Een bout met een voorspanning van 20 kN moet een uitwendige belasting van 8 kN per bout opvangen zonder dat de voeg opent. Houdt de verbinding stand?
Twee grenzen, niet één
Na montage verliest een bout een deel van zijn voorspanning aan zetverlies F_Z: F_V,rest = F_V − F_Z. Zolang de voeg gesloten blijft, splitst de belasting zich via de belastingsfactor φ: de restklemkracht daalt tot F_KR = F_V,rest − (1 − φ)·F_A, terwijl de boutkracht stijgt tot F_S,max = F_V,rest + φ·F_A. Beide grensgevallen moeten kloppen — de een beschermt de voeg tegen openen, de ander beschermt de bout tegen vloeien.
Rekenvoorbeeld: voorspanning 20 kN, last 8 kN
Met A_s = 84,3 mm², Rp0,2 = 900 N/mm², F_V = 20 kN, F_Z = 1 kN, φ = 0,25 en F_A = 8 kN volgt F_V,rest = 19 kN. Onder volle last: F_KR = 19 − 0,75·8 = 13 kN (boven de vereiste 10 kN, dus de voeg blijft dicht) en F_S,max = 19 + 0,25·8 = 21 kN, wat σ_S = 21.000/84,3 ≈ 249,1 N/mm² geeft — een statische veiligheid van 900/249,1 ≈ 3,6. Deze twee ideale statische controles voldoen bij de aangenomen voorspanning; dit is geen volledige verificatie van de verbinding.
Bij openen vervalt het gesloten-voegmodel
Met F_V = 5 kN, F_Z = 0,5 kN en φ = 0,3 is F_V,rest = 4,5 kN. De openingsgrens is F_A,sep = 4,5/(1 − 0,3) ≈ 6,43 kN. Bij F_A = 200 kN is deze grens ruim overschreden: de restklemkracht is nul. Een negatieve uitkomst van de gesloten-voegformule is slechts een signaal dat het model niet meer geldt. Gebruik daarna niet F_V,rest + φ·F_A om boutkracht, spanning of veiligheid te bepalen. De calculator onderdrukt boutkracht, spanning en veiligheidsfactor vanaf de openingsgrens (F_KR ≤ 0). Voer een afzonderlijke analyse van de geopende verbinding uit.
Aannames en toepassingsgrenzen
Dit is Mechify’s vereenvoudigde model voor een gesloten, concentrisch en statisch belaste voeg, geen officiële ‘lite’-variant van VDI 2230. Excentrische of buigende belasting, dwarskracht met de bijbehorende wrijvingsgrip-check, vermoeiing/wisselspanning, de zetverlies-tabel (F_Z wordt hier als invoer aangenomen) en torsiespanning tijdens het aandraaien vallen buiten dit model. Gebruik voor kritieke of dynamisch belaste verbindingen de volledige VDI 2230.