Śrubowe połączenie zakładkowe (AISC)

Podkod: LRFD

Typ połączenia: Śrubowe połączenie zakładkowe

System jednostek: Metryczny

Zaprojektowano zgodnie z: AISC 360-16

Sprawdzono: Śruby na ścinanie i docisk

Materiał płyty: A709, Gr. 50

Śruby: 5/8'' A307

Geometria

Obciążenie przyłożone

Śrubowe połączenie zakładkowe jest obciążone rozciąganiem, tak aby śruby na ścinanie były wykorzystane w 100 %.

Procedura

Koncentrycznie obciążone śrubowe połączenie zakładkowe jest zaprojektowane tak, aby śruby ulegały zniszczeniu na ścinanie (AISC 360-16 – J3.6). Sprawdzana jest również nośność śrub na docisk (AISC 360-16 – J3.10) oraz nośność płyt na rozciąganie (AISC 360-16 – J4.1). Gwint śrub jest przecięty przez płaszczyznę ścinania.

Obliczenia ręczne

Nośność śrub

Nośność jednej płaszczyzny ścinania jednej śruby wynosi 27,6 kN. Każda śruba ma dwie płaszczyzny ścinania, a w każdej połowie złącza znajduje się 9 śrub. Nośność wynosi zatem 2 ∙ 9 ∙ 27,6 = 496,7 kN.

Nośność na docisk i nośność na wyrwanie opierają się na sile działającej na obie płaszczyzny ścinania, tj. 2 ∙ 27,6 = 55,2 kN. Najmniejszą nośność stanowi nośność na wyrwanie śrub przy krawędzi łączonych płyt o grubości 10 mm, wynosząca 121 kN. Pozostałe śruby mają nośność na docisk 128,1 kN, a decydująca jest płyta o grubości 10 mm. Suma grubości nakładek przenoszących docisk wynosi 12 mm.

Nośność płyt na rozciąganie

\[ \phi R_n = \phi F_y A_g = 0.9 \cdot 344.7 \cdot 2000 = 620.46 \, \textrm{kN} \]

\[ \phi R_n = \phi F_u A_e = 0.75 \cdot 448.2 \cdot 1476 = 496.16\,\textrm{kN} \]

Sprawdzenie w IDEA StatiCa Connection

W śrubach występują pewne siły rozciągające wynikające z odkształcenia płyty. Śruby są wykorzystane w 99,9 %, a płyty plastyfikują się. Na podstawie odkształcenia plastycznego w łączonej płycie widać, że rezerwa nośności nie jest zbyt duża.

Porównanie

Siły rozciągające w śrubach są pomijane w obliczeniach ręcznych, jednak nie wpływają znacząco na nośność śrub na ścinanie. Nośność obliczeniowa w IDEA StatiCa Connection wynosi 494 kN, natomiast w obliczeniach ręcznych – 496 kN. W IDEA StatiCa Connection decydujące są śruby, a płyty plastyfikują się. W obliczeniach ręcznych śruby i zerwanie rozciąganej płyty mają tę samą nośność obliczeniową. Różnica między wynikami uzyskanymi z programu a obliczeniami ręcznymi wynosi jedynie 0,4 %.