Síly ve šroubech včetně páčících sil jsou stanoveny metodou konečných prvků. Únosnosti šroubů jsou posuzovány podle S16 – Kapitola 13.
Šrouby
Pevnost šroubů v tahu
Únosnost šroubu v tahu je posuzována podle Článku 13.12.1.3 a stanovena jako:
kde:
- ϕb = 0,8 – součinitel únosnosti šroubů, editovatelný v nastavení normy
- Ab – průřezová plocha šroubu na základě jeho jmenovitého průměru
- Fu – specifikovaná minimální pevnost šroubu v tahu
Pokud jsou závity šroubu přerušeny střihovou rovinou, smyková únosnost se uvažuje jako 0,7 Vr.
Pevnost šroubů ve smyku
Smyková únosnost šroubu je posuzována podle Článku 13.12.1.2. Každá střihová rovina šroubu je posuzována samostatně. Je stanovena jako:
kde:
- ϕb = 0,8 – součinitel únosnosti šroubů, editovatelný v nastavení normy
- Ab – průřezová plocha šroubu na základě jeho jmenovitého průměru
- Fu – specifikovaná minimální pevnost šroubu v tahu
Pokud jsou závity šroubu přerušeny střihovou rovinou, smyková únosnost se uvažuje jako 0,7 Vr.
Kombinace tahu a smyku v přípoji s přenosem sil otlačením
Únosnost šroubu namáhaného kombinací tahu a smyku je posuzována podle Článku 13.12.1.4 a stanovena jako:
kde:
- Vf a Tf jsou návrhová smyková síla a tahová síla působící na šroub
- Vr a Tr jsou návrhová smyková únosnost a únosnost šroubu v tahu
Únosnost v otlačení v otvorech pro šrouby
Únosnost rozvíjená v šroubu šroubovaného přípoje namáhaného otlačením a smykem je posuzována podle Článku 13.12.1.2 a stanovena jako
Br = 3 ϕbr t d Fu pro standardní otvory pro šrouby
Br = 2,4 ϕbr t d Fu pro drážkové otvory zatížené kolmo na tyto otvory
kde:
- ϕbr = 0,8 – součinitel únosnosti pro otlačení šroubů na ocel
- t – menší tloušťka spojovaných plechů
- d – průměr šroubu
- Fu – pevnost spojovaného materiálu v tahu
Vytržení otvoru šroubu
Únosnost při vytržení otvoru šroubu je posuzována pro jednotlivé šrouby podle Článku 13.11 jako:
kde:
- ϕu = 0,75 – součinitel únosnosti pro konstrukční ocel
- Agv = 2 ∙ l ∙ t – hrubá plocha ve smyku
- Fy – mez kluzu spojovaného materiálu
- Fu – pevnost spojovaného materiálu v tahu
- l – vzdálenost od osy šroubu k okraji ve směru smykové síly
- t – tloušťka spojovaného materiálu
Pro jakosti oceli s Fy > 460 MPa se (Fy + Fu) / 2 nahradí hodnotou Fy při stanovení Tr.
Šrouby v přípojích odolných proti prokluzu
Únosnost šroubovaného přípoje proti prokluzu je posuzována podle Článku 13.12.2 jako
Vs = 0,53 cs ks Ab Fu
kde:
- cs – součinitel stanovený podle ks a jakosti šroubu:
- pro ks < 0,52 třída A cs = 1,00 (A325) nebo 0,92 (A490) nebo 0,78 (ostatní)
- pro ks ≥ 0,52 třída B cs = 1,04 (A325) nebo 0,96 (A490) nebo 0,81 (ostatní)
- ks – součinitel tření, editovatelný v nastavení normy, který má být nastaven podle Tabulky 3 v S16-14; rovná se 0,3 pro třídu A nebo 0,52 pro třídu B
- Ab – průřezová plocha šroubu na základě jeho jmenovitého průměru
- Fu – specifikovaná minimální pevnost šroubu v tahu
Pokud jsou v přípojích odolných proti prokluzu použity drážkové otvory, platí Vs = 0,75 ∙ 0,53 cs ks Ab Fu.
Šroub namáhaný současně tahem a smykem musí splňovat následující podmínku:
kde:
- Vf a Tf jsou návrhová smyková síla a tahová síla působící na šroub
Článek 13.12.2 stanovuje, že musí být ověřeny únosnosti přípoje specifikované v Článku 13.12.1. Uživatel by proto měl zkontrolovat stav po vzniku prokluzu, tj. změnit přenos smykové síly šroubů z „Tření" na „Otlačení – interakce tahu a smyku".
Konstrukční zásady
Při konstrukčním řešení šroubovaných přípojů jsou minimální rozteče a minimální okrajové vzdálenosti posuzovány podle S16-14 – 22.3. Jsou kontrolovány minimální rozteč (2,7 d – editovatelná v nastavení normy) a minimální okrajová vzdálenost (1,25 d).
