A resistência ao cisalhamento aumenta com o número de fixadores?

Vamos dizer que eu tenho parafusos com força de cisalhamento de 1.000 libras. Se eu adicionar mais parafusos, a resistência total ao cisalhamento da junta aumenta? Se eu usar 3 parafusos e, em seguida, colocar uma carga de cisalhamento de 2.000 libras na junta, todos os fixadores falharão?

Acho que deveria ter sido mais claro, já que a maioria das respostas parece estar excessivamente focada nos materiais que estão sendo fixados. O objetivo desta questão era concentrar-se na resistência ao cisalhamento dos próprios parafusos. Você pode assumir que os materiais que estão sendo fixados são mais fortes que os parafusos, os furos são perfeitamente espaçados e são dimensionados adequadamente para os fixadores. Para os propósitos desta questão, os materiais fixados nunca irão falhar antes dos parafusos.

A questão, conforme esclarecida, pode ser vista como a quantidade de metal nas seções transversais dos fixadores. A área transversal total combinada de todos os fixadores pode ser dividida como você quiser. Um grande parafuso ou uma dúzia de pequenos parafusos com a mesma área transversal total terão aproximadamente a mesma resistência ao cisalhamento combinada.

Não é exatamente o mesmo porque o metal não é uniforme por toda parte e existe variabilidade entre os parafusos, mas isso é essencialmente o modelo. Nisso folha de especificações para download , há alguma discussão e gráficos onde você pode comparar a resistência ao cisalhamento à seção transversal e ver o relacionamento. Discussão adicional pode ser encontrada em esta referência para download .

É um pouco mais complicado do que isso, no entanto. Houve um estudo da resistência ao cisalhamento de uma conexão para vários números de fixadores de diferentes tipos, que podem ser baixados Aqui . Examinou algumas fórmulas estabelecidas para prever a resistência ao cisalhamento com base no material do fixador.

Concluiu que enquanto a força de cisalhamento é geralmente proporcional ao número de parafusos, as fórmulas superestimaram a capacidade em uma pequena quantidade quando o número de fixadores para a conexão excedeu sete parafusos em aços de ductilidade baixa e normal. Aparentemente, além de sete fixadores, o efeito cumulativo de fatores externos e variações estatísticas torna-se significativo. Eles calcularam um fator de correção: a resistência ao cisalhamento composta estimada deve ser multiplicada por um fator de 0,85 para conexões com mais de sete parafusos.

Portanto, no seu exemplo, três parafusos com resistência de cisalhamento de 1.000 lb terão uma resistência ao cisalhamento combinada de 3.000 libras. e suportar uma carga de 2.000 libras.

Se você tiver um único parafuso com esse nível de resistência ao cisalhamento, ele também terá especificações de distância mínima para o material no qual ele é usado. Por exemplo, um fixador de 12 mm de diâmetro deve ser colocado a menos de 6 mm da borda do material.

Em relação ao espaçamento entre si, o material utilizado é um fator, bem como muitas outras características, como diâmetro e material do fixador.

Eu encontrei um breve resumo em formato PDF aqui:

espaçamento dos fixadores que abre diretamente no PDF ou em uma janela de download. Ele faz referência ao espaçamento específico de treliças de madeira e fixadores e também leva em consideração o grão de madeira.

Há uma calculadora surpreendente localizada calculadora de fixação que usa uma fórmula muito além da minha compreensão:

No link do PDF, sugere-se que o leitor recrute os serviços de um engenheiro. Se você estiver usando cargas de um a dois mil libras, isso pode ser uma boa ideia.

Por outro lado, se você está construindo algo sem uma catástrofe inerente em caso de falha, construa-o e aprenda. Eu não construiria uma ponte através da qual eu dirigisse o veículo da família, mas eu poderia considerar uma ponte sobre um barranco para um carrinho de golfe ou transporte similar.

Geralmente, se você tiver o espaçamento para três parafusos, ele será mais forte do que um, se não houver desordem ou folga ou construção ruim semelhante. Um único parafuso em um buraco apertado com outros dois em buracos soltos ou desalinhados não será o ideal e pode falhar prematuramente.

Talvez eu esteja perdendo o ponto para sua pergunta com base nas outras respostas.

Minha compreensão de fixadores é força de cisalhamento é perpendicular ao eixo do fixador. Por exemplo. Uma âncora de parede que prende um painel na parede. A carga é perpendicular ao fixador e está tentando cortá-lo pela metade.

Considerando que a resistência à tração é paralela ao fixador tentando puxá-lo para fora.

Então, eu diria que a resistência ao cisalhamento aumenta. Se você tiver 3 parafusos bons para 1000 libras cada e eles estão distribuindo a carga de 2000 libras uniformemente, então a carga pontual em cada fixador será menor do que sua classificação. Então, a carga permanece no lugar.

Eu não tenho uma fórmula para isso. Eles disseram que não haveria nenhuma matemática nesse teste.

Uau, a resposta de Fred é complicada e não tenho certeza se entendi ... e suponho que ...

Sim, quanto mais, melhor ... até certo ponto. Em geral, para parafusos, pregos e parafusos, nos preocupamos com 1) tamanho do fixador, 2) distância da borda, 3) espaçamento entre fixadores, 4) embutimento, 5) tamanho (espessura) e tipo (espécie) do material a ser fixado e 6 ) Se o material estiver em cisalhamento simples ou duplo cisalhamento.

Para "desenvolver força total", usaria o seguinte: A.) Parafusos: a) distância da borda perpendicular à carga do grão = 4 vezes o diâmetro do parafuso, b) distância da borda paralela ao grão = 1,5 vezes o diâmetro do parafuso. c) centro-centro espaçamento perpendicular e paralelo ao grão = 4 vezes o diâmetro do parafuso.

B.) Parafusos e pregos: O código permite espaçamento de até 2 "para SHEAR em compensado, (qual é a sua pergunta, certo?) (Veja IBC Tabela 2306.3.2.) No entanto, eu vi material 2x dividido em que espaçamento, então você não tem nenhum valor.É por isso que usamos material 3x em torno das aberturas da porta da garagem e escalonar as unhas.

Onde eu moro, usamos muito o Doug. Fir-Larch para material estrutural. Pine, Hemlock e outros materiais mais macios terão as mesmas distâncias de borda, espaçamento, etc., mas terão menos. Eu usaria tabelas locais de código de construção (Capítulo 23) para recursos de carregamento máximo.