Forțele din șuruburi, inclusiv efectul de pârghie, sunt determinate prin analiza cu elemente finite. Rezistențele șuruburilor sunt verificate conform S16 – Capitolul 13.
Șuruburi
Rezistența la întindere a șuruburilor
Rezistența la întindere a unui șurub este evaluată conform Clauzei 13.12.1.3 și se calculează ca:
unde:
- ϕb = 0.8 – factorul de rezistență pentru șuruburi, editabil în configurarea codului
- Ab – aria secțiunii transversale a unui șurub bazată pe diametrul său nominal
- Fu – rezistența minimă specificată la întindere a unui șurub
Când filetul șurubului este interceptat de un plan de forfecare, rezistența la forfecare se ia ca 0.7 Vr.
Rezistența la forfecare a șuruburilor
Rezistența la forfecare a unui șurub este evaluată conform Clauzei 13.12.1.2. Fiecare plan de forfecare al unui șurub este verificat separat. Se calculează ca:
unde:
- ϕb = 0.8 – factorul de rezistență pentru șuruburi, editabil în configurarea codului
- Ab – aria secțiunii transversale a unui șurub bazată pe diametrul său nominal
- Fu – rezistența minimă specificată la întindere a unui șurub
Când filetul șurubului este interceptat de un plan de forfecare, rezistența la forfecare se ia ca 0.7 Vr.
Întindere și forfecare combinate în îmbinări de tip rezemare
Rezistența unui șurub solicitat la întindere și forfecare combinate este evaluată conform Clauzei 13.12.1.4 și se calculează ca:
unde:
- Vf și Tf sunt forța de forfecare de calcul și forța de întindere care acționează asupra șurubului, respectiv
- Vr și Tr sunt rezistența la forfecare de calcul și rezistența la întindere de calcul a șurubului, respectiv
Rezistența la strivire în găurile șuruburilor
Rezistența dezvoltată la șurub într-o îmbinare șurubată supusă la strivire și forfecare este evaluată conform Clauzei 13.12.1.2 și se calculează ca
Br = 3 ϕbr t d Fu pentru găuri de șurub standard
Br = 2.4 ϕbr t d Fu pentru găuri ovale încărcate perpendicular pe acestea
unde:
- ϕbr = 0.8 – factorul de rezistență pentru strivirea șuruburilor pe oțel
- t – grosimea mai mică a plăcilor îmbinate
- d – diametrul unui șurub
- Fu – rezistența la întindere a materialului îmbinat
Smulgerea locală a găurii unui șurub
Rezistența la smulgerea locală a găurii unui șurub este verificată pentru șuruburi individuale conform Clauzei 13.11 ca:
unde:
- ϕu = 0.75 – factorul de rezistență pentru oțel structural
- Agv = 2 ∙ l ∙ t – aria brută la forfecare
- Fy – limita de curgere a materialului îmbinat
- Fu – rezistența la întindere a materialului îmbinat
- l – distanța de la axa șurubului la margine în direcția forței de forfecare
- t – grosimea materialului îmbinat
Pentru mărci de oțel cu Fy > 460 MPa, (Fy + Fu) / 2 se înlocuiește cu Fy la determinarea lui Tr.
Șuruburi în îmbinări cu alunecare controlată
Rezistența la alunecare a unei îmbinări șurubate este evaluată conform Clauzei 13.12.2 ca
Vs = 0.53 cs ks Ab Fu
unde:
- cs – coeficient determinat în funcție de ks și clasa șurubului:
- pentru ks < 0.52 clasa A cs = 1.00 (A325) sau 0.92 (A490) sau 0.78 (altele)
- pentru ks ≥ 0.52 clasa B cs = 1.04 (A325) sau 0.96 (A490) sau 0.81 (altele)
- ks – coef. de frecare, editabil în configurarea codului, care trebuie setat conform Tabelului 3 din S16-14; egal cu 0.3 pentru clasa A sau 0.52 pentru clasa B
- Ab – aria secțiunii transversale a unui șurub bazată pe diametrul său nominal
- Fu – rezistența minimă specificată la întindere a unui șurub
Când se utilizează găuri ovale în îmbinări cu alunecare controlată, Vs = 0.75 ∙ 0.53 cs ks Ab Fu.
Un șurub supus atât la întindere cât și la forfecare trebuie să satisfacă următoarea relație:
unde:
- Vf și Tf sunt forța de forfecare de calcul și forța de întindere care acționează asupra șurubului, respectiv
Clauza 13.12.2 prevede că rezistențele îmbinării specificate în Clauza 13.12.1 trebuie verificate. Utilizatorul trebuie, prin urmare, să verifice starea după producerea alunecării, adică să schimbe transferul forței de forfecare al șuruburilor din „Frecare" în „Rezemare – interacțiune întindere și forfecare".
Detaliere
La detalierea îmbinărilor șurubate, pasul minim și distanța minimă la margine sunt verificate conform S16-14 – 22.3. Se verifică pasul minim (2.7 d – editabil în configurarea codului) și distanța minimă la margine (1.25 d).
