Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplayıcı
SkyCiv Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplayıcısı, yapı mühendislerinin birleşik kesme ve çekme yükleri için bireysel cıvata kuvvetlerini ve kapasitelerini hesaplamasına yardımcı olur.
Bu hesaplayıcı, bükülme momentlerini çözmek için herhangi bir eksen/yöndeki yüklerin kapsamlı bir kontrolünü gerçekleştirir, kesme kuvvetleri ve eksenel kuvvetlerin cıvata grubundaki eşdeğer düzlem içi ve düzlem dışı kuvvetlere dönüştürülmesi. Alet cıvata grubunu aşağıdaki arıza modları açısından kontrol edebilir:
- Cıvata Kesme Kapasitesi
- Cıvata Germe Kapasitesi
- Birleşik Gerilme ve Kesme Kapasitesi
- Rulman ve Koparma Kapasitesi
- Cıvata Yerleşimi Gereksinimleri
Araç aynı zamanda hem elastik hem de plastik analize olanak tanır ve cıvata grubunun kullanımını aşağıdaki kurallara uygun olarak değerlendirebilir: AS4100:2020 ve AISC 360-16.
Hesaplama sonuçları bağımsız olarak doğrulanmıştır. Yapı Mühendisleri için Avustralya Rehberi ve Çelik Konstrüksiyon Birleşimleri: Eurocode'a göre Momente Dirençli Bağlantılar 3.
Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplayıcı Hakkında
Hesap Makinesi Nasıl Kullanılır?
Hesap makinesinin nasıl kullanılacağını görmek için aşağıdaki videoyu izleyin, Daha fazla mühendislik teorisi açıklaması ve EN için cıvata tasarımı demoları için YouTube oynatma listemizi ziyaret edin. 1993-1-8, GİBİ 4100, ve AISC 360-16.
Cıvata Kesme Dayanımı Nedir??
Cıvata kesme mukavemeti, cıvatanın kendi eksenine dik bir düzlem boyunca kaymasına neden olmaya çalışan kuvvetlere direnme kapasitesidir.. Çoğu cıvatalı bağlantı, bağlantıda stabilite sağlamak için cıvataların kesme kapasitesine dayanır.. Örneğin, cıvatalı ek bağlantıları neredeyse tamamen kesme kuvvetlerine maruz kalır. SkyCiv Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplayıcısı, birleşik kesme ve çekme yükleri için bireysel cıvata kuvvetlerinin ve kapasitelerinin hesaplanmasına yardımcı olmak üzere tasarlanmıştır..
Bireysel Cıvatalar Kuvvetlere Nasıl Direnir??
Cıvatalar ayrı ayrı gerilim ve kesme kuvvetlerine direnme kapasitesine sahiptir. Her ne kadar teorik olarak cıvatalar da momentler ve sıkıştırma kuvvetleri alabilirse de, Cıvataların küçük bir kesit modülü vardır, bu da moment direncinin nispeten küçük olduğu ve bağlantı ayrıntılarının genellikle plakalar arası temas yoluyla çözülen sıkıştırma kuvvetlerine sahip olduğu anlamına gelir.
Dünyadaki tasarım standartlarının çoğu, cıvataların yalnızca bu tür yükleri taşıması beklendiğinden, yalnızca bir cıvatanın çekme ve kesme kapasitesini tanımlar..
Cıvatalar Arasında Kesme Kuvvetleri Nasıl Dağıtılır??
Düzlem içi kuvvetler cıvata grubunda kesme yoluyla çözümlenir. Cıvata grubu, doğrudan düzlem içi kuvvetleri eşit olarak dağıtacak ve burulma kuvvetlerini cıvataların anlık dönme noktasına olan mesafeyle orantılı olacak şekilde modellenmiştir. (ICR) genellikle ağırlık merkezi olarak alınabilir. Bu nedenle, en yüksek kesme kuvvetine sahip cıvatalar her zaman ICR'den en uzaktaki cıvatalardır.
Tasarım cıvatası kesme kuvveti, düzlem içi yönlerin her birinde cıvata kesme kuvveti bulunarak ve daha sonra bunların sonuç kesme kuvveti olarak birleştirilmesiyle hesaplanabilir.. Tek bir cıvatanın cıvata kesme kapasitesi daha sonra grup içindeki tek bir cıvata için gelişen kritik cıvata kesme kuvveti ile karşılaştırılabilir..
Cıvata Kesme Dayanımı Formülü
Cıvata kesme mukavemeti genellikle aşağıdaki genel formülle hesaplanabilir:
V f = 0.6 * fuf * Bir
nerede:
- fuf cıvatanın minimum çekme mukavemetidir
- A, bir cıvatanın kesiştiği kesit alanıdır
AS için Cıvata Kesme Dayanımı Formülü 4100:2020
AS 4100 daha spesifik olarak aşağıdaki denklemle cıvata kesme mukavemetini hesaplar:
ϕVf = ϕ * 0.62 * fuf * kr * küçüncü * (nn * Birc + nx * BirÖ)
nerede:
- ϕ = 0.8
- fuf cıvatanın minimum çekme mukavemetidir
- kr cıvatalı bindirme bağlantıları için bir azaltma faktörüdür
- küçüncü kalitenin azalan sünekliğini hesaba katan bir azaltma faktörüdür 10.9 cıvatalar
- nn kesme düzlemini kesen dişlere sahip kesme düzlemlerinin sayısıdır
- Birc cıvataların dişleri boyunca kesit alanıdır (çekirdek olarak bilinir, cıvatanın küçük veya kök alanı)
- nx kayma planını kesen dişsiz kesme düzlemlerinin sayısıdır
- BirÖ cıvatanın nominal düz sap alanıdır
AS için Örnek Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplaması 4100:2020
Fveya bir derece 4.6 Minimum çekme dayanımına sahip M12 cıvata 400 MPa ile 1 Cıvata sapıyla kesişen kesme düzlemi kesme kapasitesini şu şekilde hesaplayabiliriz::
ϕVf = 0.8 * 0.62 * 400 MPa * 1 * 1* ( 0 * DM + 1 * 113 mm2) = 22.4 kN
EN için Cıvata Kesme Dayanımı Formülü 1993-1-8:2005
EN 1993-1-8:2005 (EC3) cıvata kesme kapasitesini şu şekilde hesaplar::
Fv,Yol = birv * fbeton ve harç dışındaki kazıklar için * Bir * beğer / cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.
nerede:
- av = 0.6 sınıf için 4.6, 5.6 ve 8.8 cıvatalar ve 0.5 aksi takdirde
- fbeton ve harç dışındaki kazıklar için cıvatanın nihai çekme mukavemeti nedir
- A, cıvatanın kesit alanıdır
- bir = birs (cıvatanın çekme alanı) kesme düzlemi cıvata dişlerinden geçerse
- bir = Ag (cıvatanın brüt kesit alanı) kesme düzlemi cıvata dişlerinden geçmiyorsa
- beğer cıvatalı bindirme bağlantıları için azaltma faktörü
- cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler. = 1.25
EN için Örnek Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplaması 1993-1-8:2005
Bir derece için 4.6 Minimum çekme dayanımına sahip M12 cıvata 400 MPa ile 1 Cıvata sapıyla kesişen kesme düzlemi kesme kapasitesini şu şekilde hesaplayabiliriz::
ϕVf = 0.6 * 400 MPa * 113 DM * 1 / 1.25 = 21.7 kN
AISC için Mevcut Cıvata Kesme Dayanımı Formülü 360-16
AISC 360-16 izin verilen mukavemet tasarımı için mevcut cıvata kesme kapasitesini hesaplar (ASD) gibi:
Rn / moment bağlantıları ile aynı tasarım zorluğunu oluşturmazlarnv * Birb / Ω
yük ve direnç faktörü tasarımı için mevcut cıvata kesme kapasitesini hesaplar (LRFD) gibi:
ϕ * Rn = ϕ * Fnv * Birb
nerede:
- ϕ = 0.75 LRFD tasarımı için
- Ω = 2 ASD tasarım yöntemi için
- Fnv Tablo J3.2'deki nominal kesme dayanımıdır, tipik:
- Kesme düzlemi dişler içeriyorsa (N) sonra Fnv= 0.450 * Fsen
- Kesme düzlemi dişleri hariç tutuyorsa (X) sonra Fnv= 0.563 * Fsen
- nerede Fsen cıvatanın nihai çekme mukavemeti nedir
- Birb cıvatanın brüt kesit alanıdır
AISC için Örnek Cıvata Kesme Dayanımı Hesaplaması 360-16
A Grubu için (Fu = 120 ksi) 1" çaplı cıvata 1 cıvatanın sapıyla kesişen kesme düzlemi (X) kesme kapasitesini şu şekilde hesaplayabiliriz::
ϕ * rn = 0.75 * 0.563 * 120 * 1^ 2 * Pi / 4 = 39.8 kip
Rn / Ω = 0.563 * 120 * 1^ 2 * Pi / 4 / 2 = 26.5 kip
Cıvata Kesme Dayanımı Tablosu
Kullanıcılar, küresel olarak farklı standartlar için SkyCiv QD Cıvata Grubu Kapasite Hesaplayıcısını kullanarak kendi cıvata kesme mukavemeti çizelgelerini oluşturabilirler..
Kullanıcı, proje gereksinimlerini eşleştirmek ve projeler için referans olarak kullanılabilecek bir dizi ortak kapasite oluşturmak için QD'deki girdileri belirtebilir.. Örneğin AS'nin üç çalıştırmasını kullanarak 4100:2020 Cıvata Grubu Kapasitesi basit bir tablo oluşturulmaya başlanabilir.
Boyut | Seviye | Kesme Düzlemi | ϕVf |
---|---|---|---|
M16 | 8.8 | Konu Dahil (N) | 59.3 |
M20 | 8.8 | Konu Dahil (N) | 92.7 |
M24 | 8.8 | Konu Dahil (N) | 133.5 |
Cıvata Verimi S Nasıl Hesaplanır?güç?
Cıvata akma dayanımı genellikle aşağıdaki denklemle hesaplanabilir:
Ntf = Olarak * eğlenceli
nerede:
- A, cıvatanın çekme gerilimi alanıdır
- fy cıvatanın minimum akma dayanımıdır
Cıvata Gerilme Dayanımı
Cıvata gerginlik mukavemeti, bir cıvatanın çekmeye veya çekmeye karşı koyma kabiliyetini ifade eder. çekme kendi ekseni boyunca kuvvetler. Bu mukavemet, bir cıvata grubunun momentlere direnmesi gerektiğinde özellikle kritiktir; çünkü momentler genellikle dönme noktasından bir miktar kaldıraç kolu mesafesindeki çekme kuvvetlerini alan bir cıvata tarafından çözülür.. Çekme mukavemeti tasarımında cıvatanın akma mukavemetini ihtiyatlı bir şekilde kullanabilmemize rağmen, dünya genelindeki çoğu standart, bir cıvatanın çekme mukavemeti dikkate alınırken cıvatanın nihai mukavemetini kullanır.
Cıvata Gerilme Dayanımı Formülü
Cıvata kesme mukavemeti genellikle aşağıdaki genel denklemle hesaplanabilir:
Ntf = birs * fuf
nerede:
- A, cıvatanın çekme gerilimi alanıdır
- fuf cıvatanın minimum çekme mukavemetidir
Çekme Yükleri Cıvatalar Arasına Nasıl Dağıtılır??
Eksenel yüklerden kaynaklanan kuvvetlerin tüm cıvatalara eşit olarak dağıtıldığı kabul edilir.
Uygulanan momentlerden kaynaklanan kuvvetler plastik veya elastik analize göre dağıtılır.
Cıvatalarda çekme veya basma kuvvetleri gelişebilir, ancak gerçekte sıkıştırma kuvvetlerinin plakalar arası temasla çözülmesi beklendiğinden tasarım kontrolleri için yalnızca kritik çekme kuvveti benimsenir.
Maksimum cıvata gerginliği, eksenel yükleme ve momentler yoluyla gelişen cıvata gerginlik kuvvetlerinin birleşimiyle bulunabilir.. Tek bir cıvatanın cıvata gerginlik kapasitesi daha sonra grup içindeki tek bir cıvata için gelişen kritik cıvata gerginliğiyle karşılaştırılabilir..
Bir cıvata grubu, kuvvetlere tek tek cıvatalardan daha iyi direnç gösterebilir çünkü momentler, cıvataların gerilmesiyle çözülebilir (veya sıkıştırma) belirli bir kaldıraç kolu mesafesindeki kuvvetler. Bu, küçük kesit modülünü telafi etmek amacıyla momentleri çözmek için cıvataların gerilim kapasitesinden yararlanır..
Örneğin akma dayanımına sahip tek bir M12 cıvata 240 MPa ve çekme mukavemeti 400 MPa'nın bir değeri olurdu 0.04 kN.m moment kapasitesi. ancak, cıvatanın çekme kapasitesi vardır 27 kN (AS için 4100:2020) ve eğer iki M12 cıvatayı 0,5 cm aralıklarla birbirine bağlarsak 100 mm bir sorunu çözebiliriz 2.7 kN.m anı. Bu, bireysel bölümlerin moment kapasitesini kullandığımızdan 30 kat daha büyük bir moment kapasitesi sağlar..
AS için Cıvata Gerilme Dayanımı Formülü 4100:2020
AS 4100 cıvatanın çekme mukavemetini şu şekilde hesaplar::
ϕNtf = ϕ * Birs * fuf
nerede:
- ϕ = 0.8
- Birs cıvatanın çekme gerilimi alanıdır (AS'den 1275)
- fuf cıvatanın minimum çekme mukavemetidir
AS'ye Örnek Cıvata Gerilme Dayanımı Hesaplaması 4100:2020
Bir derece için 4.6 Minimum çekme dayanımına sahip M12 cıvata 400 MPa çekme kapasitesini şu şekilde hesaplayabiliriz::
ϕNtf = 0.8 * 84.3 mm2 * 400 MPa = 27 kN
EN için Cıvata Gerilme Dayanımı Formülü 1993-1-8:2005
Eurokod 3 cıvatanın çekme mukavemetini şu şekilde hesaplar::
Ft,Yol = k2 * fbeton ve harç dışındaki kazıklar için * Birs * / cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.
nerede:
- k2 0.63 havşa başlı cıvatalar için ve 0.9 aksi takdirde
- Birs cıvatanın çekme gerilimi alanıdır (AS'den 1275)
- fbeton ve harç dışındaki kazıklar için cıvatanın minimum çekme mukavemetidir
- cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler. = 1.25
EN'ye göre Örnek Cıvata Gerilme Dayanımı Hesaplaması 1993-1-8:2005
Bir derece için 4.6 Minimum çekme dayanımına sahip M12 cıvata 400 MPa çekme kapasitesini şu şekilde hesaplayabiliriz::
Ft,Yol = 0.9 * 84.3 mm2 * 400 MPa / 1.25 = 24.3 kN
AISC için Mevcut Cıvata Gerilme Dayanımı Formülü 360-16
AISC 360-16 izin verilen mukavemet tasarımı için mevcut cıvata gerginlik kapasitesini hesaplar (ASD) gibi:
Rn / moment bağlantıları ile aynı tasarım zorluğunu oluşturmazlarnt * Birb / Ω
yük ve direnç faktörü tasarımı için mevcut cıvata gerginlik kapasitesini hesaplar (LRFD) gibi:
ϕ * Rn = ϕ * Fnt * Birb
nerede:
- ϕ = 0.75 LRFD tasarımı için
- Ω = 2 ASD tasarım yöntemi için
- Fnt Tablo J3.2'deki nominal çekme mukavemetidir, tipik:
- Fnt= 0.75 * Fsen
- nerede Fsen cıvatanın nihai çekme mukavemeti nedir
- Birb cıvatanın brüt kesit alanıdır
Örnek Mevcut Cıvata Gerilme Dayanımının AISC'ye Hesaplanması 360-16
A Grubu için (Fu = 120 ksi) 1" çaplı cıvata 1 cıvatanın sapıyla kesişen kesme düzlemi (X) gerilim kapasitesini şu şekilde hesaplayabiliriz::
ϕ * rn = 0.75 * 0.75* 120 * 1^ 2 * Pi / 4 = 53 kip
Rn / Ω = 0.75* 120 * 1^ 2 * Pi / 4 / 2 = 35.3 kip
Cıvata Gerilme Dayanımı Tablosu
Cıvata kesme mukavemeti tablosuna benzer, Bir kullanıcı aynı zamanda bir proje için gerilim mukavemeti çizelgeleri oluşturmak amacıyla SkyCiv QD Cıvata Grubu Kapasite Hesaplayıcısını da kullanabilir.. Örneğin aşağıdaki grafik AS4100'ün üç çalışması kullanılarak oluşturulmuştur.:2020 Cıvata Grubu Kapasite Hesaplayıcı
Boyut | Seviye | Kesme Düzlemi | ϕNtf |
---|---|---|---|
M16 | 8.8 | Konu Dahil (N) | 104 |
M20 | 8.8 | Konu Dahil (N) | 162.5 |
M24 | 8.8 | Konu Dahil (N) | 234 |
Cıvatalar Sıkıştırmaya Dayanabilir mi??
Cıvata grubu modelleri genellikle sıkıştırma kuvvetlerini bağlantının sıkıştırma tarafındaki cıvatalara tahsis eder.
Ancak sıkıştırma kuvvetleri, genellikle plakalar arası temas yoluyla çözülmesi beklenir ve bağlantı ayrıntıları genellikle cıvataların yalnızca gerilim altında kenetleneceği anlamına gelir.
Bu nedenle i modellemesinde cıvata sıkıştırma kuvvetlerihesaplamaları basitleştirmeye yönelik bir idealleştirmedir, ancak sıkıştırma kuvvetlerini karşılamak için bir cıvataya gerçekten ihtiyaç duyuluyorsa bu, mühendis tarafından dikkate alınması gereken bir şeydir..
Cıvata sıkıştırma kuvvetleri, SkyCiv Cıvata Grubu Kapasite Hesaplayıcısı ile yük yönlerini tersine çevirerek ve ters modelde gerilim kuvvetini alarak bulunabilir.. Çekme kapasitesi kullanılarak sıkıştırma kapasitesi için bir üst sınır bulunabilir., ancak sıkıştırma kapasitesinin bükülme olasılığını hesaba katması gerekir.
Blok Kesme Nedir??
Plakanın kesit kapasitesini azaltan cıvata delikleri nedeniyle plaka üzerinde blok kesme göçmesi mekanizması gelişebilir.
Genel olarak plakada kesilen cıvata delikleri nedeniyle plaka üzerinde çekme ve kesme kapasitesi için etkin alan azalmıştır..
Tipik olarak standartlar, bir levhanın çekme kapasitesinin, levhanın brüt alanının çeliğin akma dayanımı ile çarpılması yoluyla levha akma dayanımının hesaplanması yoluyla değerlendirilmesini gerektirir.. Cıvata delikleri mevcut olduğunda, plakaların gerilim kopma mukavemeti, levhanın net alanının çelik levhanın nihai çekme mukavemeti ile çarpılması suretiyle de değerlendirilmelidir.. Yani:
- Çekme akma kapasitesi = FY * Birg
- Çekme kopma kapasitesi = Fsen * Birn
Benzer şekilde levha kesme kapasitesi, çelik levhanın brüt alanının minimumunun aşağıdaki değerle çarpılmasıyla hesaplanır. 60% akma dayanımı ve çelik levhanın net alanının çarpımı 60% çelik levhanın nihai gerilim mukavemetinin. Yani:
- Kesme akma kapasitesi = 0.6 * FY * Birg
- Kesme yırtılma kapasitesi = 0.6 * Fsen * Birn
Ayrıca blok kesme olarak adlandırılan plaka üzerinde çekme ve kesmenin birleşik bir başarısızlığı da olabilir.. Tüm cıvata delikleri toplu olarak plakanın bir bölümünü söküyor. Olası blok kesme kırılma mekanizmaları aşağıdaki resimde gösterilmektedir.
Blok Kesme Kapasitesi Nasıl Hesaplanır??
Dünya çapındaki standartlarda kapasitenin nasıl hesaplandığı konusunda küçük farklılıklar vardır, ancak hepsi kesmede hasar gören alanın kapasitesi ile çekmede hasar gören alanın kapasitesinin birleştirilmesi şeklindeki aynı genel yaklaşımla hesaplanır..
Kesitteki çekme geriliminin üniform olmadığı durumlarda, blok kesme kuvvetinin çekme kapasitesi bileşeni tipik olarak şu şekilde azaltılır: 50%.
Eurocode blok yırtılmasını şu şekilde hesaplar::
- V eff,Yol = 0.577 * FY * Birnv / cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler. + Ubs * Fsen * Birnt / cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.
AISC 360-16 blok kesmeyi şu şekilde hesaplar::
- LRFD: ϕ Rn = ϕ (0.6 * Fsen * Birnv + Ubs * Fsen * Birnt) ≤ ϕ (0.6 FY * Birgv + Ubs * Fsen * Birnt)
- ASD: Rn / Ω = (0.6 * Fu * Yıl + Ubs * Fu * Karınca) / Ah ≤ (0.6 Fy * Ağv + Ubs * Fu * Karınca) / Ω
Avustralya Standardı blok kesmeyi şu şekilde hesaplar::
- ϕ Rbs = ϕ (0.6 * Fuc * Birnv + kbs * Fuc * Birnt) ≤ ϕ (0.6 Fyc * Birgv + Ubs * Fsen * Birnt)
nerede:
- Birgv = Kopma anında kesmeye maruz kalan brüt alan
- Birnv = Kopma anında kesmeye maruz kalan net alan
- Birnt = Kopma anında gerilime maruz kalan net alan
- Fsen & Fuc = çelik levhanın minimum çekme mukavemeti
- FY & Fyc = çelik levhanın akma dayanımı
- kbs & Ubs = düzgün olmayan gerilim için bir azaltma faktörü
- 0.5 gerilim stresi eşit olmadığında
- 1.0 gerilim stresi tekdüze olduğunda
- cM0 = 1.0
- cBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler. = 1.25
- ϕ = 0.75 hem AISC hem de AS için
- Ω = 2.00
Eurocode, net kesmeyi akma gerilimi ile birlikte kullanarak hesaplama için daha basit ve daha ihtiyatlı bir yöntem sunmaktadır..
Cıvataya Kuvvet uygulamak için Hangi Alan Kullanılmalı??
Cıvatalı bağlantı için tasarım yaparken kullanılacak alan, düşündüğümüz kuvvetin türüne bağlıdır..
Bir cıvata üzerindeki çekme kuvvetleri nedeniyle cıvatanın tamamı gerilir ve hasar düzlemi cıvata boyunca herhangi bir noktada gelişebilir. Sonuç olarak kritik kırılma düzlemi, cıvatanın eksenine dik doğrultuda en küçük alana sahip kesittir.. Standart bir cıvata için bu alan cıvatanın dişli kısmından geçer ve sonuç olarak cıvatanın brüt kesit alanından daha küçük bir alandır..
Bu alana “Çekme Gerilme Alanı” denir ve cıvata boyutuna ve adıma bağlıdır.. Genellikle bu değer tablolarda bulunabilir veya cıvatanın çekme çapı kullanılarak hesaplanabilir..
Bir cıvata üzerindeki kesme kuvvetlerini değerlendirirken kullandığımız alan, kesme düzleminin cıvatanın sapıyla mı yoksa cıvatanın dişli kısmıyla mı kesiştiğine bağlıdır. Kesme düzlemi cıvata gövdesini keserse, alan basitçe cıvata boyutu için brüt kesit alanı olarak alınır..
AISC'ye yönelik hesaplamalar için 360-16 Alandaki azalma Tablo J3.2'de gösterildiği gibi cıvatanın nominal mukavemet değerlerinde dikkate alındığından her zaman brüt kesit alanı kullanılır..
Cıvata Kesiti Hesaplama Örneği (metrik)
Çekme mukavemeti hesaplamalarında cıvata kesit alanını hesaplamak için öncelikle cıvatanın çekme çapını D hesaplarız.t gibi:
Dt = D0 - 0.938194 * p
Örneğin M24 cıvata için 3 mm adım
Dt = 24 - 0.938194 * 3 = 21.19 mm
Daha sonra dairenin alanı formülünü kullanarak cıvatanın alanını hesaplayabiliriz::
3.14 * 21.192 / 4 = 352.5 DM
Cıvatanın sapı boyunca kesme kopması için cıvatanın kesit alanını hesaplamak için basitçe cıvatanın nominal çapını kullanabiliriz.. Örneğin bir 24 mm cıvata alanı olarak alıyoruz
3.14 * 242 / 4 = 452.1
Cıvatanın dişli kısmı boyunca kesme kırılması için cıvata kesit alanını hesaplamak için Eurocode 3 basitçe cıvatanın gerilim gerilimi alanını kullanır. Ancak Avustralya standardının çekirdek çapını hesaplamak için ayrı bir hesaplaması vardır. (küçük çap veya kök çapı olarak da bilinir) cıvatanın. Bunu formülle hesaplayabiliriz:
DC = D0 - 1.226869 * p
Örneğin bir M24 cıvata için
DC = 24 - 1.226869 * 3 = 20.319 mm
Ac = 3.14 * 20.3192 / 4 = 324 mm2
Cıvata Kesit Tablosu (metrik)
Eurocode'da metrik cıvata mukavemeti hesaplamaları için kullanılan kesit alanlarının bir özeti 3 ve Avustralya standartları aşağıdaki tabloda gösterilmektedir
Boyut | Saha | Dt | DC | A0 | Gibi | DM |
---|---|---|---|---|---|---|
4 | 0.7 | 3.34 | 3.14 | 12.6 | 8.7 | 7.7 |
6 | 1 | 5.06 | 4.77 | 28.3 | 20.1 | 17.8 |
8 | 1.25 | 6.83 | 6.47 | 50.3 | 36.6 | 32.8 |
10 | 1.5 | 8.59 | 8.16 | 78.5 | 57.9 | 52.2 |
12 | 1.75 | 10.36 | 9.85 | 113.1 | 84.2 | 76.2 |
16 | 2 | 14.12 | 13.55 | 201.1 | 156.6 | 144.1 |
20 | 2.5 | 17.65 | 16.93 | 314.2 | 244.7 | 225.1 |
24 | 3 | 21.19 | 20.32 | 452.4 | 352.5 | 324.2 |
30 | 3.5 | 26.72 | 25.71 | 706.9 | 560.5 | 518.9 |
36 | 4 | 32.25 | 31.09 | 1017.9 | 816.7 | 759.2 |
42 | 4.5 | 37.78 | 36.48 | 1385.4 | 1120.9 | 1045.1 |
48 | 5 | 43.31 | 41.87 | 1809.6 | 1473.1 | 1376.5 |
56 | 5.5 | 50.84 | 49.25 | 2463 | 2030 | 1905.2 |
64 | 6 | 58.73 | 56.64 | 3217 | 2675.9 | 2519.5 |
Cıvata Kesiti Hesaplama Örneği (imparatorluk)
Bir cıvata için hangi alanın kullanılacağı kavramı metrik sistemdekiyle aynı kalır ancak AISC'nin kullanım şekli aynıdır. 360-16 Alandaki bu azalmanın üstesinden gelmek için bunun yerine cıvatanın dayanabileceği nominal gerilimi azaltmak gerekir..
AISC'ye yönelik hesaplamalar için 360-16 Her zaman cıvatanın brüt kesit alanını kullanırız ancak cıvatanın nominal geriliminde ve kesme dayanımında aşağıdaki azalmalar olur:. Bu değerler bizim için Tablo J3.2'de hesaplanmıştır ve bu değerlerin hesaplanma şekli aşağıdaki gibidir.:
Gerginlik için
Fnt = 0.75 * Fu
Dişler kesme düzlemlerinin dışında bırakıldığında kesme için
Fnt = 0.563 * Fu
Dişler kesme düzlemlerinin dışında bırakılmadığında kesme için:
Fnt = 0.45 * Fu
NS 0.75 faktör, brüt kesit alanına kıyasla cıvatanın dişli kısmındaki azaltılmış alanı hesaba katar.
NS 0.563 sayısı kesme/gerilme mukavemeti oranının birleşiminden elde edilir. 0.625 ile birleştirilmiş 0.9 uzunluk azaltma faktörü. faktörü 0.45 daha sonra şu şekilde hesaplanır: 80% nın-nin 0.563 dolayısıyla bunu, ipliğin kesiştiği andaki kesme alanının şu şekilde basitleştirildiği anlamına da gelebiliriz: 80% brüt kesit alanının.
AISC'nin yukarıdaki yorumuna dayanarak 360-16 1 inçlik bir cıvata için brüt kesit alanının Ab = pi olduğunu hesaplayabiliriz * 1^ 2 / 4 = 0.7854 içinde2.
Gerilim stres alanı şu şekilde hesaplanır::
bir = 0.75 * ab = 0.5890 içinde2
Dişler kayma düzleminin dışında bırakıldığında kayma gerilimi alanı şu şekilde hesaplanabilir::
bir = Ab
Dişler kayma düzleminin dışında bırakılmadığında kayma gerilimi alanı şu şekilde hesaplanabilir::
bir = 0.8 * ab = 0.6283 içinde2
Uygulamada bu alanlar kullanılmamaktadır ve biz sadece AISC'nin J3.2 tablosundan alınan cıvatanın brüt kesit alanını kullanıyoruz. 360-16
SkyCiv Tasarım Yazılımı
SkyCiv, geniş bir Bulut Yapısal Analiz ve Mühendislik Tasarım Yazılımı yelpazesi sunar, dahil olmak üzere:
- Aşık Açıklığı Hesaplayıcı
- İnşaat Demiri Geliştirme Uzunluğu Hesaplayıcı
- AS / NZS 1664 Alüminyum Tasarım
- GİBİ 3600 Beton Perde Duvar Tasarımı
- GİBİ 2870 Sınıf Tasarımında Konut Döşeme
- AS / NZS 1576 İskele Tasarımı
- GİBİ 4055 Rüzgar Yükü Hesaplayıcı
Sürekli gelişen bir teknoloji şirketi olarak, Mühendislere iş süreçlerinde ve tasarımlarında zaman kazandırmak için mevcut iş akışlarını yenilemeye ve bunlara meydan okumaya kararlıyız.