Bolted connections: the shear and bearing checks
Checking a bolt group for shear and the plate for bearing, with the failure modes each one is guarding against.
Engr. Md. Nuruzzaman3 minutes read
Technical review is still outstanding — check the figures yourself before you rely on them.
This page is not available in English yet
সরাসরি উত্তর
প্রতিটি বোল্টকে দুইভাবে ফেল করতে হতে পারে: বোল্ট নিজে কেটে যাওয়া (shear), বা প্লেটের ছিদ্র লম্বা হয়ে যাওয়া (bearing)। দুটির মধ্যে ছোট মানটিই সেই বোল্টের ক্ষমতা।
উদাহরণ
- সংযোগ: ১০ mm gusset plate, একক shear plane
- বোল্ট: M২০, grade ৮.৮, thread shear plane-এ আছে
- প্লেট:
f_u= ৪০০ MPa - Factored shear = ২৪০ kN
ধাপ ১ — একটি বোল্টের shear capacity
M২০-এর thread অংশে কার্যকর ক্ষেত্রফল প্রায় ২৪৫ mm²। Grade ৮.৮-এ
f_ub = ৮০০ MPa:
V_b = 0.6 × 800 × 245 / 1000 = 117.6 kN
φV_b = 0.75 × 117.6 ≈ 88 kN
ধাপ ২ — bearing capacity
R_b = 2.4 × d × t × f_u = 2.4 × 20 × 10 × 400 / 1000 = 192 kN
φR_b = 0.75 × 192 = 144 kN
ধাপ ৩ — নিয়ন্ত্রক মান ও সংখ্যা
প্রতি বোল্টের ক্ষমতা = min(88, 144) = 88 kN
প্রয়োজনীয় সংখ্যা = 240 / 88 = 2.7 → 3 টি বোল্ট
এখানে shear নিয়ন্ত্রক। প্লেট পাতলা হলে (যেমন ৬ mm) bearing নেমে
0.75 × 2.4 × 20 × 6 × 400 / 1000 = 86 kN হতো — তখন bearing নিয়ন্ত্রক হয়ে যেত।
ব্যবহৃত অ্যাজাম্পশন
- Bearing-type connection, slip-critical নয়।
- Thread shear plane-এর ভেতরে — বাইরে থাকলে ক্ষমতা প্রায় ২৫% বেশি।
- প্রান্তিক দূরত্ব ও ব্যবধান কোডের ন্যূনতম মেনেছে ধরে
2.4 d t f_uব্যবহার; edge distance কম হলে এই মান কমে। φ = 0.75।
যা আলাদা করে চেক করতে হবে
- Block shear — বোল্ট গ্রুপের চারপাশে প্লেট ছিঁড়ে বেরিয়ে যাওয়া।
- Net section rupture — ছিদ্রের কারণে কমে যাওয়া প্রস্থচ্ছেদ।
- প্রান্তিক দূরত্ব ও ব্যবধান — ন্যূনতম ও সর্বোচ্চ, দুটিই।
- সংযোগে moment বা eccentricity থাকলে বোল্টে অসম ভাগ পড়ে।
সীমাবদ্ধতা
উপরের সংখ্যা LRFD ধাঁচের প্রচলিত অনুশীলনের। প্রকল্পে প্রযোজ্য কোড এডিশনের নিজস্ব factor ও কার্যকর ক্ষেত্রফলের সংজ্ঞা দেখে নিন — বিশেষ করে বোল্টের grade ও কার্যকর ক্ষেত্রফলের মান প্রস্তুতকারকভেদে ভিন্ন হতে পারে।
Engr. Md. NuruzzamanRSE
Structural engineer, AutoCAD automation developer, and instructor.