Bouten
De initiële stijfheid en ontwerpweerstand van bouten in afschuiving zijn in CBFEM gemodelleerd volgens Cl. 3.6 en 6.3.2 in EN 1993-1-8. De veer die afschuiving en trek vertegenwoordigt, heeft een bi-lineair kracht-vervormingsgedrag met een initiële stijfheid en ontwerpweerstand volgens Cl. 3.6 en 6.3.2 in EN 1993-1-8.
Ontwerp trekweerstand van bout: (EN 1993-1-8 – Tabel 3.4):
\[ F_{t,Rd}=0.9 f_{ub} A_s / \gamma_{M2} \]
Ontwerp pons-afschuifweerstand van bout-kop of moer(EN 1993-1-8 – Tabel 3.4):
\[ B_{p,Rd} = 0.6 \pi d_m t_p f_u / \gamma_{M2} \]
Ontwerp afschuifweerstand per afschuifvlak (EN 1993-1-8 – Tabel 3.4):
\[ F_{v,Rd} = \alpha_v f_{ub} A_s / \gamma_{M2} \]
Ontwerpafschuifweerstand kan worden vermenigvuldigd met reductiefactor βp als pakking aanwezig is (EN 1993-1-8 – Cl. 3.6.1. (12)) en deze optie is geselecteerd in Norm-instellingen.
Ontwerp dragende weerstand van plaat:(EN 1993-1-8 – Table 3.4):
\( F_{b,Rd} = k_1 a_b f_u d t / \gamma_{M2} \) voor standaard gaten
\( F_{b,Rd} = 0.6 k_1 a_b f_u d t / \gamma_{M2} \) voor slobgaten
Uitnutting onder trek [%]:
\[ Ut_t = \frac{F_{t,Ed}}{\min (F_{t,Rd},\, B_{p,Rd})} \]
Uitnutting op afschuiving [%]:
\[ Ut_t = \frac{V}{\min (F_{v,Rd},\, F_{b,Rd})} \]
Interactie afschuiving en trek [%]:
\[ Ut_{ts}=\frac{V}{F_{v,Rd}}+\frac{F_{t,Ed}}{1.4 F_{t,Rd}} \]
waarbij:
- As – trekspanningsgebied van de bout
- fub – uiterste treksterkte van de bout
- dm – gemiddelde van de dwarse punten en dwarsafmetingen van de boutkop of de moer, welke kleiner is.
- d – bout diameter
- tp – plaatdikte onder de boutkop/moer
- fu – uiterste trek sterkte
- αv = 0.6 voor klasses 4.6, 5.6, 8.8 en 0.5 voor klasses 4.8, 5.8, 6.8, 10.9
- \( k_1 = \min \left (2.8 \frac{e_2}{d_0}-1.7, \, 1.4 \frac{p_2}{d_0}-1.7, \, 2.5 \right ) \) – factor uit Tabel 3.4
- αb = 1.0 als de afschuivings controle met αb is gedeactiveerd in Norm-instellingen; als de controle is geactivateerd, de waarde van αb is bepaald volgens EN 1993-1-8 – Tabel 3.4: \( \alpha_d = \min \left ( \frac{e_1}{3 d_0}, \, \frac{p_1}{3 d_0}-\frac{1}{4}, \, \frac{f_{ub}}{f_u} \right ) \)
- e1, e2 – rand afstanden in de richting van de belasting en loodrecht op de belasting.
- p1, p2 – bout steek in de richting van de belasting en loodrecht van de belasting.
- Ft,Ed – ontwerp trekkracht in bout
- V – ontwerp afschuifkracht in bout
- γM2 – veiligheidsfactor (EN 1993-1-8 – Tabel 2.1; instelbaar in Norm-instellingen)
Randafstanden die worden gebruikt voor boutafschuifweerstand moeten relevant zijn voor algemene plaatgeometrieën, platen met openingen, uitsparingen, enz.
Het algoritme beschouwt de werkelijke richting van de resulterende dwarskrachtvector in een gegeven bout en berekent vervolgens de afstanden die nodig zijn voor de afschuifcontrole.
De eind- (e1) en rand (e2) afstanden worden bepaald door de plaatcontour in drie segmenten te verdelen. Het eindsegment wordt aangegeven door een bereik van 60° in de richting van de krachtvector. De randsegmenten worden gedefinieerd door twee bereiken van 65° loodrecht op de krachtvector. De kortste afstand van een bout tot een relevant segment wordt dan als eind- of randafstand genomen.
De afstanden tussen boutgaten (p1; p2) worden bepaald door de omringende boutgaten virtueel te vergroten met de helft van hun diameter en vervolgens twee lijnen in de richting en loodrecht op de dwarskrachtvector te tekenen. De afstanden tot de vergrote boutgaten die door deze lijnen worden gekruist, worden dan in de berekening als p1 en p2 beschouwd.
Voorgespannen bouten
Ontwerp slipweerstand per boutkwaliteit 8.8 of 10.9 (EN 1993-1-8, Cl. 3.9 – verg. 3.8):
\[ F_{s,Rd} =\frac{k_s n \mu (F_{p,C} - 0.8 F_{t,Ed})}{\gamma_{M3}} \]
De voorspanning (EN 1993-1-8 – verg. 3.7)
Fp,C = 0.7 fub As
De voorspanfactor 0.7 kan aangepast worden in de Norm-instelling.
Uitnutting [%]:
\[ Ut_s = \frac{V}{F_{s,Rd}} \]
waarbij:
- As – trekspanningsgebied van de bout
- fub – uiterste treksterkte
- ks – a coëfficiënt (EN 1993-1-8 – Tabel 3.6; ks = 1 voor normale ronde gaten, ks = 0.63 voor slobgaten)
- μ – slip factor aanpasbaar in Norm-instelling (EN 1993-1-8 – Tabel 3.7)
Als slip van voorgespannen bouten wordt gecontroleerd op bruikbaarheidsgrenstoestand, moeten ze daarna worden omgeschakeld naar "dragend-trek/afschuif interactie" en worden gecontroleerd op de uiterste grenstoestand.
Detailing
Detail controles van bouten worden uitgevoerd als de optie is geselecteerd in Norm-instellingen. Afmetingen van boutmidden tot plaatranden en tussen bouten worden gecontroleerd. Randafstand e = 1,2 en afstand tussen bouten p = 2,2 worden aanbevolen in tabel 3.3 in EN 1993-1-8. De gebruiker kan beide waarden wijzigen in Norm-instellingen.