Страница 29: ДСТУ-Н Б EN 1999-1-1:2010. Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила для конструкцій (60238)

Таблиця

8.5

Розрахунковий опір болтів і заклепок

Опір зрізу на одну площину зрізу

,

(8.9)

(8.10)

– де площина зрізу проходить через частину болта з різьбою (A – розтягнута частина болта A_s):

– для сталевих болтів за класами 4.6, 5.6 і 8.8: α_v=0,6;

– для сталевих болтів за класами 4.8, 6.8, 5.8 і 10.9, болтів з неіржавіючої сталі та болтів з алюмінію: α_v=0,5.

f_ub= характеристичному значенню межі міцності матеріалу заклепки

A₀= площі поперечного перерізу отвору

– де площина зрізу проходить через ненарізану частину болта

(A – поперечний переріз болта брутто):

α_v=0,6

f_ub= характеристичному значенню межі міцності матеріалу болта

Міцність на зминання

^1)2)3)4)5)6)

,

(8.11)

де α_b – менше з α_d або f_ub/f_u або 1,0; але ≤ 0,66 для овальних отворів у напрямку передачі навантаження:

(8.12)

– для кінцевих болтів: α_d=e₁/3d₀; для внутрішніх болтів: α_d=p₁/3d₀-1/4; перпендикулярних до напрямку передачі навантаження

(8.13) та (8.14)

– для торцевих болтів k₁ найменше з 2,8e₂/d₀-1,7 або 2,5

(8.15)

– для внутрішніх болтів k₁ найменше з 1,4P₂/d₀-1,7 або 2,5

(8.16)

f_u – характеристичне значення межі міцності матеріалу з’єднуваних деталей

f_ub – характеристичне значення межі міцності матеріалу болта

d – діаметр болта

d₀ – діаметр отвору

e₁, e₂, p₁, p₂ – див. рис. 8.1 ⁵⁾

Опір

розтягу

,

(8.17)

(8.18)

де

k₂=0,9 – для сталевих болтів

k₂=0,5 – для алюмінієвих болтів

k₂=0,63 – для втоплених сталевих болтів

Для суцільних заклепок із розмірами головки за Додатку С, за рисунком С.1 або більшими з обох сторін

Опір зрізу при продавлюванні

(8.19)

де

d_m – середнє значення діаметрів головки болта або гайки між вершинами та гранями або, якщо використовуються шайби, то зовнішній діаметр шайби (вибирається менший з цих розмірів);

t_p – товщина листа під головкою болта або гайкою;

f_u – характеристична межа міцності матеріалу елемента

Сумісна дія зрізу та розтягу

(8.20)

¹⁾ Міцність на зминання F_b,Rd для болтів:

– при нестандартних отворах згідно з prEN 1090-3 ця величина складає 0,8 від міцності на зминання для болтів при стандартних отворах;

– у коротких овальних отворах, де поздовжня вісь є перпендикулярною до напрямку передачі сил, при цьому довжина овального отвору складає не більше ніж 1,5 діаметра круглої частини отвору, величина міцності є 0,80 міцності на зминання для болтів у круглих стандартних отворах;

– у довгих овальних отворах, де поздовжня вісь є перпендикулярною до напрямку передачі сил, а довжина овального отвору знаходиться в межах між 1,5 та 2,5 від діаметра круглої частини отвору, ця величина складає 0,65 від міцності на зминання для болтів у круглих стандартних отворах.

²⁾ Для болтів із потайними втопленими головками:

– міцність на зминання F_b,Rd повинна обчислюватися за товщиною листа t, рівною товщині приєднаного листа мінус половина глибини зенкування.

³⁾ На додаток до опору зминанню потрібно виконати перевірку опору перерізу нетто.

⁴⁾ Якщо навантаження на болт не паралельне краям, то міцність на зминання можна перевірити окремо для складових навантаження, паралельних і нормальних відносно країв.

⁵⁾ Алюмінієві болти не рекомендується використовувати у з'єднаннях з овальними отворами.

⁶⁾ Для овальних отворів слід замінити d₀ на (d+1мм), e₁ на (e₃+d/2), e₂ на (e₄+d/2), p1 на (p₃+d) і p₂ на (p₄+d), значення p₃, p₄, e₃ і e₄ можна знайти на рисунку 8.4.

Тable

8.5

Design resistance for bolts and rivets

Shear resistance per shear plane:

(8.9)

(8.10)

– where the shear plane passes through the threaded portion of the bolt (A – is the tensile stress area of the bolt A_s):

– for steel bolts with classes 4.6, 5.6 і 8.8: α_v=0,6;

– for steel bolts with classes 4.8, 6.8, 5.8 і 10.9, stainless steel bolts and aluminium bolts α_v=0,5.

f_ub= characteristic ultimate strength of the rivet material

A₀= sectional area of the hole

– where the shear plane passes through the unthreaded portion of the bolt

(A – is the gross cross section of the bolt):

α_v=0,6

f_ub= characteristic ultimate strength of the bolt material

Bearing resistance

1)2)3)4)5)6)

(8.11)

where α_b – is the smallest of α_d or f_ub/f_u or 1,0; but ≤ 0,66 for slotted holes in the direction of the load transfer:

(8.12)

– for end bolts α_d=e₁/3d₀; for inner bolts: α_d=p₁/3d₀-1/4; perpendicular to the direction of the load transfer

(8.13) and (8.14)

– for edge bolts k1 is the smallest 2,8e₂/d₀-1,7 or 2,5

(8.15)

– for inner bolts k1 is the smallest of 1,4P₂/d₀-1,7 or 2,5

(8.16)

f_u – is the characteristic ultimate strength of the material of the connected parts

f_ub – is the characteristic ultimate strengths of the bolt material

d – is the bolt diameter

d₀ – is the hole diameter

e₁, e₂, p₁, p₁ – see Figure 8.1

Tension resistance

(8.17)

(8.18)

where:

k₂=0,9 – for steel bolts

k₂=0,5 – for aluminium bolts

k₂=0,63 – for countersunk steel bolts

Fог solid rivets with head dimensions according to Annex C, Figure C.l or greater on both sides.

Punching shear resistance

(8.19)

where

d_m – is the mean of the across points and across flats dimensions of the bolt head or the nut or if washers are used the outer diameter of the washer, whichever is smaller;

t_p – s the thickness of the plate under the bolt head or the nut;

f_u – characteristic ultimate strength of the member material.

Combined shear and tension

(8.20)

¹⁾ The bearing resistance F_b,Rd for bolts:

– in oversized holes according to prEN 1090-3 is 0,8 times the bearing resistance for bolts in normal holes,

– in short slotted holes, where the longitudinal axis of the slotted hole is perpendicular to the direction of the force transfer and the length of the slotted hole is not more than 1,5 times the diameter of the round part of the hole, is 0,80 times the bearing resistance for bolts in round, normal holes.

– in long slotted holes, where the longitudinal axis of the slotted hole is perpendicular to the direction of the force transfer and the length of the slotted hole is between 1,5 times the hole diameter and 2,5 times the hole diameter of the round part of the hole, is 0,65 times the bearing resistance for bolts in round, normal holes.

²⁾ For countersunk bolts:

– the bearing resistance F_b,Rd should be based on a plate thickness t equal to the thickness of the connected plate minus half the depth of the countersinking,

³⁾ In addition to bearing resistance, the net section resistance needs to be checked

⁴⁾ If the load on a bolt is not parallel to the edge, the bearing resistance may be verified separately for the bolt load components parallel and normal to the end.

⁵⁾ Aluminium bolts should not be used in connections with slotted holes.

⁶⁾ For slotted holes replace d₀ by (d+1мм), e₁ by (e₃+d/2), e₂ by (e₄+d/2), p₁ by (p₃+d) і p₂ на (p₄+d), where p₃, p₄, e₃ and e₄ are found in Figure 8.4.

(6) Величини розрахункового опору на розтяг і зріз нарізної частини болта при­ведені у таблиці 8.5 тільки для болтів із накатуваною різьбою. Для інших видів де­талей з нарізною різьбою, таких як анкерні болти або стяжні анкери, виготовлених із круглого сталевого прутка, на яких різьба нарізається виробником металоконструк­цій, а не спеціалізованим виробником бол­тів, відповідні значення з таблиці 8.5, такі як, наприклад, напружена площа A_s, слід зменшити, помноживши на коефіцієнт 0,85.

(7) Значення розрахункового опору зрі­зу F_v,Rd, наведені у таблиці 8.5, застосову­ються тільки у випадках, коли болти вико­ристовуються у отворах із номінальними допусками, які не перевищують допусків для стандартних отворів згідно з prEN 1090-3.

(6) The design resistances for tension and for shear through the threaded portion given in Table 8.5 are restricted to bolts with rolled threads. For other items with cut threads, such as holding-down bolts or tie rods fabricated from round steel bars where the threads are cut by the steelwork fabricator and not by a specialist bolt manufacturer, the relevant values from Table 8.5 such as the stress area A_s should be reduced by multiplying them by a factor of 0,85.

(7) The values for design shear resistance F_v,Rd given in Table 8.5 apply only where the bolts are used in holes with nominal clearances not exceeding those for standard holes as specified in prEN 1090-3.

8.5.6 Розрахунковий опір заклепок

(1) З’єднання на заклепках необхідно розраховувати на сприйняття зусиль зрізу та зминання. Показники розрахункового опору у цьому розділі відносяться до алюмінієвих заклепок згідно з таблицею 3.7. При цьому необхідно керуватися додатко­вими вимогами С.4.2.

(2)Р У граничному стані з втратою не­сучої здатності розрахункова перерізуваль­на сила F_v,Rd, що діє на заклепку, не повинна перевищувати меншого зі значень:

– розрахункового опору на зріз ;

– розрахункового опору на зминання ;

– обидві величини наведені у таблиці 8.5.

(3) Розтяг в алюмінієвих заклепках доз­воляється тільки у крайніх випадках (див. таблицю 8.5).

(4)Р У граничному стані з втратою несу­чої здатності розрахункова розтягувальна сила F_t,Ed, що діє на заклепку, не повинна перевищувати розрахункової межі міцності на розрив F_t,Rd, наведеної у таблиці 8.5.

(5) Заклепки, що зазнають як зрізу­вальних, так і розтягуючих навантажень, повинні додатково задовольняти вимоги при сумісній дії зрізу та розтягу, як вказано у таблиці 8.5.

(6) Значення для розрахункового опору на зминання F_b,Rd у таблиці 8.5 повинні застосовуватися тільки у тих випадках, коли відстань від краю e₂ складає не менше 1,5d₀, а інтервал p₂, вимірюваний поперек напряму навантаження, дорівнює щонай­менше 3,0d₀.

(7) Для менших значень e₂ та/або p₂ використовується таке саме зменшення F_b,Rd, як вказано у 8.5.5(10) для болтів.

(8) Як правило, довжина стрижня зак­лепки не повинна перевищувати 4,5d при клепанні молотком і 6,5d при клепанні пресуванням.

(9) Одиночні заклепки у одиночних з’єднаннях внакрій не застосовуються.

8.5.6 Design resistance of rivets

(1) Riveted connections should be designed to transfer forces in shear and bearing. The design resistances in this clause apply to aluminium rivets ace. to Table 3.7. The additional requirements of C.4.2 should be followed

(2)P At the ultimate limit state the design shear force F_v,Rd on a rivet shall not exceed the lesser of:

– the design shear resistance ;

– the design bearing resistance ;

– both as given in Table 8.5.

(3) Tension in aluminium rivets should be limited to exceptional cases (see Table 8.5).

(4)P At the ultimate limit state the design tension force F_t,Ed on a rivet shall not exceed the design ultimate tension resistance F_t,Rd as given in Table 8.5.

(5) Rivets subject to both shear and tensile forces should in addition satisfy the requirement for combined shear and tension as given in Table 8.5.

(6) The values for the design bearing resistance F_b,Rd in Table 8.5 should only be applied where the edge distance e₂ is not less than 1,5d₀, and the spacing p₂ measured transverse to the load direction is at least 3,0d₀.

(7) For smaller values of e₂ and/or p₂ the same reduction of F_b,Rd should be applied as given in 8.5.5(10) for bolts.

(8) As a general rule, the grip length of a rivet should not exceed 4,5d for hammer riveting and 6,5d for press riveting.

(9) Single rivets should not be used in single lap joints.

8.5.7 Болти та заклепки з потайними го­ловками

(1) З'єднання з потайни­ми сталевими болтами або заклепками повинні розраховуватися на сприйняття зусиль зрізу та зминання.

(2)Р У граничному стані з втратою несу­чої здатності розрахункова перерізувальна сила F_v,Ed, що діє на потайний сталевий болт або заклепку, не повинна перевищу­вати меншого значення з наступних:

– 0,7 від розрахункового опору зрізу F_v,Rd, наведеного у таблиці 8.5;

– розрахункового опору зминанню F_b,Rd, який повинен розраховуватися згідно з методикою відповідних 8.5.5 або 8.5.6, при цьому від товщини відповідного приєдну­ваного елемента t віднімається половина глибини утоплення.

(3) Стан розтягу в потайному сталевому болті повинен розраховуватися на сприй­няття розтягуючого зусилля F_t,Ed. Стан розтягу дозволяється тільки у виняткових випадках (див. таблицю 8.5).

(4)Р У граничному стані з втратою несу­чої здатності розрахункове зусилля розтягу F_t,Ed, що діє на потайний сталевий болт, не повинне перевищувати розрахункової межі міцності на розтяг F_t,Rd, приведеної у таблиці 8.5.

(5) Болти та заклепки, що зазнають як зрізувальних, так і розтягувальних зусиль, по­винні додатково задовольняти вимоги при сумісній дії зрізу і розтягу, наведені в таблиці 8.5.

(6) Кут і глибина утоплення повинні відповідати prEN 1090-3.

(7) Значення, що відносяться до розра­хункового опору зминання F_b,Rd у таблиці 8.5, повинні застосовуватися тільки у тих випадках, коли відстань від краю e₂ складає величину, не меншу ніж 1,5d₀, а інтервал p₂, вимірюваний поперек напрямку наван­таження, складає щонайменше 3,0d₀.

(8) Для менших значень e₂ і/або p₂ повинне використовуватися зниження значення F_b,Rd , вказане у 8.5.5(10) для болтів.

(9) Як правило, довжина стрижня утопленого болта або заклепки не повинна перевищувати 4,5d при клепанні молотком і 6,5d при клепанні пресуванням.

(10) Одиночні потайні болти або заклеп­ки в одиночних з’єднаннях внакрій не застосовуються.

8.5.7 Countersunk bolts and rivets

(1) Connections with countersunk bolts or rivets made from steel should be designed to transfer forces in shear and bearing.

(2)P At the ultimate limit state the design shear force F_v,Ed on a countersunk bolt or rivet made from steel shall not exceed the lesser of:

– 0,7 times the design shear resistance F_v,Rd as given in Table 8.5 and

– the design bearing resistance F_b,Rd which should be calculated as specified in 8.5.5 or 8.5.6 respectively, with half the depth of the countersink deducted from the thickness t of the relevant part jointed.

(3) Tension in a countersunk bolt made from steel should be designed to transfer tension force F_t,Ed. It should be limited to exceptional cases (see Table 8.5).

(4)P At the ultimate limit state the design tension force F_t,Ed on a countersunk bolt made from steel shall not exceed the design ultimate tension resistance F_t,Rd as given in Table 8.5.

(5) Bolts and rivets subject to both shear and tensile forces should in addition satisfy the requirement for combined shear and tension as given in Table 8.5.

(6) The angle and depth of countersinking should conform with prEN 1090-3.

(7) The values for the design bearing resistance F_b,Rd in Table 8.5 should only be applied where the edge distance e₂ is not less than 1,5d₀ and the spacing p₂ measured transverse to the load direction is at least 3,0d0.

(8) For smaller values of e₂ and/or p₂ the same reduction of F_b,Rd should be applied as given in 8.5.5(10) for bolts.

(9) As a general rule, the grip length of a countersunk bolt or rivet should not exceed 4,5d for hammer riveting and 6,5d for press riveting.

(10) Single countersunk bolts or rivets should not be used in single lap joints.

8.5.8 Порожнисті заклепки і заклепки з оправкою

(1) Розрахункова міцність порожнистих заклепок і заклепок із оправкою регламент­тується у prEN 1999-1-4.

8.5.8 Hollow rivets and rivets with mandrel

(1) For the design strength of hollow rivets and rivets with mandrel, see EN 1999-1-4.