Avustralya standartlarına göre cıvataların ve ön yüklemeli cıvataların kod kontrolü

Cıvatalardaki kuvvetler, sıkıştırma kuvvetleri dahil, sonlu elemanlar analizi ile belirlenir. Cıvata dirençleri kod hükümleri ile kontrol edilir.

Cıvatalar

Cıvatalar, Bölüm 9.2 Cıvata Tasarımı'na göre kontrol edilir. Her cıvatadaki çekme ve kesme kuvveti sonlu elemanlar analizi ile belirlenir. Sıkıştırma kuvvetleri, Madde 9.1.8'in önerdiği şekilde dikkate alınır. Sıkıştırma kuvvetleri sonlu elemanlar analizi ile belirlenir. Her kesme düzlemi ayrı ayrı kontrol edilir. Yatak basıncındaki levha, yakın düzlemlerdeki kesme kuvvetlerinin toplamına göre kontrol edilir.

Kesmede cıvata

Tasarım kesme kuvvetine maruz kalan bir cıvata, Md. 9.2.2.1'e göre tasarlanır ve aşağıdaki koşulu sağlamalıdır:

\[ V_f^* \le \phi V_f \]

burada:

• V_f* – tasarım kesme kuvveti
• ϕ = 0.8 – kapasite faktörü (Tablo 3.4), Kod ayarlarında düzenlenebilir
• V_f = 0.62 f_uf A – cıvatanın nominal kesme kapasitesi
• f_uf – Tablo 9.2.1'de belirtilen cıvatanın minimum çekme dayanımı
• A – cıvatanın alanı; AS 1275'te tanımlandığı şekilde cıvatanın küçük çap alanı olan A_c veya cıvatanın nominal düz gövde alanı olan A_o'ya eşittir. Her kesme düzlemi ayrı ayrı kontrol edilir.

A_c değeri yazılımda aşağıdaki fonksiyon ile yaklaşık olarak hesaplanır:

A_c = 0.0000163 · A_s² + 0.91682 · A_s − 0.85375

Maksimum fark 0.8 mm² veya %0.5'tir.

Cıvatalı bindirme bağlantısının uzunluğunu dikkate almak için Tablo 9.2.2.1'de verilen azaltma faktörü 1.0'a eşittir. Azaltma, her cıvata ayrı ayrı kontrol edilerek otomatik olarak uygulanır.

Md. 9.2.2.5'e göre, dolgu levhalarının kalınlığının 6 mm'yi aştığı bağlantılarda, cıvatanın nominal kesme kapasitesi %15 oranında azaltılmalıdır. Çok kesme düzlemli bağlantılarda azaltma tüm kesme düzlemlerine uygulanır.

Çekmede cıvata

Tasarım çekme kuvvetine maruz kalan bir cıvata, Md. 9.2.2.2'ye göre tasarlanır ve aşağıdaki koşulu sağlamalıdır:

\[ N_{tf}^* \le \phi N_{tf} \]

burada:

• N_tf* – tasarım çekme kuvveti
• ϕ = 0.8 – kapasite faktörü (Tablo 3.4), Kod ayarlarında düzenlenebilir
• N_tf = A_s f_uf – cıvatanın nominal çekme kapasitesi
• A_s – AS 1275'te belirtilen cıvatanın çekme gerilmesi alanı
• f_uf – Tablo 9.2.1'de belirtilen cıvatanın minimum çekme dayanımı

Birleşik kesme ve çekmeye maruz cıvata

Aynı anda hem tasarım kesme hem de tasarım çekme kuvvetlerine karşı koyması gereken bir cıvata, Md. 9.2.2.3'e göre tasarlanır ve aşağıdaki koşulu sağlamalıdır:

\[ \left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0 \]

burada:

• ϕ = 0.8 – kapasite faktörü (Tablo 3.4), Kod ayarlarında düzenlenebilir

Yatak basıncında levha

Kesmede bir cıvata nedeniyle tasarım yatak basıncı kuvvetine maruz kalan bir levha, Md. 9.2.2.4'e göre tasarlanır ve aşağıdaki koşulu sağlamalıdır:

\[ V_b^* \le ϕ V_b \]

burada:

• ϕ = 0.9 – kapasite faktörü (Tablo 3.4), Kod ayarlarında düzenlenebilir
• \( V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up} \) – levhanın nominal yatak basıncı kapasitesi
• d_f – cıvata çapı
• t_p – levha kalınlığı
• f_up – levhanın çekme dayanımı
• a_e – delik kenarından levha kenarına olan minimum mesafe; kuvvet bileşeninin yönünde ölçülür ve cıvata çapının yarısı eklenir. Levhanın kenarı, bitişik cıvata deliğinin kenarını da kapsar

Sürtünme tipi bağlantılar

Sürtünme tipi bağlantılarda, servis yükü limit durumunda kaymanın sınırlandırılması gerekir ve Md. 9.2.3'e göre tasarlanır. Bu cıvatalar ayrıca nihai limit durum için yatak tipi olarak da kontrol edilmelidir. Kesme kuvvetine maruz kalan bir cıvata aşağıdaki koşulu sağlamalıdır:

\[ V_{sf}^* \le ϕ V_{sf} \]

burada:

• ϕ = 0.7 – kapasite faktörü (Bölüm 3.5.5), Kod ayarlarında düzenlenebilir
• V_sf = μ N_ti k_h – cıvatanın nominal kesme kapasitesi
• μ = 0.35 – Madde 9.2.3.2'de belirtilen kayma faktörü, Kod ayarlarında düzenlenebilir
• N_ti – Madde 15.2.2.2'de belirtilen montaj sırasında minimum cıvata ön yükü

• k _h – Madde 9.2.3.1 ve 14.3.2'de belirtilen farklı delik tipleri için faktör
  • k _h = 1, standart delikler için (d _f ≤ 24 mm için +2 mm, aksi hâlde +3 mm)
  • k _h = 0.85, kısa uzun delikler (delik uzunluğu ≤ maks(1.33 d _f, d _f + 10 mm)) ve büyütülmüş delikler için
  • k _h = 0.70, uzun uzun delikler için

Etkin arayüz sayısı, n_ei, her zaman 1'e eşittir; çünkü her arayüz ayrı ayrı kontrol edilir.

Sürtünme tipi bağlantılardaki birleşik kesme ve çekme yüküne maruz cıvatalar aşağıdaki koşulu sağlamalıdır:

\[ \left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0 \]

burada:

• V_sf* – arayüz düzlemindeki cıvata üzerindeki tasarım kesme kuvveti
• N_tf* – cıvata üzerindeki tasarım çekme kuvveti
• ϕ = 0.7 – kapasite faktörü (Bölüm 3.5.5), Kod ayarlarında düzenlenebilir
• V_sf – cıvatanın nominal kesme kapasitesi
• N_tf = N_ti – montaj sırasında minimum cıvata ön yüküne eşit cıvatanın nominal çekme kapasitesi

Sürtünme tipi bağlantılar ayrıca nihai limit durum için de kontrol edilmelidir. Cıvata tipi yatak – çekme/kesme etkileşimine değiştirilmeli, yükler uygun şekilde artırılmalı ve birleşim yeniden kontrol edilmelidir.