Cıvataların ve ön yüklemeli cıvataların kod kontrolü (AISC)

Cıvatalardaki kuvvetler sonlu elemanlar analizi ile belirlenir. Çekme kuvvetleri, kaldıraç kuvvetlerini de içerir. Cıvata dirençleri AISC 360 - Bölüm J3'e göre kontrol edilir.

Cıvatalar

Cıvataların çekme ve kesme dayanımı

Sıkıştırılmış bir cıvatanın tasarım çekme veya kesme dayanımı, ϕR_n, ve izin verilen çekme veya kesme dayanımı, R_n/Ω, çekme kopması ve kesme kopması sınır durumlarına göre aşağıdaki şekilde belirlenir:

R_n = F_nA_b

ϕ = 0.75    (LRFD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Ω = 2.00    (ASD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

burada:

A_b – cıvata veya dişli parçanın nominal dişsiz gövde alanı

F_n – Tablo J3.2'den nominal çekme gerilmesi, F_nt, veya kesme gerilmesi, F_nv

Gerekli çekme dayanımı, bağlanan parçaların deformasyonundan kaynaklanan kaldıraç etkisinden doğan çekmeyi de içerir.

Yataklamalı bağlantı tipinde birleşik çekme ve kesme

Birleşik çekme ve kesmaya maruz kalan bir cıvatanın mevcut çekme dayanımı, çekme ve kesme kopması sınır durumlarına göre aşağıdaki şekilde belirlenir:

R_n = F'_nt A_b    (AISC 360-16 J3-2)

ϕ = 0.75    (LRFD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Ω = 2.00    (ASD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

\( F'_{nt}=1.3 F_{nt} - \frac{f_{rv} F_{nt}}{\phi F_{nv}} \)   (AISC 360-16 J3-3a LRFD)

\( F'_{nt}=1.3 F_{nt} - \frac{f_{rv} \Omega F_{nt}}{F_{nv}} \)    (AISC 360-16 J3-3b ASD)

burada:

• F'_nt – kesme gerilmesinin etkilerini içerecek şekilde değiştirilmiş nominal çekme gerilmesi
• F_nt – AISC 360-16 Tablo J3.2'den nominal çekme gerilmesi
• F_nv – AISC 360-16 Tablo J3.2'den nominal kesme gerilmesi
• f_rv – LRFD veya ASD yük kombinasyonları kullanılarak hesaplanan gerekli kesme gerilmesi. Bağlantı elemanının mevcut kesme gerilmesi, gerekli kesme gerilmesi f_rv'ye eşit veya daha büyük olmalıdır

Cıvata deliklerinde yatak dayanımı

Cıvata deliklerindeki mevcut yatak dayanımları, ϕR_n ve R_n/Ω, yatak sınır durumu için aşağıdaki şekilde belirlenir:

ϕ = 0.75    (LRFD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Ω = 2.00    (ASD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Bağlanan malzemenin nominal yatak dayanımı, R_n, aşağıdaki şekilde belirlenir:

Standart delikli bir bağlantıdaki cıvata için:

R_n = 1.2 l_c t F_u ≤ 2.4 d t F_u    (AISC 360-16 J3-6a, J3-6a, c)

Uzun delikli bir bağlantıdaki cıvata için:

R_n = 1.0 l_c t F_u ≤ 2.0 d t F_u    (AISC 360-16 J3-6a, J3-6e, f)

burada:

• F_u – bağlanan malzemenin belirtilen minimum çekme dayanımı
• d – nominal cıvata çapı
• l_c – kuvvet yönünde, delik kenarı ile bitişik delik kenarı veya malzeme kenarı arasındaki net mesafe
• t – bağlanan malzemenin kalınlığı

Ön yüklemeli cıvatalar

Çekme kuvveti Ft etkisi ile ön yüklemeli A325 veya A490 sınıfı cıvatanın tasarım kayma direnci

Kullanılacak ön yükleme kuvveti AISC 360-10 Tablo J3.1.

T_b = 0.7 f_ub A_s

Cıvata başına tasarım kayma direnci AISC 360-10 mad. J3.8

R_n = k_SC μ D_u h_f T_b n_s

Kesmede kullanım oranı [%]:

U_ts = V / ϕR_n    (LRFD)

U_ts = Ω V / R_n    (ASD)

burada:

• A_s – cıvatanın çekme gerilmesi alanı
• f_ub – nihai çekme dayanımı
• \( k_{SC}=1-\frac{F_t}{D_u T_b n_b} \)   – birleşik çekme ve kesme için katsayı (LRFD) (J3-5a)
• \( k_{SC}=1-\frac{1.5 F_t}{D_u T_b n_b} \)     – birleşik çekme ve kesme için katsayı (ASD) (J3-5b)
• μ – Kod kurulumunda düzenlenebilir ortalama kayma sürtünme katsayısı
• D_u = 1.13 – monte edilmiş cıvata ön yükünün ortalamasının belirtilen minimum cıvata ön yüküne oranını yansıtan çarpan
• h_f = 1.0 – dolgu plakaları için katsayı
• n_s – sürtünme yüzeyi sayısı; Kontrol her sürtünme yüzeyi için ayrı ayrı hesaplanır
• V – cıvataya etkiyen kesme kuvveti
• ϕ = 1.0 – standart boyutlu delikler için direnç faktörü (LRFD), Kod kurulumunda düzenlenebilir
• ϕ = 0.7 – uzun delikler için direnç faktörü (LRFD)
• Ω = 1.5 – standart boyutlu delikler için direnç faktörü (ASD), Kod kurulumunda düzenlenebilir
• Ω = 2.14 – uzun delikler için direnç faktörü (ASD)