่ J3

สลักเกลียว

ความแข็งแรงรับแรงดึงและแรงเฉือนของสลักเกลียว

ความแข็งแรงรับแรงดึงหรือแรงเฉือนในการออกแบบ ϕR_n และความแข็งแรงรับแรงดึงหรือแรงเฉือนที่ยอมให้ R_n/Ω ของสลักเกลียวแบบขันแน่นพอดีถูกกำหนดตามสภาวะขีดจำกัดของการแตกร้าวจากแรงดึงและการแตกร้าวจากแรงเฉือนดังนี้:

R_n = F_nA_b

ϕ = 0.75    (LRFD, แก้ไขได้ใน Code setup)

Ω = 2.00    (ASD, แก้ไขได้ใน Code setup)

โดยที่:

A_b – พื้นที่หน้าตัดเล็กสุดของสลักเกลียวหรือชิ้นส่วนที่มีเกลียว (ไม่รวมเกลียว)

F_n – ความเค้นดึงระบุ F_nt หรือความเค้นเฉือนระบุ F_nv จากตาราง J3.2

ความแข็งแรงรับแรงดึงที่ต้องการรวมถึงแรงดึงใดๆ ที่เกิดจากแรงงัดอันเนื่องมาจากการเสียรูปของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ

แรงดึงและแรงเฉือนรวมกันในการเชื่อมต่อแบบรับแรงกด

ความแข็งแรงรับแรงดึงที่ยอมให้ของสลักเกลียวที่รับแรงดึงและแรงเฉือนรวมกันถูกกำหนดตามสภาวะขีดจำกัดของการแตกร้าวจากแรงดึงและแรงเฉือนดังนี้:

R_n = F'_nt A_b    (AISC 360-16 J3-2)

ϕ = 0.75    (LRFD, แก้ไขได้ใน Code setup)

Ω = 2.00    (ASD, แก้ไขได้ใน 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)

โดยที่:

• F'_nt – ความเค้นดึงระบุที่ปรับแก้เพื่อรวมผลของความเค้นเฉือน
• F_nt – ความเค้นดึงระบุจากตาราง J3.2 ของ AISC 360-16
• F_nv – ความเค้นเฉือนระบุจากตาราง J3.2 ของ AISC 360-16
• f_rv – ความเค้นเฉือนที่ต้องการโดยใช้การรวมแรงกระทำแบบ LRFD หรือ ASD ความเค้นเฉือนที่ยอมให้ของตัวยึดต้องมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าความเค้นเฉือนที่ต้องการ f_rv

ความแข็งแรงรับแรงกดที่รูสลักเกลียว

ความแข็งแรงรับแรงกดที่ยอมให้ ϕR_n และ R_n/Ω ที่รูสลักเกลียวถูกกำหนดสำหรับสภาวะขีดจำกัดของแรงกดดังนี้:

ϕ = 0.75    (LRFD, แก้ไขได้ใน Code setup)

Ω = 2.00    (ASD, แก้ไขได้ใน Code setup)

ความแข็งแรงรับแรงกดระบุของวัสดุที่เชื่อมต่อ R_n ถูกกำหนดดังนี้:

สำหรับสลักเกลียวในการเชื่อมต่อที่มีรูมาตรฐาน:

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

สำหรับสลักเกลียวในการเชื่อมต่อที่มีรูแบบสล็อต:

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

โดยที่:

• F_u – ความแข็งแรงรับแรงดึงขั้นต่ำที่ระบุของวัสดุที่เชื่อมต่อ
• d – เส้นผ่านศูนย์กลางระบุของสลักเกลียว
• l_c – ระยะว่างในทิศทางของแรง ระหว่างขอบรูและขอบรูที่อยู่ติดกันหรือขอบของวัสดุ
• t – ความหนาของวัสดุที่เชื่อมต่อ

สลักเกลียวอัดแรง

ความต้านทานการลื่นในการออกแบบของสลักเกลียวอัดแรงชั้น A325 หรือ A490 โดยรวมผลของแรงดึง Ft

แรงอัดแรงที่ใช้ตาม AISC 360-10 ตาราง J3.1

T_b = 0.7 f_ub A_s

ความต้านทานการลื่นในการออกแบบต่อสลักเกลียวหนึ่งตัว AISC 360-10 ข้อ J3.8

R_n = k_SC μ D_u h_f T_b n_s

อัตราการใช้งานในแรงเฉือน [%]:

U_ts = V / ϕR_n    (LRFD)

U_ts = Ω V / R_n    (ASD)

โดยที่:

• A_s – พื้นที่หน้าตัดรับแรงดึงของสลักเกลียว
• f_ub – ความแข็งแรงรับแรงดึงสูงสุด
• \( k_{SC}=1-\frac{F_t}{D_u T_b n_b} \)   – ตัวประกอบสำหรับแรงดึงและแรงเฉือนรวมกัน (LRFD) (J3-5a)
• \( k_{SC}=1-\frac{1.5 F_t}{D_u T_b n_b} \)     – ตัวประกอบสำหรับแรงดึงและแรงเฉือนรวมกัน (ASD) (J3-5b)
• μ – ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเฉลี่ย แก้ไขได้ใน Code setup
• D_u = 1.13 – ตัวคูณที่สะท้อนอัตราส่วนของแรงอัดแรงสลักเกลียวเฉลี่ยที่ติดตั้งจริงต่อแรงอัดแรงขั้นต่ำที่ระบุ
• h_f = 1.0 – ตัวประกอบสำหรับแผ่นรอง
• n_s – จำนวนผิวสัมผัสแรงเสียดทาน การตรวจสอบคำนวณสำหรับแต่ละผิวสัมผัสแยกกัน
• V – แรงเฉือนที่กระทำบนสลักเกลียว
• ϕ = 1.0 – ตัวประกอบความต้านทานสำหรับรูขนาดมาตรฐาน (LRFD) แก้ไขได้ใน Code setup
• ϕ = 0.7 – ตัวประกอบความต้านทานสำหรับรูแบบสล็อต (LRFD)
• Ω = 1.5 – ตัวประกอบความต้านทานสำหรับรูขนาดมาตรฐาน (ASD) แก้ไขได้ใน Code setup
• Ω = 2.14 – ตัวประกอบความต้านทานสำหรับรูแบบสล็อต (ASD)