Skrudde forbindelser

Transkript

1 Side 1 1 EN : Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner Del 1-8: Knutepunkter og forbindelser 1 Orientering Grunnlag for konstruksjonsberegningen 3 orbindelser med skruer, nagler eller bolter 4 Sveiste forbindelser 5 Konstruksjonsanalyse, klassifisering og beregningsmodell 6 Knutepunkter med H- eller I-profil 7 Knutepunkter med hulprofiler

2 Side Disposisjon Kapasitet til enkeltskruer Kapasitet til skruegrupper Bolteleddforbindelser 3 Tabell asthetsklasser for skruer NS-ISO asthetsklasse f yb (MPa) f ub (MPa)

3 Side 3 Nye standarder for høyfaste skruer Ikke-forspente forbindelser Generelle krav Egnethetstest Skruer Muttere Underlagsskiver NS-EN NS-EN NS-EN ISO 4014 NS-EN ISO 4017 NS-EN ISO 403 NS-EN ISO 7089 NS-EN ISO Nye standarder for høyfaste skruer orspente forbindelser System HR System HV Generelle krav Egnethetstest Skruer & muttere Merking Klasse Underlagsskiver Merking NS-EN / 8 HR 10.9 / 10 NS-EN NS-EN NS-EN NS-EN H NS-EN HV 10.9 / 10 NS-EN

4 Side 4 Tab 3.: Klassifisering av skrueforbindelser - som i NS 347 Basistype Strekkforbindelser Skjærforbindelser Kategori Ikke-forspente skruer B orspente skruer C orspente skruer D Ikke-forspente skruer E orspente skruer Kapasitetskriterier vskjæring & hullkanttrykk v,ed min ( ; b,rd ) riksjon i SLS v,ed.ser s,rd.ser vskjæring & hullkanttrykk i ULS v,ed min ( ; b,rd ) riksjon i ULS v,ed s,rd v,ed min ( b,rd ; net,rd ) t,ed t,rd t,ed B p,rd t,ed t,rd t,ed B p,rd 8 Kraftoverføring på avskjæring & hullkanttrykk 9

5 Side 5 Bæreevnen til sveiste & skrudde laskeskjøter 10 Kraftoverføring på friksjon p,c 0.7f ub s 11

6 Side 6 Bruddformer i en skrueforbindelse 1 Tabell vskjæringskapasitet d,v 0,6f u,b M 13

7 Side 7 Tabell vskjæringskapasitet vskjæringssnittet går gjennom Kapasitet per avskjæringssnitt skrueskaftet 0,6f u,b M skruens gjengeparti 0,6f 0,5f u,b M u,b M s s 4.6 & Tabell Spenningsareal s iht. NS-EN ISO Skrue M1 M16 M0 M4 M7 M30 Skafttverrsnitt mm Spenningsareal s mm 84,

8 Side 8 dvarsel! Gjengene på sekskantskruer M16 M48 fremstilles i gjengerullemaskiner. Noen fundamentbolter har skårne gjenger! ltså skal kapasitetene i tabell 3.4 multipliseres med 0,85! 16 Duktile forbindelser plastiske forbindelser 17

9 Side 9 18 Tabell Hullkanttrykk b,rd k α 1 b fdt u M α b min α d f u,b ; ;1 f u e p α min ; d 3d 3d e,8 1,7 eller,5 d0 k min 1 p 1,4 1,7 eller,5 d0 19

10 Side 10 Tab 3.3 Kapasitet av skruegrupper - som i NS 347 Minimumsavstander Vanlig praksis Optimale avstander e 1 1,d 0 d 0 3d 0 p 1,d 0 3d 0 3,75d 0 e 1,d 0 1,5d 0 1,5d 0 p,4d 0 <3d 0 3d 0 0 Tabell Hullkanttrykk b,rd α 1 e p b,5α fdt b u 1,5d 3d 0 α 0 b M e1 3d p1 min 3d fu,b fu eller e 3d 1 eller p 3,75d

11 Side 11 Énsnittet skjøt med én skrue eller en skruerad b,rd 1,5f dt u M Underlagsskiver skal benyttes under både hode og mutter i énsnittede skjøter med kun én skruerad vinkelrett på kraftretningen. Tabell Strekkbelastet skrue t,rd 0,9f u,b M s Hevarmkraftens størrelse avhenger av den relative stivhet og geometrien av elementene i forbindelsen. Se kapittel 6. 3

12 Side 1 Utmatting av skruer Gjengede tverrsnitt har dårligste utmattingsklasse (se NS-EN ). Men i forspente forbindelser vil størstedelen av kraftvariasjonen gå mellom platene så lenge ytre strekk er mindre enn forspenningen. 4 Tabell Gjennomlokkingskapasitet (punching shear resistance) B p,rd 0,6f πd u M m t p d m er det minste hjørnemålet e til skruehode eller mutter t p er den minste platetykkelsen under skruehode eller mutter 5

13 Side 13 NS 347: Skruer belastet i strekk & avskjæring f,v d,v + f,t d,t 1 6 Tabell Skruer belastet i strekk & avskjæring v,ed v,rd t,ed t,rd 1 t + 1,4,Ed t,rd 1 7

14 Side 14 NS-EN : Kapasitet av skruegrupper - som i NS 347 Netto tverrsnitt Cochranes formel net s b nd + 0 4p t Lange forbindelser - som i NS 347 Reduksjon av avskjæringskapasiteten v,red,rd β Lf der 1 L 15d j β 1 Lf 00d 0,75 d skruediameter L 15d < L L j j 15d j < 65d 65d 9

15 Side 15 Nyhet: 3.7 Kapasiteten av skruegrupper The design resistance of a group of fasteners may be taken as the sum of the design bearing resistances b,rd of the individual fasteners provided that the design shear resistance of each individual fastener is greater than or equal to the design bearing resistance b,rd. Otherwise the design resistance of a group of fasteners should be taken as the number of fasteners multiplied by the smallest design resistance of any of the individual fasteners Kapasiteten av en skruegruppe Rd Rd Σ n b,i,rd b,min,rd for for b,i,rd b,min,rd < < og b,i,rd Rd n for b,min,rd 31

16 Side Kapasiteten til skruegrupper Utrivning av skruegrupper (block tearing) V V eff,1,rd eff,,rd fu M fu M nt nt + + M 0 f y f M 0 y 3 3 nv nv 3 Dårlig Nyhet om utrivning av skruegrupper NS-EN foreskriver netto skjærarealer! 33

17 Side Innfesting av vinkelprofil - som i NS 347 N u,rd (e - 0,5d 0 )tf u / M 35 igur Innfesting av vinkelprofil i ett ben 36

18 Side 18 Tabell Innfesting av vinkelprofil i ett ben skruer: Hullavstand skruer 3 skruer eller flere N u,rd β n f u / M 3 skruer eller flere: N u,rd β 3 n f u / M p 1,5 d o β 0,4 β 3 0,5 p 1 5 d o β 0,5 β 3 0,7 37 Bolteleddforsøk 41

19 Side 19 Bolteleddforsøk Bolteleddforbindelser er avskjæringsforbindelser utført med én bolt, og der det stilles krav til fri rotasjon. Type : Tykkelsen er gitt Type B: Geometrien er gitt Kravene er som i NS 347. Men kapasitetsformlene for bolten (pinnen) er endret.

20 Side 0 Bøyemomentet i pinnen (bolten) M Ed 8 ( a + 4c + b) Ed q Ed 8 L 44 Kapasitetskontroll av bolten (pinnen) Kontroll av hullkanttrykk b,ed 1,5f ytd M0 Kontroll av avskjæring v,ed 0,6f up M Kontroll av moment Ny formel! M Ed M Rd 1,5f yp M0 W el Kontroll av kombinert moment & skjærkraft M M Ed Rd + v,ed 1,0 45

21 Side 1 lternativ formel for momentkapasiteten M W W Ed der pl el M Rd 4 r 3 π r ,88f yp M 0 W pl 46 Tilleggskrav for utskiftbare bolter: spenningskontroll i bruksgrensestadiet! Hullkanttrykk b,ed,ser b,rd,ser 0,6f y M 6,ser td Moment Kontakttrykk ifg. Hertz M σ Ed,ser h,ed der σ h,ed M f,5 Rd,ser y M 6,ser 0,591 0,8f E Ed,ser yp W M 6,ser el ( d d ) td 0 47