Kama kuvvetleri dahil cıvatalardaki kuvvetler sonlu elemanlar analizi ile belirlenir. Cıvata dirençleri S16 – Bölüm 13'e göre kontrol edilir.
Cıvatalar
Cıvataların çekme dayanımı
Bir cıvatanın çekme direnci, Madde 13.12.1.3'e göre değerlendirilir ve şu şekilde alınır:
\[ T_r = 0.75 \phi_b A_b F_u \]
burada:
- ϕb = 0.8 – cıvatalar için direnç faktörü, Kod kurulumunda düzenlenebilir
- Ab – nominal çapına göre cıvatanın kesit alanı
- Fu – cıvata için belirtilen minimum çekme dayanımı
Cıvata dişleri bir kesme düzlemi tarafından kesildiğinde, kesme direnci 0.7 Vr olarak alınır.
Cıvataların kesme dayanımı
Bir cıvatanın kesme direnci, Madde 13.12.1.2'ye göre değerlendirilir. Cıvatanın her kesme düzlemi ayrı ayrı kontrol edilir. Şu şekilde alınır:
\[ V_r=0.6 \phi_b A_b F_u \]
burada:
- ϕb = 0.8 – cıvatalar için direnç faktörü, Kod kurulumunda düzenlenebilir
- Ab – nominal çapına göre cıvatanın kesit alanı
- Fu – cıvata için belirtilen minimum çekme dayanımı
Cıvata dişleri bir kesme düzlemi tarafından kesildiğinde, kesme direnci 0.7 Vr olarak alınır.
Yataklamalı bağlantı tipinde birleşik çekme ve kesme
Birleşik çekme ve kesmeye maruz kalan bir cıvatanın direnci, Madde 13.12.1.4'e göre değerlendirilir ve şu şekilde alınır:
\[ \left ( \frac{V_f}{V_r} \right )^2 + \left ( \frac{T_f}{T_r} \right )^2 \le 1 \]
burada:
- Vf ve Tf sırasıyla cıvataya etkiyen tasarım kesme kuvveti ve çekme kuvvetidir
- Vr ve Tr sırasıyla cıvatanın tasarım kesme direnci ve çekme direncidir
Cıvata deliklerinde yatak dayanımı
Yatak ve kesmaya maruz cıvatalı bir bağlantıda cıvatada oluşan direnç, Madde 13.12.1.2'ye göre değerlendirilir ve şu şekilde alınır
Br = 3 ϕbr t d Fu normal cıvata delikleri için
Br = 2.4 ϕbr t d Fu bu deliklere dik yüklenen uzun delikler için
burada:
- ϕbr = 0.8 – çelik üzerindeki cıvata yataklaması için direnç faktörü
- t – bağlanan plakaların daha ince kalınlığı
- d – cıvata çapı
- Fu – bağlanan malzemenin çekme dayanımı
Cıvata deliği yırtılması
Bir cıvatanın delik yırtılma direnci, Madde 13.11'e göre her cıvata için ayrı ayrı şu şekilde kontrol edilir:
\[ T_r = \phi_u 0.6 A_{gv} \frac{F_y+F_u}{2} \]
burada:
- ϕu = 0.75 – yapısal çelik için direnç faktörü
- Agv = 2 ∙ l ∙ t – kesmede brüt alan
- Fy – bağlanan malzemenin akma dayanımı
- Fu – bağlanan malzemenin çekme dayanımı
- l – cıvata ekseninden kesme kuvveti yönünde kenara olan mesafe
- t – bağlanan malzemenin kalınlığı
Fy > 460 MPa olan çelik sınıfları için, Tr'nin belirlenmesinde (Fy + Fu) / 2 ifadesi Fy ile değiştirilmelidir.
Kayma kritik bağlantılarda cıvatalar
Cıvatalı bir bağlantının kayma direnci, Madde 13.12.2'ye göre şu şekilde değerlendirilir
Vs = 0.53 cs ks Ab Fu
burada:
- cs – ks ve cıvata sınıfına göre belirlenen katsayı:
- ks < 0.52 için sınıf A cs = 1.00 (A325) veya 0.92 (A490) veya 0.78 (diğer)
- ks ≥ 0.52 için sınıf B cs = 1.04 (A325) veya 0.96 (A490) veya 0.81 (diğer)
- ks – Kod kurulumunda düzenlenebilir sürtünme katsayısı; S16-14 Tablo 3'e göre ayarlanmalıdır; sınıf A için 0.3 veya sınıf B için 0.52'ye eşittir
- Ab – nominal çapına göre cıvatanın kesit alanı
- Fu – cıvata için belirtilen minimum çekme dayanımı
Kayma kritik bağlantılarda uzun delikler kullanıldığında, Vs = 0.75 ∙ 0.53 cs ks Ab Fu.
Hem çekme hem de kesmaya maruz bir cıvata aşağıdaki ilişkiyi sağlamalıdır:
\[ \frac{V_f}{V_s}+1.9\frac{T}{A_b F_u} \]
burada:
- Vf ve Tf sırasıyla cıvataya etkiyen tasarım kesme kuvveti ve çekme kuvvetidir
Madde 13.12.2, Madde 13.12.1'de belirtilen bağlantı dirençlerinin kontrol edilmesi gerektiğini belirtmektedir. Bu nedenle kullanıcı, kayma sonrası durumu kontrol etmeli, yani cıvataların kesme kuvveti aktarımını "Sürtünme"den "Yatak – çekme ve kesme etkileşimi"ne değiştirmelidir.
Detaylandırma
Cıvatalı bağlantıların detaylandırmasında, minimum adım aralığı ve minimum kenar mesafesi S16-14 – 22.3'e göre kontrol edilir. Minimum adım aralığı (2.7 d – Kod kurulumunda düzenlenebilir) ve minimum kenar mesafesi (1.25 d) kontrol edilir.