ما هي مساحة إجهاد الشد في البرغي؟

مساحة إجهاد الشد (As) هي مساحة المقطع العرضي الفعالة المستخدمة لحساب قدرة تحمل الشد للمثبتات الملولبة. وهي أصغر من مساحة ساق البرغي الاسمية لأنها تأخذ في الاعتبار هندسة جذر السن اللولبي. وقد تم تعريفها في المواصفة القياسية ISO 898-1، وتعتمد على قطر خطوة السن اللولبي وقطره الأصغر.

كيف يتم حساب قوة شد البراغي؟

يُحسب حمل الشد الأقصى للبرغي وفقًا للمعادلة التالية: Ft = Rm × As، حيث Rm هي مقاومة الشد القصوى لمادة البرغي (تُحدد حسب فئة الخصائص)، وAs هي مساحة إجهاد الشد. على سبيل المثال، برغي من الفئة 8.8 تكون مقاومته القصوى للشد Rm = 800 ميجا باسكال.

ماذا تعني فئة خصائص البرغي 8.8؟

يمثل الرقم الأول (8) عُشر قيمة الحد الأدنى لقوة الشد القصوى بوحدة ميجا باسكال (800 ميجا باسكال). ويمثل الرقم الثاني (8) عشرة أضعاف نسبة مقاومة الخضوع إلى قوة الشد القصوى (0.8). لذا، فإن مقاومة الخضوع = 800 × 0.8 = 640 ميجا باسكال.

كيف يتم حساب قوة القص للمسامير؟

لا تحدد ISO 898-1 مقاومة القص — فهي تغطي خصائص الشد وحمل الإثبات فقط. يأخذ تقدير مبسّط شائع مقاومة القص على أنها 60% من مقاومة الشد: Fs = 0.6 × Rm × As، استنادًا إلى معيار الخضوع von Mises. تطبق أكواد التصميم مثل Eurocode 3 (EN 1993-1-8) معاملاتها الخاصة (0.6 أو 0.5 حسب فئة الخواص) إضافةً إلى معاملات الأمان الجزئية. للقص المفرد استخدم مساحة إجهاد واحدة؛ وللقص المزدوج اضرب في 2.

ما الفرق بين حمل الاختبار وقوة الشد؟

حمل الإثبات هو أقصى قوة يتحملها البرغي دون تشوه دائم (حد المرونة). قوة الشد القصوى هي أقصى قوة قبل الكسر. يبلغ إجهاد حمل الإثبات (Sp) حوالي 90% من قوة الخضوع لمعظم فئات الخصائص.

أداة هندسية مجانية

حاسبة قوة الشد والقص للبراغي

احسب حمل الشد الأقصى للمسامير المترية انطلاقًا من بيانات فئة الخواص ISO 898-1، بالإضافة إلى تقدير مبسط لمقاومة القص. اختر مقاس المسمار وفئة الخواص.

ISO 898-1 M3 - M64 الصف 4.6 – 12.9

حجم البرغي

فئة العقار

مستويات القص

الإعدادات المسبقة السريعة

نتائج

أقصى حمل شد (قدم)

—

مقاومة القص (Fs، تقدير مبسط)

—

مساحة الإجهاد الشدّي (As)

—

حمل الخضوع (Fy)

—

أقصى قوة شد (Rm)

—

أقصى حمل شد

أقصى قوة شد يمكن أن يتحملها البرغي قبل أن ينكسر:

ر_m — قوة الشد القصوى (ميجا باسكال)، من فئة الخصائص
A_s — مساحة إجهاد الشد (مم²)، من المواصفة القياسية الدولية ISO 898-1 / ISO 261

مقاومة القص (تقدير مبسط)

تحدد ISO 898-1 خصائص الشد وحمل الإثبات للمسامير — لكنها لا لا تحدد مقاومة القص. والقيمة المعروضة هنا هي تقدير هندسي مبسط واسع الاستخدام يفترض أن مقاومة القص تساوي نحو 60% من مقاومة الشد (استنادًا إلى معيار فون ميزس، τ ≈ 0.58 σ):

للقص المزدوج، اضرب في 2 (مستويان للقص).

⚠️ ملاحظة تصميمية بشأن القص: تعتمد مقاومة القص الفعلية على ما إذا كان مستوى القص يمر عبر القلاووظ أو الساق غير الملولبة، وعلى انزلاق الوصلة وتحمل اللوح، وعلى تحميل الكلال. وتحدد أكواد التصميم قيمها الخاصة — فعلى سبيل المثال يستخدم Eurocode 3 (EN 1993-1-8) القيمة F_الخامس = α_الخامس × f_ub × A with α_الخامس = 0.6 للفئات 4.6 و5.6 و8.8، لكنه يستخدم 0.5 للفئات 4.8 و5.8 و6.8 و10.9، إلى جانب معاملات أمان جزئية. تحقّق دائمًا من الوصلات المحملة بالقص وفق كود التصميم الإنشائي أو الميكانيكي المنطبق، وليس وفق هذا التقدير المبسط وحده.

تصنيفات الخصائص وفقًا للمعيار ISO 898-1

فصل	Rm (ميجاباسكال)	0.2 رنغيت (ميجاباسكال)	الاستخدام النموذجي
4.6	400	240	قوة منخفضة، للأغراض العامة
5.8	520	420	هيكلي، غير محمل مسبقًا
8.8	800	640	السيارات والآلات (الأكثر شيوعاً)
10.9	1040	940	هيكل عالي القوة
12.9	1220	1100	أقصى قوة (فولاذ سبيكي)

مثال عملي

مثال - مسمار M10 × 8.8

المعطيات: مسمار M10، فئة الخصائص 8.8، قص أحادي

A_s = 58.0 مم²، R_m = 800 ميجا باسكال

F_ر = 800 × 58.0 = 46,400 نيوتن = 46.4 كيلو نيوتن

F_s = 0.6 × 800 × 58.0 = 27,840 N = 27.8 kN

⚠️ ملاحظة: هذه هي القدرات القصوى دون عوامل أمان. لأغراض التصميم، طبّق عوامل أمان مناسبة (عادةً 2–3 للحمل الساكن و4–6 للإجهادات التعبية).