šrouby pro ocelové konstrukce - K2L cz

k2l.cz
  • No tags were found...

šrouby pro ocelové konstrukce - K2L cz

PEINERvysokopevnostní sestavy šroubůpro ocelové konstrukce1


Lídr ve stavbách ocelových konstrukcíSestavy vysokopevnostních šroubů PEINERPEINER Umformtechnik je společnost indickéfirmy Sundram Fasteners Limited (SFL).Sundram je součástí skupiny TVS, jednohoz největších dodavatelů automobilů v Indii.V závodě ve městě Peine vyrábí PEINERUmformtechnik již více než 80 let šrouby,matice a ostatní spojovací prvky pro ocelovékonstrukce a stavby mostů a pro spojeve větrných elektrárnách, stejně jako jakostníautomobilové díly pro renomované výrobcena celém světě.Náš personál pro styk s klíčovými zákazníkyporadí ve všech záležitostech techniky šroubovýchspojení, ať je to při výběru spojovacíchprvků, uspořádání spojovacích míst nebo přivýpočtu a montáži. Spoluprací s vysokýmiškolami v oblasti výzkumu a vedoucí spolupracív grémiích, která určují pravidla, jakonárodních (DIN) a mezinárodních (CEN, ISO)normativních výborech, jsme stále patřičněinformováni o stavu techniky a společně jejutváříme. Aktuální témata jako změny u výrobkovýchnorem nebo výpočetních a montážníchpředpisů zprostředkováváme našimzákazníkům školicími akcemi.Peiner Umformtechnik zásobuje obor ocelovýchkonstrukcí vysokopevnostními HVsestavami a vysokopevnostními lícovanýmiHVP sestavami podle norem DIN EN 14399-4,DIN EN 14399-6 a DIN EN 14399-8 přes velkoobchodse šrouby, který přejímá logistickéslužby.Vysokopevnostní předpínatelné (HV) sestavyšroubů PEINER se používají přednostně v třecíchspojích, v neohebných spojích čelníchdesek, ve spojích střih-otlačení a ve spojíchprstencových přírub u větrných elektráren.Jako bezpečnostně důležité konstrukční prvkymusí vysokopevnostní šrouby splňovat kvalitativníkritéria. Vyrábíme je proto s vysokoupřesností a velkým úsilím o zajištění jakosti.Každý vysokopevnostní šroub a vysokopevnostnímatice Peiner se opatřuje značkou– sériovým číslem. Tak se může dodatečněkdykoliv zpětně sledovat výrobní cesta od konečnéhovýrobku až k šarži vstupního materiálu.Toto značení představuje transparentnostv procesu výroby a je současně značkou našichjakostních požadavků. Podle normy DIN18800-7:2008-11 tím může odpadnout záznamo zkoušce 3.1 požadovaný normou DIN EN10204 pro vysokopevnostní šrouby. Nezávislena tom se na vyžádání vystaví záznamyo zkoušce 3.1.2


vysokopevnostní šroubpodle DIN EN 14399-4podložka podleDIN EN 14399-6sériové čísloematice podleDIN EN 14399-4ssvěrná délka ∑tmjmenovitádélka l3035404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165170175180185190195200210220230240250260svěrná délka ∑t min. a ∑t max. pro vysokopevnostní HV šrouby a vysokopevnostní HVP lícované šrouby 1)M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M3611 - 1616 - 21 12 - 1721 - 26 17 - 2226 - 31 22 - 27 18 - 2331 - 36 27 - 32 23 - 28 22 - 2736 - 41 32 - 37 28 - 33 27 - 3241 - 46 37 - 42 33 - 38 32 - 37 29 - 3446 - 51 42 - 47 38 - 43 37 - 42 34 - 3951 - 56 47 - 52 43 - 48 42 - 47 39 - 44 36 - 4156 - 61 52 - 57 48 - 53 47 - 52 44 - 49 41 - 46 39 - 4461 - 66 57 - 62 53 - 58 52 - 57 49 - 54 46 - 51 44 - 4966 - 71 62 - 67 58 - 63 57 - 62 54 - 59 51 - 56 49 - 54 43 - 4871 - 76 67 - 72 63 - 68 62 - 67 59 - 64 56 - 61 54 - 59 48 - 5376 - 81 72 - 77 68 - 73 67 - 72 64 - 69 61 - 66 59 - 64 53 - 5881 - 86 77 - 82 73 - 78 72 - 77 69 - 74 66 - 71 64 - 69 58 - 6386 - 91 82 - 87 78 - 83 77 - 82 74 - 79 71 - 76 69 - 74 63 - 6891 - 96 87 - 92 83 - 88 82 - 87 79 - 84 76 - 81 74 - 79 68 - 7396 - 101 92 - 97 88 - 93 87 - 92 84 - 89 81 - 86 79 - 84 73 - 78101 - 106 97 - 102 93 - 98 92 - 97 89 - 94 86 - 91 84 - 89 78 - 83106 - 111 102 - 107 98 - 103 97 - 102 94 - 99 91 - 96 89 - 94 83 - 88111 - 116 107 - 112 103 - 108 102 - 107 99 - 104 96 - 101 94 - 99 88 - 93116 - 121 112 - 117 108 - 113 107 - 112 104 - 109 101 - 106 99 - 104 93 - 98121 - 126 117 - 122 113 - 118 112 - 117 109 - 114 106 - 111 104 - 109 98 - 103126 - 131 122 - 127 118 - 123 117 - 122 114 - 119 111 - 116 109 - 114 103 - 108131 - 136 127 - 132 123 - 128 122 - 127 119 - 124 116 - 121 114 - 119 108 - 113136 - 141 132 - 137 128 - 133 127 - 132 124 - 129 121 - 126 119 - 124 113 - 118141 - 146 137 - 142 133 - 138 132 - 137 129 - 134 126 - 131 124 - 129 118 - 123146 - 151 142 - 147 138 - 143 137 - 142 134 - 139 131 - 136 129 - 134 123 - 128151 - 156 147 - 152 143 - 148 142 - 147 139 - 144 136 - 141 134 - 139 128 - 133156 - 161 152 - 157 148 - 153 147 - 152 144 - 149 141 - 146 139 - 144 133 - 138161 - 166 157 - 162 153 - 158 152 - 157 149 - 154 146 - 151 144 - 149 138 - 143158 - 163 157 - 162 154 - 159 151 - 156 149 - 154 143 - 148163 - 168 162 - 167 159 - 164 156 - 161 154 - 159 148 - 153168 - 173 167 - 172 164 - 169 161 - 166 159 - 164 153 - 158173 - 178 172 - 177 169 - 174 166 - 171 164 - 169 158 - 163183 - 188 182 - 187 179 - 184 176 - 181 174 - 179 168 - 173193 - 198 192 - 197 189 - 194 186 - 191 184 - 189 178 - 183203 - 208 202 - 207 199 - 204 196 - 201 194 - 199 188 - 193213 - 218 212 - 217 209 - 214 206 - 211 204 - 209 198 - 203223 - 228 222 - 227 219 - 224 216 - 221 214 - 219 208 - 213233 - 238 232 - 237 229 - 234 226 - 231 224 - 229 218 - 223Tabulka 1a1) Svěrná délka ∑tobsahuje také oběpodložky (viz obrázeknahoře)5


Sestavy vysokopevnostních šroubů PEINERkwXsériové číslocšroub podleDIN EN 14399-8podložka podleDIN EN 14399-6ødsøderødwøda15° do 30 °kIsIgIkonec závitu podle DIN 78-Ku = neúplný závit = max. 2PusDetail Xsvěrná délkatmhmatice podleDIN EN 14399-4Tabulka 2Rozměry lícovanéhošroubu*Rozměryvysokopevnostníchlícovaných šroubůPEINER s velkýmirozměry klíče DIN EN14399-8 pro spoje GVP,SLVP a SLP v ocelovýchkonstrukcíchMatice provysokopevnostnílícované HVP sestavypodle DIN EN14399-8 je identickás vysokopevnostní maticípodle DIN EN 14399-4*Údaje v milimetrechjmenovitý rozměrP 1)cd ad sd w3)ekk wrshmmin.max.max.nom.min. 2)max. 2)min.min.nom.min.max.min.min.max.min.nom.min.max.nom.= max.min.M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M361,75 2 2,5 2,5 3 3 3,5 40,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,40,6 0,6 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,815,2 19,2 24 26 28 32 35 4113 17 21 23 25 28 31 3712,74 16,74 20,71 22,71 24,71 27,71 30,67 36,6712,85 16,85 20,84 22,84 24,84 27,84 30,83 36,8320,1 24,9 29,5 33,3 38,0 42,8 46,6 55,923,91 29,56 35,03 39,55 45,20 50,85 55,37 66,448 10 13 14 15 17 19 237,55 9,25 12,1 13,1 14,1 16,1 17,95 21,958,45 10,75 13,9 14,9 15,9 17,9 20,05 24,055,28 6,47 8,47 9,17 9,87 11,27 12,56 15,361,2 1,2 1,5 1,5 1,5 2 2 222 27 32 36 41 46 50 6021,16 26,16 31 35 40 45 49 58,83 4 4 4 4 5 5 62,7 3,7 3,7 3,7 3,7 4,4 4,4 5,43,3 4,3 4,3 4,3 4,3 5,6 5,6 6,610 13 16 18 20 22 24 299,64 12,3 14,9 16,9 18,7 20,7 22,7 27,7Poznámka: Pro žárově zinkované šrouby, podložky a matice platí rozměry před zinkováním1) 2) 3)P = stoupání závitu (normální závit) Odpovídá třídě tolerance b11 d w,max = SistNormovaný rozsahjmenovitých délekDoplňkový rozsahjmenovitých délekjmenovitýrozměr50556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165170175180185190195200210220230240250260ldélky dříku l s a l gM12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M36l s l g l s l g l s l g l s l g l s l g l s l g l s l g l s l gmin. max. min. max. min. max. min. max. min. max. min. max. min. max. min. max.20,5 27 14,5 22 8,5 1725,5 32 19,5 27 13,5 22 12,5 21 6 1630,5 37 24,5 32 18,5 27 17,5 26 11 21 9 1935,5 42 29,5 37 23,5 32 22,5 31 16 26 14 24 9,5 2140,5 47 34,5 42 28,5 37 27,5 36 21 31 19 29 14,5 2645,5 52 39,5 47 33,5 42 32,5 41 26 36 24 34 19,5 3150,5 57 44,5 52 38,5 47 37,5 46 31 41 29 39 24,5 3655,5 62 49,5 57 43,5 52 42,5 51 36 46 34 44 29,5 41 20 3360,5 67 54,5 62 48,5 57 47,5 56 41 51 39 49 34,5 46 25 3865,5 72 59,5 67 53,5 62 52,5 61 46 56 44 54 39,5 51 30 4370,5 77 64,5 72 58,5 67 57,5 66 51 61 49 59 44,5 56 35 4875,5 82 69,5 77 63,5 72 62,5 71 56 66 54 64 49,5 61 40 5380,5 87 74,5 82 68,5 77 67,5 76 61 71 59 69 54,5 66 45 5885,5 92 79,5 87 73,5 82 72,5 81 66 76 64 74 59,5 71 50 6390,5 97 84,5 92 78,5 87 77,5 86 71 81 69 79 64,5 76 55 6895,5 102 89,5 97 83,5 92 82,5 91 76 86 74 84 69,5 81 60 73100,5 107 94,5 102 88,5 97 87,5 96 81 91 79 89 74,5 86 65 78105,5 112 99,5 107 93,5 102 92,5 101 86 96 84 94 79,5 91 70 83110,5 117 104,5 112 98,5 107 97,5 106 91 101 89 99 84,5 96 75 88115,5 122 109,5 117 103,5 112 102,5 111 96 106 94 104 89,5 101 80 93120,5 127 114,5 122 108,5 117 107,5 116 101 111 99 109 94,5 106 85 98125,5 132 119,5 127 113,5 122 112,5 121 106 116 104 114 99,5 111 90 103130,5 137 124,5 132 118,5 127 117,5 126 111 121 109 119 104,5 116 95 108135,5 142 129,5 137 123,5 132 122,5 131 116 126 114 124 109,5 121 100 113140,5 147 134,5 142 128,5 137 127,5 136 121 131 119 129 114,5 126 105 118145,5 152 139,5 147 133,5 142 132,5 141 126 136 124 134 119,5 131 110 123150,5 157 144,5 152 138,5 147 137,5 146 131 141 129 139 124,5 136 115 128143,5 152 142,5 151 136 146 134 144 129,5 141 120 133148,5 157 147,5 156 141 151 139 149 134,5 146 125 138153,5 162 152,5 161 146 156 144 154 139,5 151 130 143158,5 167 157,5 166 151 161 149 159 144,5 156 135 148168,5 177 167,5 176 161 171 159 169 154,5 166 145 158178,5 187 177,5 186 171 181 169 179 164,5 176 155 168188,5 197 187,5 196 181 191 179 189 174,5 186 165 178198,5 207 197,5 206 191 201 189 199 184,5 196 175 188208,5 217 207,5 216 201 211 199 209 194,5 206 185 198218,5 227 217,5 226 211 221 209 219 204,5 216 195 2086


15° do 30°Xd szávit d M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M36jmenovitá délka lHmotnost* v kg/100 kusů při 7,85 kg/dm 330354045505560657075808590951001051101151201251301351401451501551601651701751801851901952002052102152202252302352402452502552604,504,94 9,195,39 9,985,83 10,77 17,836,28 11,56 19,07 24,60 30,606,72 12,35 20,30 26,09 32,387,16 13,14 21,53 27,58 34,15 45,907,61 13,92 22,77 29,08 35,93 48,15 61,638,05 14,71 24,00 30,57 37,70 50,39 64,408,50 15,50 25,23 32,06 39,48 52,64 67,178,94 16,29 26,46 33,55 41,25 54,89 69,95 110,509,38 17,08 27,70 35,04 43,03 57,14 72,72 114,509,83 17,87 28,93 36,54 44,81 59,38 75,50 118,4910,27 18,66 30,16 38,03 46,58 61,63 78,27 122,4910,71 19,45 31,40 39,52 48,36 63,88 81,05 126,4811,16 20,24 32,63 41,01 50,13 66,13 83,82 130,4811,60 21,03 33,86 42,50 51,91 68,37 86,60 134,4712,05 21,82 35,10 44,00 53,68 70,62 89,37 138,4712,49 22,61 36,33 45,49 55,46 72,87 92,14 142,4612,93 23,39 37,56 46,98 57,23 75,11 94,92 146,4613,38 24,18 38,80 48,47 59,01 77,36 97,69 150,4513,82 24,97 40,03 49,96 60,79 79,61 100,47 154,4514,27 25,76 41,26 51,46 62,56 81,86 103,24 158,4414,71 26,55 42,49 52,95 64,34 84,10 106,02 162,4415,15 27,34 43,73 54,44 66,11 86,35 108,79 166,4315,60 28,13 44,96 55,93 67,89 88,60 111,57 170,4316,04 28,92 46,19 57,42 69,66 90,85 114,34 174,4216,49 29,71 47,43 58,92 71,44 93,09 117,11 178,4216,93 30,50 48,66 60,41 73,22 95,34 119,89 182,4117,37 31,29 49,89 61,90 74,99 97,59 122,66 186,4117,82 32,08 51,13 63,39 76,77 99,83 125,44 190,4032,86 52,36 64,88 78,54 102,08 128,21 194,4033,65 53,59 66,38 80,32 104,33 130,99 198,3934,44 54,83 67,87 82,09 106,58 133,76 202,3935,23 56,06 69,36 83,87 108,82 136,53 206,3836,02 57,29 70,85 85,64 111,07 139,31 210,3836,81 58,52 72,34 87,42 113,32 142,08 214,3737,60 59,76 73,84 89,20 115,57 144,86 218,3738,39 60,99 75,33 90,97 117,81 147,63 222,3662,22 76,82 92,75 120,06 150,41 226,3663,46 78,31 94,52 122,31 153,18 230,3564,69 79,80 96,30 124,55 155,96 234,3565,92 81,30 98,07 126,80 158,73 238,3567,16 82,79 99,85 129,05 161,50 242,3468,39 84,28 101,63 131,30 164,28 246,3469,62 85,77 103,40 133,54 167,05 250,3370,86 87,26 105,18 135,79 169,83 254,33Tabulka 2aHmotnostivysokopevnostníchšroubů PEINERDIN EN 14399-4,vysokopevnostníchlícovaných HVPšroubů PEINERDIN EN 14399-8,vysokopevnostníchmatic PEINERDIN EN 14399-4a vysokopevnostníchpodložek PEINER DINEN 14399-6* uvedené hmotnostijsou orientačníPozor: Pro údaje o závitech vysokopevnostních lícovaných HVP šroubů podle DIN EN 14399-8 se musí tabulkové hodnoty zvýšit o ~ 6%!+2 vysokopevn. podložky+1 vysokopevn. matice∑1,4 3,0 3,8 4,8 6,0 10,6 12,6 21,22,3 4,5 6,9 9,8 14,5 20,7 26,2 46,03,7 7,5 10,7 14,6 20,5 31,3 38,8 67,27


Výpočet spojů ocelových konstrukcí s vysokopevnostními šroubypodle DIN 18800-1:2008-11 a DIN EN 1993-1-8:2005Rozdělení šroubových spojůS DIN EN 1993-1-8 byla vůči DIN 18800-1provedena nová klasifikace šroubových spojů,která se orientuje podle směru přivádění sílyv poměru k podélné ose šroubu. V následujícíchzobrazeních (tabulky 3 a 4) jsou uvedenaprůkazová kritéria, k nimž se později přistupuje,a odpovídající klasifikace podle DIN 18800-1 vždy v mezním stavu použitelnosti (GdG)i v mezním stavu únosnosti (GdT).Výpočet spojů vysokopevnostníchšroubůPro průkaz spojů vysokopevnostních šroubůse jistě nějakou dobu bude používat jakněmecká norma DIN 18800-1, tak evropskánorma DIN EN 1993-1-8 a DIN EN 1993-1-9.Je proto smysluplné zabývat se oběma formátyprůkazu a popřípadě ohodnotit technickyvýznamné rozdíly.1. Průkaz na střih šroubů1.1. Vyměřovací hodnoty namáhání ve střihuV anesmí překročit mezní střižné síly V a,R,dpodle DIN 18800-1:2008-11.Mezní střižná síla V a,R,d jeV a,R,d = A . τ a,R,d = A . α a . f u,b,k I γ MAα aPrůřez dříku A Sch , když hladký dřík ležíve střižné mezeřeUpínací průřez A Sp , když závitová částdříku leží ve střižné mezeře.0,55 pro vysokopevnostní šrouby třídypevnosti 10.9, když hladký dřík ležíve střižné mezeře.0,44 pro vysokopevnostní šrouby třídypevnosti 10.9, když závitová část ležíve střižné mezeře.f u,b,kγ M =charakteristická pevnost v tahu materiálušroubu, u vysokopevnostníchšroubů: 1000 N/mm 21,1 dílčí součinitel spolehlivosti proodpor8


U plasticko-plastické metody průkazu a u jednostřižnýchnepodepřených spojů se musídodržet další předpisy.1.2 Podle DIN EN 1993-1-8:2005 nesmí působícístřižná síla F v,Ed překročit odpovídající mezníhodnotu F v,Rd .Tato se vypočítá jako:- když závit leží ve střižné mezeře:A upínací průřez A sα v = 0,5f u,b pro třídu pevnosti 10.9 = 1000 N/mm 2γ M2 = 1,25 dílčí součinitel spolehlivostiNavzdory těmto rozdílům v koeficientech průkazovýchformátů je z nich zjištěná namáhatelnostpodle DIN 18800-1 a DIN EN 1993-1-8přibližně stejná. Když leží závit šroubu ve střižnémezeře, je namáhatelnost stejná.- když dřík leží ve střižné mezeře:A průřez dříku α v = 0,6Přivádění síly napříč k ose šroubuPorovnáno s DIN 18800-1Kategorie Kritérium PoznámkaGdGGdTNení nutné předpětí,A Spoje namáhané F v,Ed ≤ Favšak ve většiněv,Rdpřípadů je výhodou,ve střihu /F v,Ed ≤ FSL popř. SLP SL popř. SLPb,Rd třídy pevnosti 4.6 ažv otlačení10.9F v,Ed,ser ≤ FVysokopevnostnís,Rd,serB Třecíšrouby FK 8.8 neboFspoje (GdG) v,Ed ≤ F v,Rd10.9 předpjatéGV popř. GVP SL popř. SLPF v,Ed ≤ F b,RdVysokopevnostníF v,Ed ≤ F s,Rdšrouby FK 8.8 neboC TřecíGV popř. GVP GV popř. GVPFspoje (GdT)v,Ed ≤ F b,Rd10.9 předpjaté.(Netto)F v,Ed ≤ N NnetRd podle DIN ENnet,Rd1993-1-1Přivádění síly ve směru osy šroubuKategorie Kritérium Poznámka Porovnáno s DIN 18800-1D Nepředpjaté spoje F t,Ed ≤ F t,RdNení nutné předpětí,třídy pevnosti 4.6 ažF t,Ed ≤ B p,Rd 1)10.9Neklasifikováno, avšak uvéstprůkazové kritériumF t,Ed ≤ F t,RdVysokopevnostníE Předpjaté spojeF t,Ed ≤ F šrouby FK 8.8 nebop,Rd 10.9Tabulka 3Přivádění síly napříčk ose šroubuTabulka 4Přivádění síly ve směruosy šroubu1) Vyměřovací hodnota odporu protlačení hlavy šroubu a matice šroubu (DIN EN 1993-1-8:2005 odstavec 3.6.1 Tabulka 3.5)9


Výpočet spojů ocelových konstrukcí s vysokopevnostnímišrouby podle DIN 18800-1:2008-11 a DIN EN 1993-1-8:20052. Průkaz otlačení2.1 Podle DIN 18800-1:2008-11 nesmí vyměřovacíhodnoty namáhání otlačením Vl překročitmezní otlačovací síly V l,R,d .Mezní otlačovací síla V I,R,d jeKdetd Schα lf y,kγ MProProKdetloušťka konstrukčního díluprůměr dříku šroubufaktor ke zjištění namáhatelnosti otlačením,závislý na vrtacím obrazci (obrázek2)charakteristická mez kluzu průtažnostimateriálu konstrukčního dílu= 1,1 dílčí součinitel spolehlivosti proodpore 2≥ 1,5 d L a e 3 ≥ 3,0 d L jeα l = 1,1 e 1/d L - 0,30 (koncový šroub)α l = 1,08 e /d L - 0,77 (vnitřní šroub)e 2 = 1,2 d L a e 3= 2,4 d L jeα l = 0,73 e 1/d L - 0,20 (koncový šroub)α l = 0,72 e /d L - 0,51 (vnitřní šroub)e 1 = vzdálenost od okraje ve směrusílye = rozteč děr ve směru sílye 2 = vzdálenost od okraje kolmoke směru sílye 3 = rozteč děr kolmo ke směru sílyd L = průměr děr2.2 Mezní otlačovací síla podleDIN EN 1993-1-8 se vypočítá jako:Kde α b min. (α d ; f ub /f u ;1,0)pro okrajové šrouby:α d = e 1 /3 . d 0pro vnitřní šrouby:α d = p 1 /3 . d 0 - 0,2510


Obrázek 2Střižný spojs dvojitými spojkamis vzdálenostmiod okraje „e 1 “ a „e 2 “a roztečemi děr „e“a „e 3 “.Pro střihové namáhánítahem spoje jsoušrouby „a“ a „c“koncové šroubyšrouby „b“ vnitřníšroubyPro střihové namáhánítlakem spoje jsoušrouby „a“, „b“ a „c“vnitřní šrouby1 Vnější spojky2 Vnitřní spojkak 1k 1f udtpro okrajové šrouby:min. (2,8 . e 2 /d 0 – 1,7; 2,5)pro vnitřní šrouby:min. (1,4 . p 2 /d 0 - 1,7; 2,5)pevnost v tahu materiálu konstrukčníhodílujmenovitý průměr šroubutloušťka konstrukčního díluPoznámky:F b,Rd u podélných děr s podélnou osou napříčke směru síly se součinitelem 0,6 vůči normálnívůli děr zredukována.Při tom je d 0 průměr díry; p 1 je rozteč děrve směru síly a p 2 rozteč děr kolmo ke směru síly.Výpočet se provádí s charakteristickou hodnotoumateriálu fu vůči f y,k při průkazu podleDIN 18800-1.Protože se výpočty mezní otlačovací sílypodle DIN 18800-1 a DIN EN 1993-1-8 odlišujíod formulace, není možné jednoduché porovnánía je nutný nový výpočet.γ M2 = 1,25dílčí součinitel spolehlivostipro odpor11


Výpočet spojů ocelových konstrukcí s vysokopevnostnímišrouby podle DIN 18800-1:2008-11 a DIN EN 1993-1-8:2005Takže je třeba namáhatelnosti podle staréa nové normy pokládat prakticky za stejné.4. Kombinace tahu a smykuPodle DIN 18800-1 se musí vést následujícíprůkaz interakce:Kde:N, V a vyměřovací hodnoty namáhánítahem a smykemN R,d viz 3V a,r,d viz 1.1Od průkazu interakce se může upustit, když jeN / N r,d nebo V a / V a,r,d menší než 0,25.3. Průkaz vysokopevnostních šroubůna zatížení tahem se provádí výpočtemmezní tažné síly podle velmi podobnýchformulací (tabulka 5).Podle DIN EN 1993-1-8 vyplývá podmínkainterakce z hodnocení experimentálníchvýsledkůPro vysokopevnostní šrouby vyplývá poměr:Rozdílně se tím hodnotí vzájemné působenímezi oběma zatíženími (obrázek 3).Tabulka 5Výpočet meznítažné síly k průkazuvysokopevnostníchšroubů na zatíženítahem.DIN 18800-1:2008-11DIN EN 1993-1-8:2005N R,d =A Sp . f u,b,k1,25 . MF t,Rd =k 2. fub . AS M2A Spupínací průřezA Supínací průřezf u,b,k pro FK 10.9 = 1000 N/mm 21,25 součinitel ke zvýšenému zabezpečenívůči pevnosti v tahu M = 1,1f ub pro FK 10.9 = 1000 N/mm 2k 2 = 0,9 M2 = 1,2512


5. Průkaz třecích spojů: (GV a GVP)5.1 Podle DIN 18800-1 nesmí namáhání Vgsměrodatná pro použitelnost překročit mezníkluzné síly V g,R,d .Mezní kluzná síla V g,R,d jeV g,R,d = μ . Fv / (1,15 • γ M ), když na vysokopevnostníšroub nepůsobí žádná vnější tažnásíla,V g,R,d = μ . Fv / (1-N / Fv) / (1,15 • γ M ), kdyžna vysokopevnostní šroub působí vnějšítažná síla.Kdeμ součinitel tření po předúpravě třecíchploch podle DIN 18800-7Fv předpínací síla podle DIN 18800-7N tažná síla připadající podílově na šroubγ M = 1,05.2 Podle DIN EN 1993-1-8 je možný průkaztřecího spoje HV výpočtem únosnosti v prokluzujak v mezním stavu použitelnosti (GdG),tak v mezním stavu únosnosti (GdT). Únosnostv prokluzu Fs Rd se vypočítá jako:Kromě toho se musí pro spoje GV a GVP véstprůkaz spolehlivosti únosnosti jako pro spojeSL a SLP.(tah)F t,EdF t,Rd;NN R,d1,0Obrázek 3Vzájemné působenímezi tahem a smykem:DIN 18800-1:2008-11DIN EN 1993-1-8:20050,8DIN EN 1993-1-8DIN 188000,60,40,20 2860,2 0,4 0,6 0,8 1,0F v,EdF v,Rd;V aV a,R,d(smyk)Zdroj: převzato od Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ungermanna a Dipl.-Ing. Schmidta, univerzita Dortmund13


Výpočet spojů ocelových konstrukcí s vysokopevnostnímišrouby podle DIN 18800-1:2008-11 a DIN EN 1993-1-8:2005Kdek snμsoučinitel díry, závislý na provedenía vůli díry, např. pro normální vůlidíry: k s = 1počet kluzné spárysoučinitel tření v dotykových plochách,zařazení podle tříd kluznýchploch, např. pro třídu A: μ = 0,5F p,C = 0,7 • f ub • A s (= 1,11 • F v )γ M3γ M3,ser= 1,25 dílčí součinitel spolehlivostipro GdT= 1,1 dílčí součinitel spolehlivostipro GdGV mezním stavu použitelnosti (kategorie Bpodle DIN EN 1993-1-8) je tato hodnota asio 16 % vyšší než mezní kluzná síla podle DIN18800-1. Při tom se ale musí dbát na to, žedosazená předpínací síla F p,C je asi o 11 %vyšší než předpínací síla F v podle DIN 18800-7a metodou utahovacího momentu se již nedábezpečně dosáhnout, protože vliv tření, kterýje tam účinný, je podroben určitému rozptylu.Z tohoto důvodu se zde musí použít kombinovanápředpínací metoda podle DIN EN1090-2. Pro vysokopevnostní šrouby PEINERjsou přitom v tabulce 8 uvedeny používanépředběžné utahovací momenty a úhly dalšíhonatočení jako doporučení výrobce.© Maurer Söhne GmbH & Co. KG, München5.3 Jednoduché porovnání namáhatelnostitřecích spojů podle DIN EN 1993-1-8 a DIN18800-1 u kombinovaného namáhání ve smykua tahu přes poměrné číslo nebo údajprocentuálního rozdílu není možné, jelikožnamáhatelnost závisí na poměru namáhánív tahu a předpínací síly.V tabulce 6 jsou v příslušných normách uvedenyudané vzorce výpočtů pro namáhatelnost.Pro třecí spoje v mezním stavu únosnosti(GdT, kategorie C) obsahuje údaje pouzeDIN EN 1993-1-8.Aby se v mezním stavu použitelnosti (GdG)nastavilo porovnání, vyjádří se vnější zatíženítahem jako rovné a předpínací síla podle DINEN 1993-1-8 v závislosti na předpínací sílepodle DIN 18800-7.14


KdeF p,C = 1,11 • F v a F t,Ed,ser = N a μ = 0,5 jako i F vpodle DIN 18800-7, vyplývá přepočtem rovnicpodle Euro kódu 3 a DINF s,Ed,ser = 0,836 • V g,R,d + 0,141 • F vToto je rovnice přímky v obecné forměy = mx + n6. Průkaz provozní pevnostiPodle DIN 18800-1 se musí vést potřebnéprůkazy pro šrouby namáhané v tahu a smykupodle odstavce 7.5.1, prvku 741 nebo podleodstavce 8.2.1.5, prvku 811 podle DIN 18800-1:2008-11. Vhodný formát průkazu se můževyhledat v DIN EN 1993-1-9. Toto v zásaděspočívá na výpočtu poškození pomocí modifikovanéhypotézy kumulace poškození podlePalmgren-Minera.DIN 18800-1:2008-11Mezní kluzná síla1-( F v )NV g,R,d = μ . F v1,15 . MF s,Rd =DIN EN 1993-1-8:2005Únosnost v prokluzu pro vysokopevnostníspoje platí všeobecněk s. n . μ M3. Fp,CTabulka 6Třecí spoje přikombinaci smykua tahuμsoučinitel tření po předpravě třecích plochpodle DIN 18800-7F v předpínací síla podle DIN 18800-7Ntažná síla připadající podílově na šroubpro průkaz použitelnosti. M = 1,0Mohou se použít součinitele tření μ > 0,5,když budou doloženy.Kdek snμsoučinitelpočet kluzných spársoučinitel třeníkombinované namáhání ve smyku a tahuplatí u kategorie B spoje (GdG)F s,Rd,ser =k s. n . μ M3,serU kategorie C spoje (GdT)(F p,C - 0,8 . F t,Ed,ser)F s,Rd =k s. n . μ M3(F p,C - 0,8 . F t,Ed)Poznámka k DIN 18800-1:2008-11:1) Pro šrouby nenamáhané tahem platí:V g,R,d =μ . F v1,15 . M2)3)Tažné síly v předpjatých spojích snižují svěrnou sílu mezi dotykovými plochami, takže se rovněžsnižují zatížení na mezi skluzu.Faktor 1,15 je korekční faktor. Namáhání v tahu z vnějšího zatížení se výpočtově přidělí výlučně kešroubům. Znamená to, že se nebere v úvahu skutečně nastávající snížení svěrné síly v dotykovýchplochách spojovaných konstrukčních dílů ani zvětšení tlaku v dosedacích plochách hlavy šroubua matice.15


Předpínání spojů vysokopevnostníchšroubů PEINER1. Ustanovení DIN 18800-7:2008-11Pro plánované předpínání se musí sestavyvysokopevnostních šroubů předpínat na normálnípředpínací sílu F v podle tabulky 7.Normální předpínací síla vyplývá z výsledkuprůřezu jmenovitého napětí závitu (A sp ) x 0,7 xmez kluzu v průtažnosti (f y,b,k = 900 N/mm 2 pro10.9).Pro předpínání otáčením, zpravidla otáčenímmatice, se musí přednostně použít metodautahovacího momentu. Normální předpínacísíla Fv se vytváří utahovacím momentem M A .Pro sestavy vysokopevnostních šroubů k třídyK1 platí nezávisle na stavu povrchu jednotnýutahovací točivý mom ent M A podle tabulky7. Tato metoda umožňuje postupné předpjetív přípojích s mnoha šrouby i dotažení jakokontrolu nebo k vyrovnání ztrát předpínací sílypo několika dnech.DIN 18800-7 nabízí pro předpínání na úroveňpředpínací síly zobrazené v tabulce 7 ještědalší způsoby, které zde budou vysvětleny jenprincipiálně, protože v praxi se používají jenzřídka. Odpovídající přesné postupy se potommusí vyhledat rovněž v textu normy.U metody rotačních impulsů se předpínací sílavytváří rotačními impulsy, tzn. tangenciálnímirotačními nárazy. Utahovací nářadí se musípro tuto metodu před použitím nastavit vhodnýmseřizovacím zařízením na předpínací síluuvedenou v DIN 18800-7.U metody otočných bodů probíhá předpjetíve dvou stupních. Nejdříve se vyvodí velminízký předběžný utahovací moment, u něhožexistuje v praxi jisté riziko, že spojované dílypotom ještě nebudou celoplošně dosedat.Následně vyvozovaný úhel dalšího natočeníse musí zjistit kontrolou postupu. Chybějícíceloplošné dosednutí konstrukčních dílůpřed nanesením úhlu dalšího natočení vedev ojedinělém případě k vysokým rozptylůmu předpínacích sil.Tabulka 7Předpínací sílya utahovacímomenty prometodu utahovacíhomomentu, předpínacímetodu provysokopevnostnísestavy k-třídy K1pro předpínání podleDIN 18800-7RozměryNormálnípředpínací sílaFv [kN](odpovídáFp,C* = 0,7 . fyb . As)Metoda utahovacího momentuVyvozovaný utahovací moment Ma k dosaženínormální předpínací síly Fv [Nm]Stav povrchu: žárově pozinkovaný a namazanýa jako vyrobený a namazaný a1M 12501002M 161002503M 201604504M 221906505M 242208006M 2729012507M 3035016508M 365102800aMatice ve stavu dodání jsou od výrobce ošetřeny sulfidem molybdeničitým nebo rovnocenným mazivem.V rozporu s dřívějšími ustanoveními je utahovací moment nezávisle na stavu dodání vždy stejný.16


U kombinované metody probíhá předpínánírovněž ve dvou stupních. Předběžný utahovacímoment uvedený v tabulce DIN 18800-7 jezřetelně vyšší a má tím zvýšit pravděpodobnost,že se již dosáhne celoplošného dosednutíkonstrukčních dílů. Poté se nanese úheldalšího natočení rovněž uvedený v tabulcev DIN 18800-7, který je menší než úhel uvedenýv DIN EN 1090-2, protože je tam vyššíúroveň předpínací síly.2. Opatření DIN EN 1090-2Pro předpjaté spoje, u nichž předpínací sílanevstupuje do statického výpočtu, tedy všudetam, kde se nemusí vést průkaz třecího spoje,je také podle evropské normy DIN EN 1993-1-8 dovolena úroveň předpínací síly F p,C *,která leží pod úrovní F p,C . Pro spoje, kterése předpínají z jiných důvodů než průkazupevnosti ve smyku, je proto nadále dovolenopředpínání naF p,C * = 0,7 . f yb . A s ,Což odpovídá postupu podle DIN 18800-7.Metoda utahovacího momentu se proto můžev takových případech neomezeně používat.Pro předpětí na sílu šroubuF p,C * = 0,7 . f ub . A s ,která využívá pevnost šroubu v tahu ze 70 %,doporučuje PEINER Umformtechnik aplikacikombinované metody podle DIN EN 1090-2s uvedenými předběžnými utahovacími momentyM A a uvedenými úhly dalšího natočení(tabulka 8).Kombinovaná metodaRozměry M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M36Předpínací sílaF p,C = 0,7 . f ub. As[kN]Předběžnýutahovací momentM A[Nm]59 110 172 212 247 321 393 57275 190 340 490 600 940 1240 2100Tabulka 8Potřebné předpínacísíly, předběžnéutahovací momentya úhly dalšíhonatočení, popř.rozměry dalšíhootočení prokombinovanoupředpínacímetodu provysokopevnostnísestavy k třídy K1pro předpínánípodle DIN EN 1090-2Úhel dalšího natočení popř. rozměr dalšího otočení pro svěrnou délku celkem ΣtCelková jmenovitá tloušťka Σtspojovaných dílů (včetně všech vložeka podložek)Úhel dalšího natočeníRozměr dalšího otočení1 ∑t Ø 2d 60° 1/62 2d ≤ ∑t Ø 6d 90° 1/43 6d ≤ ∑t Ø 10d 120° 1/317


Pokyny k použitípro sestavy vysokopevnostních šroubůVysokopevnostní šrouby PEINER semohou sešroubovávat dohromady pouzes vysokopevnostními maticemi PEINERa vysokopevnostními podložkamiPEINER, aby se zajistilo požadovanéchování při utahování a u žárověpozinkovaných spojovacích prvkůdodatečně rozměrová stálost závitu.Žárově zinkované vysokopevnostnímatice PEINER jsou namazánya připraveny k montáži. Dodatečnémazání šroubů, matic a podložek můževést k montážním chybám.Jednotlivé spojovací prvky jsou kombinovatelédo sestavy pro jmenovitou velikost a musíse používat pouze se stejným stavem povrchu(žádné „smíšené použití“ jako např. „černý“šroub a žárově pozinkovaná matice).Skladování vysokopevnostních sestavPrvky sestavy šroubů se musí skladovat tak,aby se stav povrchu a tím funkční vlastnostinepříznivě neovlivňovaly (např. korozí nebonečistotou).Sestava je vždy libovolně složena z jednohošroubu, jedné matice a podložek jednohovýrobce.Uspořádání spojovacích prvkůPodložka: Plocha se značením ke konstrukčnímudíluZkosené hrany k hlavě šroubupopř. k maticiMatice:Plocha se značením viditelná navenekZvláštní pokyny k předpjatýmšroubovým spojům:• Při předpínání otáčením hlavy šroubu semusí zajistit dosažení plánovaného předpětínapř. kontrolou postupu k chování přiutahování s vhodným mazáním podložkyna straně hlavy nebo dosedací plochy hlavyšroubu.• Pro povlakování na dotykových plocháchspojů SLV a SLVP se musí dodržovat DIN18800-7:2008-11, tabulka 4. V případěpotřeby se musí vyrovnat vznikající ztrátypředpínací síly dotažením šroubového spoje.• Když předpjatá sestava později povolí,potom se musí demontovat a nahraditnovou. Když se u povolených sestav, kterébyly předpjaté podle metody utahovacíhomomentu nebo rotačního impulsu, prokáže,že šroub nebyl při prvním předpětítrvale poškozen, je povoleno opakovanépředpínání tohoto šroubu s novou maticía podložkou stejného výrobce šroubů.Naše doporučení: Protože při povolovánía demontáži předpjatých sestav vysokopevnostníchšroubů není většinou známo,zda se při první montáži vyskytly nepravidelnosti,např. šikmá poloha a tím vysokýjednostranný tlak a následně místní plastifikacev závitu, a již není možné přesnéprověření trvalé deformace spojovacích15 o až 30 oXd s18


prostředků za podmínek na staveništi,měly by se z bezpečnostních důvodů tytosestavy kompletně nahradit novými.Přesah šroubůPo utažení musí závit šroub u předpjatýchspojů a u spojů SL a SLP s dodatečnýmnamáháním v tahu přesahovat přes maticiminimálně jeden úplný chod závitu. PodleDIN 18800-7:2008-11 nestačí u předpjatýchspojů bez dodatečného namáhání v tahu,když konec šroubu končí s vnější plochoumatice.Použití několika podložek na jednéstraněK vyrovnání svěrné délky jsou na straně,na níž se netočí, povoleny až tři podložkys celkovou tloušťkou max. 12 mm.Povolený sklon dosedacích plochna konstrukčním dílu proti dosedacímplochám hlavy šroubu a/nebo matice(součet z plánovaného a výrobou podmíněnéhosklonu)Při převážně klidovém namáhání ≤ 4 % (~2°)(pokud se dotahuje ze strany matice), přinepřevážně klidovém namáhání ≤ 2 % (~1°).Při překročení mezních hodnot se musí k vyrovnánínamontovat vhodné klínové podložkydostatečné tvrdosti.Při sešroubování profilů U nebo I se musípoužít odpovídající klínové podložky podleDIN 6917 nebo DIN 6918 (dodatečně nebonamísto kulatých podložek podle DIN EN14399-6).Zajištění šroubových spojůPředpjaté šroubové spoje nepotřebují anipři nepřevážně klidovém namáhání žádnádodatečná zajišťovací opatření. (Při poměrusvěrné délky t/d


Peiner Umformtechnik GmbHWoltorfer Straße 20-2431224 PeineNěmecko/GermanyTelefon + 49 (0) 5171 545-0Telefax + 49 (0) 5171 545-180E-mail info@peiner-ut.comInternet www.peiner-ut.comSpolečnost podniku Sundram Fasteners Ltd., Indie20

More magazines by this user
Similar magazines