Który zestaw śrubowy wybrać: SB czy HV/HR? Odpowiedź zależy od rodzaju połączenia – sprężanego czy niesprężanego – oraz od wymagań projektowych. Normy PN-EN 15048 i PN-EN 14399 jasno określają, jak prawidłowo dobierać i stosować elementy złączne w konstrukcjach stalowych. W artykule przystępnie omówiono te normy i przedstawiono praktyczne wskazówki montażowe.
W konstrukcjach, których układy są dzielone na zespoły elementów płaskich, przekazujących obciążenia grawitacyjne i klimatyczne zbierane z ich obudowy oraz przekazywane kolejno na elementy podpierające, stosuje się połączenia rozbieralne. Węzły warsztatowe są zwykle spawane, natomiast montażowe są przygotowywane z przyspawanych części (składników), które następnie łączy się na śruby lub sworznie podczas scalania.
Wprowadzenie normy PN-EN 1993-1-1 [1] przyniosło znaczące zmiany w zakresie łączników stosowanych w stalowych konstrukcjach śrubowych. Używane produkty muszą spełniać wymagania europejskich norm jakościowych. W przypadku innych rodzajów połączeń, np. łączników specjalnych, ich cechy techniczne i wszelkie wymagane badania muszą być wskazane w specyfikacji projektu budowlanego.
Standardowe łączniki stosowane w konstrukcjach stalowych zgodnie z normami PN-EN 1993-1-8 [2] oraz PN-EN 1090-2 [3] można podzielić na dwie główne grupy:
- wstępnie sprężone połączenia cierne wykonywane za pomocą zestawów śrubowych zgodnie z normą PN-EN 14399 [4] – dostępne na rynku od kilku lat i określane jako zestawy HV lub HR;
- śruby do połączeń niesprężanych według nowej normy PN-EN 15048 [5] – ich dostępność jest obecnie ograniczona tylko do kilku wytwórców, lecz w niedalekiej przyszłości ich stosowanie będzie coraz bardziej powszechne.
Zestawy śrubowe do połączeń sprężanych HV i HR
Oznaczenia HV i HR dotyczą zestawów śrub sprężanych. Skrót HV pochodzi od niemieckiego terminu „Hochfest Vorgespannt” (wysoka wytrzymałość, sprężone). Pojęcie HR wprowadzone w Anglii oznacza wysoką wytrzymałość. Obie śruby są stosowane w konstrukcjach stalowych obciążonych statycznie oraz dynamicznie. Śruby sześciokątne typu HV i HR są przystosowane do większego rozmiaru klucza niż śruby standardowe, co zapewnia większą powierzchnię styku pod łbem i pozwala lepiej rozłożyć naprężenia.
W połączeniach sprężanych zakładkowych (ciernych) siły przekazywane są pomiędzy przylegającymi częściami poprzez tarcie stykających się powierzchni. Wzajemne tarcie wywołane jest naciągiem trzpienia śruby uzyskiwanym poprzez odpowiednie dokręcenie nakrętki. Połączenia śrubowe wstępnie sprężone są stosowane w celu zapewnienia odporności na poślizg wzajemnie łączonych części w przypadku konstrukcji zlokalizowanych w regionach sejsmicznych lub takich, które są w inny sposób poddawane obciążeniom dynamicznym (kategoria B w stanie granicznym użytkowalności lub C w stanie granicznym nośności). Jeśli połączenia nie są projektowane ze względu na poślizg złącza, wstępne sprężenie nie jest wymagane. Wstępne sprężanie jest również wykorzystywane w celu poprawy odporności na zmęczenie i długoterminowej trwałości.
W dalszej części artykułu:
Zestawy śrubowe do połączeń sprężanych HV i HR cd.
Tab. Normy europejskie śrub do połączeń sprężanych HR, HV oraz HRC
Śruby do połączeń niesprężanych SB według normy PN-EN 15048
Tab. Grubości podkładek w zależności od średnicy śruby
Tab. Wartości sił sprężania dla śruby HV (klasa 10.9)
Tab. Wartości momentów obrotowych przy kontrolowanym dokręcaniu śrub SB
>>> Cały artykuł dostępny jest w numerze 9/2025 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.
>>> Członkowie Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa mają dostęp do miesięcznika przez portal członkowski >>>
Mirosław Broniewicz
Politechnika Białostocka, Katedra Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki Budowli
Literatura
1. PN-EN 1993-1-1:2006 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
2. PN-EN 1993-1-8:2006 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-8: Projektowanie węzłów.
3. PN-EN 1090-2+A1:2024 Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych – Część 2: Wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych.
4. PN-EN 14399-1:2015 Zestawy śrubowe wysokiej wytrzymałości do połączeń sprężanych – Część 1: Wymagania ogólne.
5. PN-EN 15048-1:2016 Zestawy śrubowe do połączeń niesprężanych – Część 1: Wymagania ogólne.
