a13d Cavli, Vijci, Trnovi Ec5 - Din1052

Sveučilište u Splitu; Građevinsko-arhitektonski fakultet

EC 5 – DIN 1052:2004-08Čavli, vijci, trnovi, tijesno ugrađeni vijci

V.pred. Đuro Nižetić, dipl. ing.građ.Ivana Uzelac, dipl.ing.građ.

LITERATURA: [5] DIN 1052 : 2004-08 Design of timber structures General rules and rules for buildings [6] EN 1995-1-1: 2004 Eurocode 5: Design of timber structures: General-Common rules and rules for buildings [8] A. Bjelanović, V. Rajčić Drvene konstrukcije prema europskim normama Hrvatska sveučilišna naklada Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Zagreb 2007.

ČAVLANI SPOJEVI

Materijal izrade: čelična žica vlačne čvrstoće min 600 N / mm2.

Odredbe DIN 1052:2004-08 vrijede za različite vrste čavala (glatkog ili profiliranog tijela) sa ravnom ili upuštenom glavom ako su proizvedeni u skladu sa zahtjevima norme DIN EN 10230-1:2000-01. Dopušta se upotreba čavala koji nisu proizvedeni po toj normi pod uvjetima da površina glave iznosi najmanje 2,5· d², a dužina šiljka između 0,7· d i 2,5· d (d je promjer okruglog čavla ili duljina stranice kvadratnog čavla).

Glatki i profilirani žičani čavli [8]

Upute i oznake

- Nosivi čavlani spoj mora imati najmanje 2 čavla.- d je promjer okruglog čavla ili duljina stranice kvadratnog čavla- t1 i t2 su oznake debljina drva i dubina zabijanja u zadnje drvo:

Vrh čavla (shematski prikaz)

Oznake debljina drva i dubina zabijanjaJednorezni spoj Dvorezni spoj

- Prema [5] promjer prethodno bušenih rupa u drvu za „bušene“ čavle iznosi 0,9·d (prema EC5 promjer iznosi 0,8d).

- Predbušenje je obavezno za:ugradnju čavala čiji je promjer d ≥ 8 mmugradnju u drvo čija je gustoća ρk ≥ 500 kg/m³

- Promjer prethodno bušenih rupa u čeličnim limovima kod spojeva drvo-čelični lim može biti do 1 mm veći od promjera čavla.

-Čavli se ugrađuju u redove izmaknuto, okomito na liniju reda, za promjer d.

- Kod ovakve ugradnje većeg broja čavala u jednom redu nosivost se ne smanjuje.

ČavaoSmjer pružanja vlakanaca

Čavli u redu paralelno sa vlakancima, izmaknuto raspoređeni okomito na liniju reda za promjer d

-Ukoliko su ugrađeni u liniju reda, paralelno sa vlakancima i bez izmicanja, njihova nosivost paralelno sa vlakancima računa se preko efektivnog broja spajala:

Fv, ef ,Rk = nef · Fv, Rk (efektivna karakteristična nosivost)nef = nkef (efektivni broj čavala u redu)

pri čemu je n broj čavala u redu, a kef je dan u donjoj tablici

Vrijednosti koeficijenta kef

RazmakZabijani čavli Bušeni čavli

Za međurazmake može se koristiti linearna interpolacija vrijednosti kef

Najmanje debljine drva

Najmanja debljina drva za ugradnju zabijanih čavala iznosi [mm]:

t = max { 7· d ; (13· d - 30)· ρk / 400 }

Kod vrsta osjetljivih na cijepanje (npr. jela, smreka i duglazija) vrijedi:

t = max { 14· d ; (13· d - 30)· ρk / 200 }

Napomena: ostale osjetljive vrste mogu se uvesti kroz nacionalnidokument.

Najmanje dubine zabijanja

Najmanje dubine zabijanja čavala u zadnje drvo iznose:

Za opterećenja okomito na os Za opterećenja u smjeru osi(nosivost u reznoj ravnini) (nosivost na čupanje)

Za glatke čavle 8·d 12·dZa profilirane čavle 6·d 8·d

Kod proračuna nosivosti na čupanje profiliranih čavala u proračun se uvodi profilirana duljina označena sa lg.

Za spojeve kod kojih se čavli ugrađuju sa preklapanjem vrijede posebna pravila.

Najmanji dopušteni razmaci

Najmanji dopušteni razmaci (međusobni i od krajeva odnosno rubova drvenih elemenata) dani su u donjoj tablici sa oznakama prema priloženoj skici.

Oznake dopuštenih razmaka

Najmanji dopušteni razmaci čavala

Zabijani Bušeni

paralelno sa vlakancima

okomito na vlakanca

opterećeni kraj

neopterećeni kraj

opterećeni rub

neopterećeni rub

α je kut između pravca djelovanja sile i smjera pružanja vlakanaca

Nosivost čavala opterećenih okomito na os (odrez)

Spojevi drvo-drvo

Izrazi za proračun karakteristične vrijednosti nosivosti spajala dani su u predavanju 3. EC5-DIN 1052:2004 - 08 ; Spajala (DIN tab. G.2 i G.3 ili EC5 izrazi 8.6 i 8.7).

Karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće drva po plaštu rupe proračunava se na slijedeći način:- za zabijane čavle fh,k = 0,082 · ρk· d-0,3 [N/mm2]- za bušene čavle fh,k = 0,082 · (1-0,01· d)· ρk [N/mm2]

Karakteristična vrijednost momenta popuštanja proračunava se na slijedeći način:- za čavle okruglog poprečnog presjeka My,k = 180· d2,6 [Nmm]- za čavle kvadratnog poprečnog presjeka My,k = 270· d2,6 [Nmm]

Spojevi drvo-ploče na bazi drva

Karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće po plaštu rupe ploča na bazi drva (pri čemu je t debljina ploče u mm) proračunava se na slijedeći način :

Za šperploče prema DIN1052:2004-08 točka 7.7 - za zabijane čavle fh,k = 0,11 · ρk· d-0,3 [N/mm2]- za bušene čavle fh,k = 0,11 · (1-0,01· d)· ρk [N/mm2]

Za OSB ploče prema točki 7.8 i ploče iverice prema točki 7.9 DIN1052:2004-08 - za zabijane čavle fh,k = 65· d-0,7· t0,1 [N/mm2]- za bušene čavle fh,k = 50· d-0,6· t0,2 [N/mm2]

Za ploče vlaknatice klase HB.HLA2 (DIN EN 622-2:2003-10)- fh,k = 30· d-0,3· t0,6 [N/mm2]]

Nosivost čavala opterećenih u smjeru osi (čupanje)

-Nije dopušteno korištenje glatkih čavala u spojevima koji su opterećeni u smjeru osi stalnim ili dugotrajnim opterećenjem.

-Kod profiliranih čavala u proračun se uvodi samo profilirana dužina.

- Karakteristična vrijednost nosivosti na čupanje (Rax,k) kod ugradnje čavala okomito na vlakanca i kose ugradnje uzima se kao manja vrijednost:

Spoj čavlima okomito na smjer pružanja vlakanaca Koso čavlanje

Rax,k = min { f1,k· d· lef; f2,k· dk² }

pri čemu jef1,k karakteristična vrijednost čvrstoće na čupanje čavla f2,k karakteristična vrijednost čvrstoće na izvlačenje (pull-through)

glave čavlad promjer čavladk promjer glave čavlalef dubina zabijanja (kod profiliranih čavala – profilirana duljina lg)

Gornje karakteristične vrijednosti dane su u slijedećoj tablici :Karakteristične vrijednosti f1,k i f2,k u N/mm²

Vrsta

Posebi čavli klase nosivosti

Karakteristična gustoća ρk ali najviše 500 kg/m³

Glatki čavli

Proračunska nosivost spajala na čupanje računa se na uobičajeni način kao:

Rax,d = kmod· Rax,k / γM

(Koeficijent modifikacije kmod i parcijalni koeficijent sigurnosti materijala γM vidi u DIN1052:2004-08, tab F.1 i tab 1.)

Nosivost čavala opterećenih kombiniranim opterećenjem

Dokaz nosivosti čavala opterećenih kombiniranim djelovanjem u smjeru osi i okomito na smjer osi (čupanje i odrez):

pri čemu je:

Rax,d proračunska nosivost spajala na čupanjeRla,d proračunska nosivost spajala na odrezm=1 za glatke čavle i profilirane čavle klase nosivosti 1m=2 za profilirane čavle klase nosivosti 2 i više

VIJČANI SPOJEVI

Materijal izrade: čelik najmanje klase čvrstoće 3.6 prema odredbama DIN EN ISO 898-1:1991-11).

Karakteristične vrijednosti za vijke i tijesno ugrađene vijke

Klasa čvrstoće Karakteristična vrijednost čvrstoće Karakteristična vrijednost granice popuštanja

Upute i oznake

- Vijci se ne smiju upotrebljavati za izvedbu konstrukcija kod kojih je važna krutost i postojanost oblika.- Nosivi vijčani spoj mora imati najmanje 2 vijka.- d je oznaka promjera vijka.- dmax = 30 mm.- U drvenim konstrukcijama koriste se vijci M6, M8, M10, M12, M16, M20, M24 i M30 (prema DIN 976-1).- Obavezna je ugradnja podložnih pločica ispod glave i matice vijka.- Dimenzije podložnih pločica prema DIN 1052:2004-08 dane su u tablici G.13 a mogu biti okrugle ili kvadratne (promjer ili duljina stranice min 3d) min debljine 0,3d.- Promjer prethodno bušenih rupa u drvu može biti do 1 mm veći od promjera vijka.- Promjer prethodno bušenih rupa u čeličnim limovima kod spojeva drvo-čelični lim može biti do 2 mm ili 0,1d (za vijke većeg promjera) veći od promjera vijka.

Komentar: DIN 1052:2004-08 detaljnije ne obrađuje vijčane spojeve (težište je na tijesno ugrađenim vijcima: „Passbolzen“ kod kojih ne postoji odredba da se ne smiju upotrebljavati za izvedbu konstrukcija kod kojih je važna krutost i postojanost oblika).


- Vijci se ugrađuju u sjecišta redova i nizova prema donjim skicama i tablici :



okomito na vlakanca

opterećeni kraj

neopterećeni kraj

opterećeni rub

neopterećeni rub


Najmanji dopušteni razmaci vijaka i čeličnih šipki sa navojem

(min 4·d)

(min 80 mm)

(min 4·d)

-Prema EC5 u slučaju ugradnje većeg broja vijaka u jednom redu paralelno sa vlakancima, nosivost se smanjuje i računa kao:

Fv, ef ,Rk = nef · Fv, Rk

pri čemu je nef

a1 razmak vijaka u smjeru vlakanacad promjer vijkan broj vijaka u redu

Za opterećenja okomito na vlakanca uzima se da je nef = n, a za kuteve 00 < α < 900 između sile i smjera vlakanaca vrijedi linearna interpolacija.

Nosivost vijaka opterećenih okomito na os (odrez)

Spojevi drvo - drvo


Karakteristična vrijednost momenta popuštanja proračunava se na slijedeći način:

My,Rk = 0,3 fu,k· d2,6

gdje je

My,Rk karakteristična vrijednost momenta popuštanja u Nmmfu,k karakteristična vlačna čvrstoća vijaka u N/mm2 [5] Tab. G11d promjer vijka u mm

Karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće drva po plaštu rupe, kod vijaka, ovisi o kutu između smjera djelovanja sile i smjera vlakanaca i proračunava se na slijedeći način :

gdje je1,35 + 0,015· d za drva četinara

k90 = 1,30 + 0,015· d za LVL (furnirske ploče)0,90 + 0,015· d za drva lišćara

fh,0,k karakteristična vrijednost tlačne čvrstoće po plaštu rupe paralelno sa vlakancima, u N/mm2

ρk karakteristična vrijednost gustoće drva u kg/m3

α kut između smjera djelovanja sile i smjera vlakanacad promjer vijka u mm


Šperploče: karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće po plaštu rupe, bez obzira na kut djelovanja sile, proračunava se na slijedeći način:

fh,k = 0,11 · (1-0,01· d)· ρk [N/mm2]

gdje je

ρk karakteristična vrijednost gustoće ploče u kg/m3

d promjer vijka u mm

Ploče iverice i OSB ploče: karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće po plaštu rupe, bez obzira na kut djelovanja sile, proračunava se na slijedeći način:

fh,k = 50· d-0,6· t0,2 [N/mm2]

gdje je

d promjer vijka u mm t debljina ploče u mm

Spojevi drvo-čelični lim

Vrijede pravila iz glave 8.2.3 EC5.

Nosivost vijaka opterećenih u smjeru osi (čupanje)

U proračun se uvodi manja vrijednost između:

- vlačne nosivosti vijka- nosivosti podložne pločice ili čelične ploče (kod spojeva drvo-čelik)

Nosivost podložne pločice određuje se iz karakteristične vrijednosti kontaktne čvrstoće 3,0· fc,90,k na površini kontakta.

Nosivost čelične ploče po jednom vijku (kod spojeva drvo-čelik) određuje se kao nosivost okrugle podložne pločice čiji je promjer (manja vrijednost):

- 12· t , gdje je t debljina čelične ploče u mm- 4 · d , gdje je d promjer vijka u mm

SPOJEVI TRNOVIMA I TIJESNO UGRAĐENIM VIJCIMA

(Tijesno ugrađeni vijci – u nastavku: vijci*)

Materijal izrade trnova: Čelik S 235, S275 i 355 prema DIN EN 10025:1994-03

Karakteristične vrijednosti čvrstoće za trnove

Vrsta čelikaKarakteristična vrijednost

čvrstoće

Materijal izrade tijesno ugrađenih vijaka: čelik najmanje klase čvrstoće 3.6 prema DIN EN ISO 898-1:1991-11.

Karakteristične vrijednosti za vijke i tijesno ugrađene vijke

Klasa čvrstoće Karakteristična vrijednost čvrstoće Karakteristična vrijednost granice popuštanja

Općenito, za izvedbu ovakvih spojeva vrijede pravila navedena za vijke, osim dijela koji se odnosi na najmanje dopuštene razmake.

Upute i oznake

- Nosivi spoj mora imati najmanje 2 trna ili vijka*.

- d je oznaka promjera trna ili vijka*- dmin = 6 mm- dmax = 30 mm- dimenzije i oblik trnova prema tablici G.10 DIN 1052:2004-08

Oblik i dimenzije trnova

- Tolerancija promjera trna može biti -0,0 / +0,1 mm.

- Prethodno bušenje rupa u drvu na promjer trna ili vijka* (≤ d).

- Promjer prethodno bušenih rupa u čeličnim limovima kod spojeva drvo-čelični lim može biti do 1 mm veći od promjera trna ili vijka* (≤ d + 1 mm).

- Kod izvedbe spojeva drvo-čelik, sa limovima kao bočni elementima, spoj treba izvesti vijcima* a ne trnovima


- Trnovi i vijci* se ugrađuju u sjecišta redova i nizova prema donjoj skici i tablici :



okomito na vlakanca

opterećeni kraj

neopterećeni kraj

opterećeni rub

neopterećeni rub


Najmanji dopušteni razmaci trnova i tijesno ugrađenih vijaka

(min 80 mm)

(min 3·d)

- Prema DIN 1052:2004-08 u slučaju ugradnje većeg broja trnova u jednom redu paralelno sa vlakancima, nosivost se smanjuje i računa preko efektivnog broja trnova nef:

pri čemu je

a1 razmak trnova u smjeru vlakanacan broj trnova u reduα kut između smjera djelovanja sile i smjera vlakanaca

Za opterećenja okomito na vlakanca uzima se da je nf = n.

Nosivost okomito na os (odrez)

Spojevi drvo-drvo


Karakteristična vrijednost momenta popuštanja trnova okruglog poprečnog presjeka proračunava se na slijedeći način:

My,Rk = 0,3 fu,k· d2,6

gdje je

My,Rk karakteristična vrijednost momenta popuštanja u Nmmfu,k karakteristična vlačna čvrstoća trna u N/mm2

d promjer trna u mm

Karakteristična nosivost vijaka* Rk (koja se proračunava prema DIN 12.2) povećava se za udio ∆Rk:

∆Rk = min { 0,25· Rk ; 0,25· Rax,k }

gdje je Rax,k karakteristična nosivost vijka* u smjeru osi.

Karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće drva po plaštu rupe kod trnova i vijaka* ovisi o kutu između smjera djelovanja sile i smjera vlakanaca i proračunava se na slijedeći način:

gdje je

fh,0,k = 0,082 · (1-0,1·d) · ρk

fh,0,k karakteristična vrijednost tlačne čvrstoće po plaštu rupe paralelno sa vlakancima, u N/mm2

ρk karakteristična vrijednost gustoće drva u kg/m3

α kut između smjera djelovanja sile i smjera vlakanacad promjer vijka u mm

k90 = 1,35 + 0,015 · d za drva četinarak90 = 0,90 + 0,015 · d za drva lišćara

Za trnove promjera d ≤ 8 mm k90 = 1.


Šperploče [5] glava 7.7: karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće po plaštu rupe, bez obzira na kut djelovanja sile, proračunava se na slijedeći način:

fh,k = 0,11 · (1-0,01· d)· ρk [N/mm2]

gdje jeρk karakteristična vrijednost gustoće ploče u kg/m3

d promjer vijka u mm

Ploče iverice i OSB ploče [5] glave 7.9 i 7.8: karakteristična vrijednosti tlačne čvrstoće po plaštu rupe, bez obzira na kut djelovanja sile, proračunava se na slijedeći način:

fh,k = 50· d-0,6· t0,2 [N/mm2]

gdje je

d promjer vijka u mm t debljina ploče u mm

Sveučilište u Splitu, Građevinsko-arhitektonski fakultet

Hvala na pažnji.

w w w . g r a d s t . h r

a13d Cavli, Vijci, Trnovi Ec5 - Din1052

Documents

Transcript of a13d Cavli, Vijci, Trnovi Ec5 - Din1052