Sprawdzenie normowe śrub i śrub sprężonych według normy chińskiej

Śruby

Śruby są sprawdzane zgodnie z GB 50017, pkt 11.4. Siła rozciągająca i siła ścinająca w każdej śrubie są wyznaczane metodą elementów skończonych. Siły podważające są wyznaczane metodą elementów skończonych i uwzględniane w obliczeniach. Każda płaszczyzna ścinania jest sprawdzana oddzielnie. Płyta dociskana jest sprawdzana na sumę sił ścinających w pobliskich płaszczyznach.

Obliczeniowe wytrzymałości śruby na rozciąganie i ścinanie; f_ub[MPa] – wytrzymałość na rozciąganie śruby; na podstawie Tabeli 4.4.6

Śruba na rozciąganie

Śruba poddana sile rozciągającej jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.1.2 i powinna spełniać:

$$N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b$$

gdzie:

• N_t – siła rozciągająca w śrubie
• N_t^b – obliczeniowa nośność na rozciąganie
• $A_s = \frac{\pi d_e^2}{4}$ – pole przekroju czynnego śruby
• d_e – efektywna średnica śruby w części gwintowanej
• f_t^b – obliczeniowa wytrzymałość śruby na rozciąganie

Śruby na ścinanie

Śruba poddana sile ścinającej jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.1.1 i powinna spełniać:

$$N_v \le N_v^b = A_g \cdot f_v^b$$

gdzie:

• N_v – siła ścinająca w śrubie w rozpatrywanej płaszczyźnie
• $A_g = \frac{\pi d^2}{4}$ – pole brutto przekroju poprzecznego śruby
• d – nominalna średnica śruby
• f_v^b – obliczeniowa wytrzymałość śruby na ścinanie

Każda płaszczyzna ścinania jest sprawdzana oddzielnie, tj. liczba płaszczyzn ścinania n_v = 1.

Śruby na jednoczesne rozciąganie i ścinanie

Śruba obciążona jednocześnie siłą ścinającą i rozciągającą jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.1.3 i powinna spełniać:

$$\sqrt{\left ( \frac{N_v}{N_v^b} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_t}{N_t^b} \right ) ^2} \le 1.0$$

gdzie:

• N_v – siła ścinająca w śrubie w rozpatrywanej płaszczyźnie
• N_t – siła rozciągająca w śrubie
• N_v^b – obliczeniowa nośność śruby na ścinanie
• N_t^b – obliczeniowa nośność śruby na rozciąganie

Śruby na docisk

Płyta poddana sile docisku od śruby ścinającej jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.1.1 i powinna spełniać:

$$N_v \le N_c^b = d\cdot t \cdot f_c^b$$

gdzie:

• N_v – siła ścinająca działająca na płytę; wypadkowa sił ścinających w pobliskich płaszczyznach
• d – nominalna średnica śruby
• t – grubość płyty
• f_c^b – obliczeniowa wytrzymałość płyty na docisk

Obliczeniowa wytrzymałość płyty na docisk; f_u – wytrzymałość na rozciąganie płyty; na podstawie Tabeli 4.4.6

Śruby sprężone

Śruba wysokiej wytrzymałości w połączeniu ciernym jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.2.

Śruby sprężone na rozciąganie

Nośność na rozciąganie śruby sprężonej wyznaczana jest jako:

$$N_t \le N_t^b = 0.8 \cdot P$$

gdzie:

• N_t – siła rozciągająca w śrubie
• N_t^b – obliczeniowa nośność na rozciąganie
• P – siła sprężenia śruby wysokiej wytrzymałości – Tabela 11.4.2-2

Tabela 11.4.2-2 – siła sprężenia śruby wysokiej wytrzymałości P [kN]

Śruba sprężona nieujęta w Tabeli 11.4.2-2, poddana sile rozciągającej, jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.1.2 i powinna spełniać:

$$N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b$$

gdzie:

• N_t – siła rozciągająca w śrubie
• N_t^b – obliczeniowa nośność na rozciąganie
• $A_s = \frac{\pi d_e^2}{4}$ – pole przekroju czynnego śruby
• d_e – efektywna średnica śruby w części gwintowanej
• f_t^b – obliczeniowa wytrzymałość śruby na rozciąganie

Śruby sprężone na ścinanie

Obliczeniowa nośność śruby sprężonej na ścinanie wyznaczana jest zgodnie z pkt 11.4.2.1:

$$N_v \le N_v^b = 0.9 k \mu P$$

gdzie:

• N_v – siła ścinająca w rozpatrywanej płaszczyźnie
• N_v^b – obliczeniowa nośność śruby na ścinanie
• k – współczynnik dla otworów na śruby; k = 1 dla otworów normalnych, k = 0,85 dla otworów powiększonych, k = 0,6 dla otworów podłużnych
• μ – współczynnik tarcia na powierzchni styku, przyjmowany z Tabeli 11.4.2-1; edytowalny w ustawieniach normy
• P = N_t^b / 0,8 – siła sprężenia śruby wysokiej wytrzymałości dla śrub nieujętych w Tabeli 11.4.2-2

Każda płaszczyzna ścinania jest sprawdzana oddzielnie, tj. liczba płaszczyzn ścinania n_f = 1.

Śruby sprężone na jednoczesne rozciąganie i ścinanie

Śruba obciążona jednocześnie siłą ścinającą i rozciągającą jest projektowana zgodnie z pkt 11.4.2.3 i powinna spełniać:

$$\frac{N_v}{N_v^b} + \frac{N_t}{N_t^b} \le 1.0$$

gdzie:

• N_v – siła ścinająca w rozpatrywanej płaszczyźnie
• N_t – siła rozciągająca w śrubie
• N_v^b – obliczeniowa nośność śruby na ścinanie
• N_t^b – obliczeniowa nośność śruby na rozciąganie