Vi använder oss av kakor för bättre upplevelse. Läs mer här.st�ng

Dimensionering av skruvförband i dragning

Publicerad 2017-07-05

1. Problembeskrivning

Ett skruvat förband utsatt för ren dragning ska dimensioneras. Förbandet kan vara underramen i ett fackverk eller en ås utsatt för dragning. Antalet skruvar är okänt i början av dimensioneringen.

Figur

Figur 1

  • dimensionerande dragkraft Ntd = 250 kN
  • stålplåtens tjocklek t = 8 mm
  • lastvaraktighetsklass M, klimatklass 2
  • skruvdiameter d = 16 mm
  • draghållfasthet för skruv fu = 360 MPa
  • limträ GL30c, ρk = 390 kg/m3.

2. Hållfasthetsparametrar

Flytmomentet för skruvarna bestäms enligt Dimensionering av träkonstruktioner Del 1: Ekvation 4.6:

\({M_{\rm y,Rk}} = 0,3{f_\rm u}{d^{2,6}} = 0,3 \cdot 360 \cdot {16^{2,6}} = 146\;{\rm{Nm}}\)

Hålkanthållfastheten för trä bestäms enligt Dimensionering av träkonstruktioner Del 1: Ekvation 4.2:

\({f_{\rm h,0,k}} = 0,082\left( {1 - 0,01 \cdot 16} \right) \cdot 390 = 26,9\;{\rm{MPa}}\)

3. Bärförmåga för en enskild skruv

Bärförmågan för en enskild skruv är summan av skjuv- och dragbärförmågan.

3.1 Tvärkraftskapacitet

Tvärkraftskapaciteten fastställs med hjälp av uttrycket i Dimensionering av träkonstruktioner Del 1: Tabell 4.7, dubbelskäriga förband stål mot trä med t = 0,5d, brottmod j och k, det vill säga ledad infästning för skruven i relation till stålplåten:

\({F_{\rm v,Rk}} = \min \left\{ \begin{array}{l} 0,5{f_{\rm h,2,k}}{t_2}d = 0,5 \cdot 26,9 \cdot {10^6} \cdot 0,090 \cdot 0,016 = 19,3\;{\rm{kN}}\\ 1,15\,\sqrt {2{M_{{\mathop{\rm y}\nolimits} ,\rm Rk}}{f_{\rm h,2,k}}d} = 1,15\,\sqrt {2 \cdot 146 \cdot 26,9 \cdot {{10}^6} \cdot 0,016} = 12,9\;{\rm{kN}} \end{array} \right.\)

Den karakteristiska tvärkraftskapaciteten är således 12,9 kN/skruv.

3.2 Utdragsbärförmågan

Utdragsbärförmågan för en skruv bestäms med hjälp av Dimensionering av träkonstruktioner Del 1: Ekvation 4.18. Då ingen bricka används utan en kontinuerlig stålplåt, anges den fiktiva brickdiametern till (minimum: 12 ∙ 8; 4 ∙ 16) = 64 mm:

\(\begin{array}{l} {A_{\rm washer}} = \pi \left( {{{64}^2} - {{16}^2}} \right)/4 = 3016\;{\rm{m}}{{\rm{m}}^2}\\ {F_{\rm ax,washer,Rk}} = 3 \cdot 2,5 \cdot 3016 = 22,6\;{\rm{kN/sida}} \end{array}\)

3.3 Bärförmåga för skruven

Bärförmågan för en skruv bestäms:

\({F_{\rm Rk}} = {F_{\rm v,Rk}} + 2 \cdot {F_{\rm ax,washer,Rk}}/4 = 12,9 + 2 \cdot 22,6/4 = 24,2\;{\rm{kN/skruv}}\)

Då en kontinuerlig stålplåt förekommer, tillgodoräknas hela utdragsbärförmågan (linverkan). Den dimensionerande bärförmågan bestäms med hjälp av kmod = 0,8 och γM = 1,3:

\({F_{\rm Rd}} = \frac{{0,8 \cdot 24,2}}{{1,3}} = 14,9\;{\rm{kN/skruv}}\)

4. Utformning av förbandet

Antalet skruvar kommer att bero på gruppeffekten och antalet rader i förbandet. Gruppeffekten beror i sin tur av antalet n förbindare i en rad och därför är det av intresse att bestämma antalet rader som kan rymmas inom balkhöjden 270 mm. Minsta avståndet mellan förbindare i en rad är 4d enligt Dimensionering av träkonstruktioner Del 2: Tabell 10.4. Kantavståndet till en obelastad kant är 3d. Således är maximalt antalet rader som ryms tvärs fiberriktningen:

\({n_{{\mathop{\rm rader}\nolimits} }} = \left( {\frac{{270 - 2 \cdot 3d}}{{4d}}} \right) + 1 = 3\;{\rm{rader}}\)

5. Gruppeffekt

Enligt Dimensionering av träkonstruktioner Del 1: Ekvation 4.23, påverkas skruvade förband av gruppeffekt. Centrumavståndet för skruvar placerade parallellt med fibrerna sätts till 7d, som är mer än vad normen kräver. Med vetskap om att gränsen för n att resultera i nef är ett centrumavstånd av 13d, kan bestämningen av antalet förbindare i en rad ställas upp som:

\(\begin{array}{l} 3{n_{\rm ef}} \cdot 14,9 = 250\\ {n^{0,9}}\sqrt[4]{{\frac{{7d}}{{13d}}}} = \frac{{250}}{{3 \cdot 14,9}}\\ n \ge 8,04 \approx 8\;{\rm{skruvar/rad}} \end{array}\)

Utan gruppeffekten kunde förbandet ha klarats ut med hjälp av 250 / 14,9 = 17 skruvar, men nu blir istället resultatet 24 skruvar. Om fler rader fick plats inom balkhöjden skulle det möjliggöra ett lägre antal skruvar totalt. Ökad balkhöjd kan därför vara en bra lösning om inte andra parametrar påverkar valet av tvärsnittshöjd.

Ett förband av denna typ hade i praktiken även behövts kontrolleras för blockskjuvbrott, se Dimensionering av träkonstruktioner Del 1: Avsnitt 4.9.3.

Om TräGuiden

TräGuiden tillhandahåller information om trä och träbyggande. Webbsidan drivs av Svenskt Trä, en del av Skogsindustrierna, och utgör med sina nära en miljon besökare per år ett viktigt informationsnav för byggande i Sverige.

TräGuiden beskriver tekniska lösningar för träbyggande samt innehåller information om trämaterialets egenskaper. TräGuidens innehåll av illustrationer och konstruktionslösningar kan fritt skrivas ut eller delas med andra.

Det finns också nedladdningsbara ritningar i CAD-format på TräGuiden.

Klicka här för sajtkarta

Stäng sajtkarta

Prenumerera på TräGuidens
populära nyhetsbrev

Se tidigare nyhetsbrev
På din mobil fungerar TräGuiden bäst i stående läge.Ok

Hantera dina pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

Du har inga sparade pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

pin

Du vet väl att du kan spara sidor till senare. Samla här pins för de sidor du besöker ofta och enkelt vill kunna återkomma till.

  • Lägg till
  • Du har redan lagt till den här sidan.

Skicka pins

Ett enkelt sätt att spara dina pins är att maila dem

Du har nu skickat dina pins!

Något gick fel. Kontrollera e-postadressen och prova igen.

Dela sidan