Verificarea conform codului a șuruburilor și șuruburilor pretensionate conform standardelor rusești

Șuruburi

Șuruburile sunt verificate conform SP 16, Cl. 14.2. Forța de întindere și forța de forfecare în fiecare șurub sunt determinate prin analiza cu elemente finite. Efectul de pârghie este determinat prin analiza cu elemente finite și luat în considerare. Fiecare plan de forfecare este verificat individual. Placa în presiune pe gaură este verificată față de suma forțelor de forfecare din planele adiacente.

Șurub la forfecare

Un șurub supus unei forțe de forfecare de calcul este proiectat conform Cl. 14.2.9 și trebuie să satisfacă:

\[ N_s \le N_{bs} = R_{bs} A_b \gamma_b \gamma_c \]

unde:

• N_s – forța de forfecare într-un plan al șurubului
• N_bs – rezistența la forfecare a șurubului
• R_bs – rezistența de calcul la forfecare a șurubului – SP 16, Tabelul 5
• A_b – aria secțiunii brute a șurubului
• γ_b – factorul de serviciu al îmbinării cu șuruburi – SP 16, Tabelul 41 – γ_b = 1.0 pentru șurubare unică și șurubare multiplă cu clasa de precizie A, γ_b = 0.9 pentru șurubare multiplă și clasa de precizie B și șuruburi de înaltă rezistență (R_bun ≥ 800 MPa)
• γ_c – factor de serviciu – SP 16, Tabelul 1, editabil în Code setup

Fiecare plan de forfecare este verificat individual.

Șurub la întindere

Un șurub supus unei forțe de întindere de calcul este proiectat conform SP 16, Cl. 14.2.9 și trebuie să satisfacă:

\[ N_t ≤ N_{bt} = R_{bt} A_{bn} \gamma_c \]

unde:

• N_t – forța de întindere într-un șurub
• N_bt – rezistența la întindere a șurubului
• R_bt – rezistența de calcul la întindere – SP 16, Tabelul 5
• A_bn – aria netă a secțiunii transversale a șurubului
• γ_c – factor de serviciu – SP 16, Tabelul 1, editabil în Code setup

Șurub supus la forfecare și întindere combinate

Un șurub solicitat simultan la forțe de forfecare și întindere este proiectat conform SP 16, Cl. 14.2.13 și trebuie să satisfacă:

\[ \sqrt{\left ( \frac{N_t}{N_{bt}} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_s}{N_{bs}} \right ) ^2} \le 1.0 \]

unde:

• N_t – forța de întindere într-un șurub
• N_bt – rezistența la întindere a șurubului
• N_s – forța de forfecare într-un plan al șurubului
• N_bs – rezistența la forfecare a șurubului

Șuruburi la presiune pe gaură

O placă supusă unei forțe de presiune pe gaură datorată unui șurub la forfecare este proiectată conform SP 16, Cl. 14.2.9 și trebuie să satisfacă:

\[ N_s ≤ N_{bp} = R_{bp} d_b t \gamma_b \gamma_c \]

unde:

• N_s – forța de forfecare într-un șurub care acționează asupra unei plăci
• N_bp – rezistența la presiune pe gaură a plăcii
• R_bp – rezistența de calcul la presiune pe gaură; R_bp = 1.6 · R_u pentru clasa de precizie A și R_bp = 1.35 · R_u pentru clasa de precizie B – SP 16, Tabelul 5
• R_un – rezistența ultimă a elementului îmbinat
• d_b – diametrul șurubului
• t – grosimea plăcii
• γ_b – factorul de serviciu al îmbinării cu șuruburi – SP 16, Tabelul 41
• γ_c – factor de serviciu – SP 16, Tabelul 1, editabil în Code setup

Fiecare placă este verificată individual și cazul cel mai defavorabil este afișat. SP 16 nu specifică factorul de serviciu al îmbinării cu șuruburi, γ_b, pentru cazurile în afara limitelor de alcătuire constructivă. Prin urmare, verificarea la presiune pe gaură nu se efectuează pentru astfel de cazuri.

Îmbinări de tip frecare

Pentru îmbinările de tip frecare, alunecarea trebuie limitată și verificată conform SP 16, Cl. 14.3. Aceste șuruburi trebuie verificate și ca îmbinări de tip presiune pe gaură pentru starea limită ultimă după producerea alunecării. Un șurub supus forței de forfecare trebuie să satisfacă:

\[ N_s \le N_{bf} = Q_{bh} \gamma_b \gamma_c \]

unde:

• N_s – forța de forfecare care acționează pe un șurub pretensionat și un plan de frecare
• N_bf – rezistența la alunecare prin frecare a unui șurub pretensionat și a unui plan de frecare
• Q_bh = R_bh A_bn μ / γ_h – rezistența de calcul la alunecare a unui șurub pretensionat și a unui plan de frecare
• R_bh = 0.7 · R_bun – pretensionarea de calcul în șurubul pretensionat – SP 16, Cl. 6.7
• R_bun – rezistența ultimă la întindere a șurubului
• A_bn – aria de tensiune la întindere
• μ – coeficientul de frecare pentru șuruburi pretensionate – SP 16, Tabelul 42, editabil în Code setup
• γ_h – coeficient în cazul strângerii șuruburilor – SP 16, Tabelul 42

  • Găuri normale: încărcare statică, Δ ≤ 4 mm; încărcare dinamică, Δ ≤ 1 mm:

    • γ_h = 1.12 pentru μ ≥ 0.42
    • γ_h = 1.17 pentru 0.35 ≤ μ < 0.42
    • γ_h = 1.30 pentru μ < 0.35
  • Găuri supradimensionate: încărcare statică, Δ > 4 mm; încărcare dinamică, Δ > 1 mm:

    • γ_h = 1.70 pentru μ < 0.35
    • γ_h = 1.35 pentru μ ≥ 0.35
• Δ – diferența dintre diametrele găurii șurubului și ale șurubului
• γ_b – factorul de serviciu al îmbinării de tip frecare – SP 16, Cl. 14.3.4
• γ_c – factor de serviciu – SP 16, Tabelul 1, editabil în Code setup

Încărcarea statică sau dinamică poate fi setată în Code setup.

Numărul de interfețe efective, κ, este întotdeauna egal cu 1, deoarece fiecare interfață este verificată separat.

Conform SP 16, Cl. 14.3.6, pentru șuruburile din îmbinările de tip frecare solicitate la forfecare și întindere combinate, factorul de serviciu al îmbinării de tip frecare, γ_b, se înmulțește cu:

\[ \gamma_b = \gamma_b \cdot \left ( 1 - \frac{N_t}{P_b} \right ) \]

unde:

• N_t – forța de întindere într-un șurub
• P_b = R_bh A_bn – pretensionarea într-un șurub
• R_bh = 0.7 · R_bun – pretensionarea de calcul în șurubul pretensionat – SP 16, Cl. 6.7
• A_bn – aria de tensiune la întindere

Îmbinările de tip frecare trebuie verificate și pentru starea limită ultimă. Tipul de șurub trebuie schimbat în presiune pe gaură – interacțiune întindere/forfecare, încărcările majorate corespunzător și îmbinarea trebuie verificată din nou.