Normové posouzení šroubů a předepnutých šroubů podle čínské normy

Šrouby

Šrouby jsou posuzovány podle GB 50017, čl. 11.4. Tahová a smyková síla v každém šroubu je stanovena metodou konečných prvků. Páčící síly jsou stanoveny metodou konečných prvků a jsou zohledněny. Každá smyková rovina je posuzována samostatně. Plech v otlačení je posuzován na součet smykových sil v přilehlých rovinách.

Návrhové pevnosti šroubu v tahu a smyku; f_ub[MPa] – mez pevnosti šroubu; odvozeno z Tabulky 4.4.6

Šroub namáhaný tahem

Šroub namáhaný tahovou silou je navrhován podle čl. 11.4.1.2 a musí splňovat:

$$N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b$$

kde:

• N_t – tahová síla v šroubu
• N_t^b – návrhová únosnost v tahu
• $A_s = \frac{\pi d_e^2}{4}$ – plocha průřezu šroubu v tahu
• d_e – účinný průměr šroubu v závitové části
• f_t^b – návrhová pevnost šroubu v tahu

Šrouby namáhané smykem

Šroub namáhaný smykovou silou je navrhován podle čl. 11.4.1.1 a musí splňovat:

$$N_v \le N_v^b = A_g \cdot f_v^b$$

kde:

• N_v – smyková síla v šroubu v posuzované rovině
• $A_g = \frac{\pi d^2}{4}$ – hrubá plocha průřezu šroubu
• d – jmenovitý průměr šroubu
• f_v^b – návrhová pevnost šroubu ve smyku

Každá smyková rovina je posuzována samostatně, tj. počet smykových rovin n_v = 1.

Šrouby namáhané kombinací tahu a smyku

Šroub namáhaný současně smykovou a tahovou silou je navrhován podle čl. 11.4.1.3 a musí splňovat:

$$\sqrt{\left ( \frac{N_v}{N_v^b} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_t}{N_t^b} \right ) ^2} \le 1.0$$

kde:

• N_v – smyková síla v šroubu v posuzované rovině
• N_t – tahová síla v šroubu
• N_v^b – návrhová únosnost šroubu ve smyku
• N_t^b – návrhová únosnost šroubu v tahu

Šrouby namáhané otlačením

Plech namáhaný silou v otlačení od šroubu ve smyku je navrhován podle čl. 11.4.1.1 a musí splňovat:

$$N_v \le N_c^b = d\cdot t \cdot f_c^b$$

kde:

• N_v – smyková síla působící na plech; vektorový součet smykových sil v přilehlých rovinách
• d – jmenovitý průměr šroubu
• t – tloušťka plechu
• f_c^b – návrhová pevnost plechu v otlačení

Návrhová pevnost plechu v otlačení; f_u – mez pevnosti plechu; odvozeno z Tabulky 4.4.6

Předepnuté šrouby

Vysokopevnostní šroub ve třecím spoji je navrhován podle čl. 11.4.2.

Předepnuté šrouby namáhané tahem

Únosnost předepnutého šroubu v tahu se stanoví jako:

$$N_t \le N_t^b = 0.8 \cdot P$$

kde:

• N_t – tahová síla v šroubu
• N_t^b – návrhová únosnost v tahu
• P – předpětí vysokopevnostního šroubu – Tabulka 11.4.2-2

Tabulka 11.4.2-2 – předpětí vysokopevnostního šroubu P [kN]

Předepnutý šroub, který není uveden v Tabulce 11.4.2-2 a je namáhán tahovou silou, je navrhován podle čl. 11.4.1.2 a musí splňovat:

$$N_t \le N_t^b = A_s \cdot f_t^b$$

kde:

• N_t – tahová síla v šroubu
• N_t^b – návrhová únosnost v tahu
• $A_s = \frac{\pi d_e^2}{4}$ – plocha průřezu šroubu v tahu
• d_e – účinný průměr šroubu v závitové části
• f_t^b – návrhová pevnost šroubu v tahu

Předepnuté šrouby namáhané smykem

Návrhová únosnost předepnutého šroubu ve smyku se stanoví podle čl. 11.4.2.1:

$$N_v \le N_v^b = 0.9 k \mu P$$

kde:

• N_v – smyková síla v posuzované rovině
• N_v^b – návrhová únosnost šroubu ve smyku
• k – součinitel pro otvory pro šrouby; k = 1 pro normální otvory, k = 0,85 pro zvětšené otvory, k = 0,6 pro drážkové otvory
• μ – součinitel skluzu na třecí ploše převzatý z Tabulky 11.4.2-1; upravitelný v nastavení normy
• P = N_t^b / 0,8 – předpětí vysokopevnostního šroubu pro šrouby, které nejsou uvedeny v Tabulce 11.4.2-2

Každá smyková rovina je posuzována samostatně, tj. počet smykových rovin n_f = 1.

Předepnuté šrouby namáhané kombinací tahu a smyku

Šroub namáhaný současně smykovou a tahovou silou je navrhován podle čl. 11.4.2.3 a musí splňovat:

$$\frac{N_v}{N_v^b} + \frac{N_t}{N_t^b} \le 1.0$$

kde:

• N_v – smyková síla v posuzované rovině
• N_t – tahová síla v šroubu
• N_v^b – návrhová únosnost šroubu ve smyku
• N_t^b – návrhová únosnost šroubu v tahu