Normové posouzení šroubů podle indické normy

Únosnost šroubů ve smyku

Návrhová únosnost šroubu, $V_{dsb}$, jako únosnost ve smyku je dána IS 800, Cl. 10.3.3:

$$V_{sb} \le V_{dsb}$$

kde:

• $V_{dsb} = V_{nsb}/\gamma_{mb}$ – návrhová únosnost šroubu ve smyku
• $V_{nsb} = \frac{f_{ub}}{\sqrt{3}} A_e$ – charakteristická únosnost šroubu ve smyku
• $f_{ub}$ – mez pevnosti šroubu v tahu;
• $A_e$ – plocha pro přenos smyku; $A_e = A_n$ pro smykovou rovinu procházející závitem, $A_e = A_s$ pro případ, kdy závit neleží ve smykové rovině
• $A_n$ – čistá plocha průřezu šroubu v tahu
• $A_s$ – plocha průřezu dříku šroubu
• $\gamma_{mb} = 1.25$ – dílčí součinitel spolehlivosti šroubů – typ otlačení – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy

Pokud je délka sevření šroubů $l_g$ (rovna celkové tloušťce spojovaných plechů) větší než $5d$, návrhová únosnost ve smyku $V_{dsb}$ se sníží součinitelem $\beta_{lg}$ – IS 800, Cl. 10.3.3.2:

$$\beta_{lg} = \frac{8}{3+l_g/d}$$

Podle IS 800, Cl. 10.3.3.3, návrhová únosnost šroubů ve smyku přenášejících smyk přes výplňový plech o tloušťce $t_{pk} \ge 6$ mm se sníží součinitelem:

$$\beta_{pk} = (1-0.0125 t_{pk})$$

Každá smyková rovina je posuzována samostatně a zobrazuje se nejhorší výsledek.

Únosnost šroubů v otlačení

Návrhová únosnost šroubu v otlačení na jakémkoli plechu je dána IS 800, Cl. 10.3.4:

$$V_{sb} \le V_{dpb}$$

kde:

• $V_{dpb} = V_{npb} / \gamma_{mb}$ – návrhová únosnost šroubu v otlačení
• $V_{npb} = 2.5 k_b d t f_u$ – charakteristická únosnost šroubu v otlačení
• $k_b = \min \left \{ \frac{e}{3d_0}, \, \frac{p}{3d_0}-0.25, \, \frac{f_{ub}}{f_u}, \, 1.0 \right \}$ – součinitel geometrie spoje a pevnosti materiálu
• $e$ – vzdálenost od kraje spojovacího prvku ve směru otlačení
• $p$ – rozteč spojovacích prvků ve směru otlačení
• $f_{ub}$ – mez pevnosti šroubu v tahu
• $f_u$ – mez pevnosti plechu v tahu
• $d$ – jmenovitý průměr šroubu
• $d_0$ – průměr otvoru pro šroub
• $t$ – tloušťka plechu
• $\gamma_{mb} = 1.25$ – dílčí součinitel spolehlivosti šroubů – typ otlačení – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy

Otlačení každého plechu je posuzováno samostatně a zobrazuje se nejhorší výsledek.

Únosnost v otlačení se pro zvětšené a drážkové otvory snižuje součinitelem:

• 0,7 – pro zvětšené a krátké drážkové otvory
• 0,5 – pro dlouhé drážkové otvory

Rozměry zvětšených, krátkých drážkových a dlouhých drážkových otvorů jsou stanoveny podle IS 800, Table 19.

Únosnost šroubů v tahu

Šroub namáhaný návrhovou tahovou silou je posuzován podle IS 800, Cl. 10.3.5:

$$T_b \le T_{db}$$

kde:

• $T_{db} = T_{nb} / \gamma_{mb}$ – návrhová tahová únosnost šroubu
• $T_{nb} = \min \{ 0.9 f_{ub} A_n, \, f_{yb} A_s (\gamma_{mb} / \gamma_{m0}) \}$ – charakteristická tahová únosnost šroubu
• $f_{ub}$ – mez pevnosti šroubu v tahu
• $f_{yb}$ – mez kluzu šroubu
• $A_n$ – čistá plocha průřezu šroubu v tahu
• $A_s$ – plocha průřezu dříku šroubu
• $\gamma_{mb} = 1.25$ – dílčí součinitel spolehlivosti šroubů – typ otlačení – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy
• $\gamma_{m0} = 1.1$ – dílčí součinitel spolehlivosti únosnosti při dosažení meze kluzu – IS 800, Table 5; upravitelné v nastavení normy

Šroub namáhaný kombinací smyku a tahu

Šroub, který musí současně přenášet návrhovou smykovou sílu i návrhovou tahovou sílu, musí podle IS 800, Cl. 10.3.6 splňovat:

$$\left( \frac{V_{sb}}{V_{db}} \right)^2 + \left( \frac{T_{b}}{T_{db}} \right)^2 \le 1.0$$

kde:

• $V_{sb}$ – návrhová smyková síla
• $V_{db} = \min \{ V_{dsb}, \, V_{dpb} \}$ – návrhová smyková únosnost šroubu – IS 800, Cl. 10.3.2
• $V_{dsb}$ – návrhová únosnost ve smyku
• $V_{dpb}$ – návrhová únosnost v otlačení
• $T_b$ – návrhová tahová síla
• $T_{db}$ – návrhová tahová únosnost šroubu