Steigt die Scherfestigkeit mit der Anzahl der Befestigungsmittel?

Die geklärte Frage kann als Metallmenge in den Querschnitten der Verbindungselemente angesehen werden. Die gesamte kombinierte Querschnittsfläche aller Verbindungselemente kann beliebig aufgeteilt werden. Eine große Schraube oder ein Dutzend kleiner Schrauben mit der gleichen Gesamtquerschnittsfläche haben ungefähr die gleiche kombinierte Scherfestigkeit.

Es ist nicht genau dasselbe, weil das Metall nicht durchgehend einheitlich ist und es Unterschiede zwischen den Schrauben gibt, aber das ist im Wesentlichen das Modell. In diesem herunterladbaren Datenblatt finden Sie einige Diskussionen und Diagramme, in denen Sie die Scherfestigkeit mit dem Querschnitt vergleichen und die Beziehung sehen können. Weitere Diskussionen finden Sie in dieser herunterladbaren Referenz .

Es ist jedoch etwas komplizierter. Es gab eine Studie zur Scherfestigkeit einer Verbindung für eine unterschiedliche Anzahl von Verbindungselementen unterschiedlicher Art, die hier heruntergeladen werden kann . Es wurden einige etablierte Formeln zur Vorhersage der Scherfestigkeit auf der Grundlage des Befestigungsmaterials betrachtet.

Es kam zu dem Schluss, dass die Scherfestigkeit zwar im Allgemeinen proportional zur Anzahl der Schrauben ist, die Formeln die Kapazität jedoch geringfügig überschätzen, wenn die Anzahl der Befestigungselemente für die Verbindung in Stählen mit niedriger und normaler Duktilität sieben Schrauben übersteigt. Offensichtlich wird der kumulative Effekt von äußeren Faktoren und statistischen Schwankungen jenseits von sieben Befestigungselementen signifikant. Sie errechneten einen Korrekturfaktor: Bei Verbindungen mit mehr als sieben Schrauben sollte die geschätzte Verbundscherfestigkeit mit dem Faktor 0,85 multipliziert werden.

In Ihrem Beispiel haben also drei Schrauben mit jeweils 1.000 lb. Scherfestigkeit eine kombinierte Scherfestigkeit von 3.000 lb. und eine Last von 2.000 Pfund unterstützen.

Wenn Sie eine einzelne Schraube mit dieser Scherfestigkeit haben, hat sie auch Mindestabstandsspezifikationen für das Material, in dem sie verwendet wird. Beispielsweise sollte ein Befestigungselement mit einem Durchmesser von 12 mm nicht näher als 6 mm von der Materialkante entfernt platziert werden.

Beim Abstand zueinander spielt das verwendete Material eine Rolle, aber auch viele andere Eigenschaften wie Durchmesser und Material der Befestigungselemente.

Ich habe hier eine interessante Kurzbeschreibung als PDF gefunden:

Befestigungsabstand , der sich direkt im PDF- oder Download-Fenster öffnet. Es bezieht sich auf Abstände, die für Holzbinder und Befestigungselemente spezifisch sind, und berücksichtigt auch die Holzmaserung.

Es gibt einen erstaunlichen Rechner, der sich als Befestigungsmittelrechner befindet und eine Formel verwendet, die weit über mein Verständnis hinausgeht:

Im PDF-Link wird dem Leser empfohlen, die Dienste eines Ingenieurs in Anspruch zu nehmen. Wenn Sie Lasten von ein- bis zweitausend Pfund verwenden, ist dies möglicherweise eine gute Idee.

Auf der anderen Seite, wenn Sie etwas ohne eine inhärente Katastrophe im Falle eines Scheiterns bauen, bauen Sie es und lernen Sie. Ich würde keine Brücke bauen, über die ich das Familienfahrzeug fahren würde, aber ich könnte eine Brücke über eine Schlucht für einen Golfwagen oder ein ähnliches Transportmittel in Betracht ziehen.

Wenn Sie den Abstand für drei Schrauben haben, ist dieser im Allgemeinen stärker als einer, wenn keine Schräglage oder Spiel oder eine ähnlich schlechte Konstruktion vorhanden ist. Eine einzelne Schraube in einem engen Loch mit zwei anderen in lockeren oder falsch ausgerichteten Löchern ist nicht optimal und könnte vorzeitig versagen.

Vielleicht vermisse ich den Punkt zu Ihrer Frage aufgrund der anderen Antworten.

Mein Verständnis von Befestigungselementen ist, dass die Scherfestigkeit senkrecht zur Achse des Befestigungselements ist. ZB Ein Wandanker, der ein Paneel an der Wand hält. Die Last steht senkrecht zum Befestigungselement und versucht, es in zwei Hälften zu scheren.

Während die Zugfestigkeit parallel zum Befestigungselement ist, das versucht, es herauszuziehen.

Ich würde also sagen, die Scherfestigkeit summiert sich. Wenn Sie 3 Schrauben haben, die jeweils für 1000 lbs gut sind und sie die 2000 lbs Last gleichmäßig verteilen, dann wird die Punktlast auf jedes Befestigungselement geringer sein als seine Bewertung. Die Ladung bleibt also an Ort und Stelle.

Dafür habe ich aber keine Formel. Sie sagten, dass es bei diesem Test keine Mathematik geben würde. 😉

Wow, Freds Antwort ist kompliziert und ich bin mir nicht sicher, ob ich sie verstehe … und ich vermute, dass …

Ja, je mehr desto besser ... bis zu einem gewissen Punkt. Im Allgemeinen kümmern wir uns bei Bolzen, Nägeln und Schrauben um 1) Größe des Befestigungselements, 2) Kantenabstand, 3) Abstand zwischen den Befestigungselementen, 4) Einbettung, 5) Größe (Dicke) und Art (Art) des zu befestigenden Materials und 6 ) Bei ein- oder zweischnittigem Material.

Um "volle Festigkeit zu entwickeln" würde ich folgendes verwenden: A.) Schrauben: a) Randabstand senkrecht zur Faserbelastung = 4-facher Schraubendurchmesser, b) Randabstand parallel zur Faser = 1,5-facher Schraubendurchmesser. c) Achsabstand rechtwinklig und parallel zur Faser = 4 mal Bolzendurchmesser.

B.) Schrauben und Nägel: Der Code erlaubt einen Abstand von bis zu 2 Zoll für SHEAR auf Sperrholz (das ist Ihre Frage, richtig?) (Siehe IBC-Tabelle 2306.3.2.) Ich habe jedoch gesehen, dass 2x Material dabei gespalten ist Abstand, dann haben Sie keinen Wert.Deshalb verwenden wir 3x Material um Garagentoröffnungen und versetzen die Nägel.

Wo ich lebe, verwenden wir viel Doug. Tanne-Lärche für Konstruktionsmaterial. Kiefer, Hemlock und andere weichere Materialien haben die gleichen Kantenabstände, Abstände usw., tragen aber weniger. Ich würde lokale Bauordnungstabellen (Kapitel 23) für maximale Ladefähigkeiten verwenden.