Ontwerp SPAX-schroeven volgens Eurocode 5

SPAX (SPAX International GmbH & Co. KG, Ennepetal, Duitsland) produceert zelftappende schroeven en draadeinden voor houtconstructies, beoordeeld onder European Technical Assessment ETA-12/0114 van 07-01-2020, uitgegeven door ETA-Danmark op basis van EAD 130118-01-0603. SPEC Toolbox ontwerpt de verbindingen volgens Eurocode 5, gebruikmakend van de karakteristieke waarden die in die beoordeling zijn vastgelegd.

De integratie omvat de SPAX-schroeven en draadeinden uit de beoordeling, gegroepeerd op coating en materiaal, in deeltraads, voltraads en dubbel-draads uitvoeringen.

Verzinkt koolstofstaal

• Wirox- en Delta-Seal-schroeven met verzonken kop, tellerkop en cilinderkop, nominale diameters 5, 6, 8, 10 en 12 mm, in lengtes tot 800 mm; deeltraads, voltraads en dubbel-draads varianten.

Roestvast staal

• A2 (1.4567) en A4 (1.4578) schroeven met verzonken kop en tellerkop, 6 tot 12 mm, en HCR (1.4539) schroeven in 10 mm, voor hogere corrosieblootstelling.

Draadeinden

• Zeskant- en koploze draadeinden met een nominale diameter van 16 mm, in lengtes tot 3.000 mm, in Wirox en A2 roestvast staal.

De beoordeling omvat schroeven van 2,5 tot 12,0 mm (koolstofstaal) en 3,0 tot 12,0 mm (roestvast staal) in lengtes van 20 tot 1.000 mm, en draadeinden van 16,0 mm. Schroeven worden geleverd met de CUT- en 4CUT-boorpunt en de T-STAR-aandrijving.

Binnen het EU- en ANZ-toepassingsgebied ondersteunen de SPAX-schroeven en draadeinden:

• Verbindingen tussen elementen van massief hout, gelamineerd hout, kruislaaghout (CLT), LVL en soortgelijke gelijmde elementen, in naaldhout en loofhout.
• Hout-op-hout, plaat-op-hout en staal-op-hout verbindingen, met platen en staalplaten aan de zijde van de schroefkop.
• Trek-, druk- en afschuifversterking loodrecht op de vezelrichting, en de bevestiging van thermische isolatie op dakbeschot.
• Klimaatklassen 1 en 2 voor verzinkte schroeven, en aanvullend klimaatklasse 3 voor roestvast staal.

• Eén beoordeling voor koolstofstaal, roestvast staal en draadeinden. Dezelfde ETA omvat verzinkte koolstofstalen schroeven, roestvaststalen schroeven in vier staalkwaliteiten (1.4567, 1.4578, 1.4539 en andere) en de 16 mm draadeinden, zodat de standaardverbindingen, de corrosiegevoelige details en de zware versterkingsstaven van een project allemaal worden ontworpen op basis van één bron van karakteristieke waarden.
• Versterking is beoordeeld, niet alleen verbindingen. Bijlagen C, D en E geven ontwerpregels voor drukversterking van oplegvlakken, trekversterking van verbindingen belast loodrecht op de vezelrichting, ingekeepte steunpunten en gaten in balken, en afschuifversterking, waarbij de schroeven als versterking worden gebruikt in plaats van als bevestigingsmiddel.
• CUT- en 4CUT-boorpunten maken voorgeboorde afstanden mogelijk. Schroeven met de CUT- of 4CUT-boorpunt mogen de kleinere minimale tussenruimten en afstanden gebruiken die gelden voor nagels in voorgeboorde gaten, zonder voorboren, mits wordt voldaan aan de dikte van het element en de afstandsvoorwaarden van de beoordeling.
• Gedeclareerde knikcapaciteit voor schroeven onder druk. De beoordeling geeft een knikverificatie voor voltraadschroeven en draadeinden ingebed in hout, met de elastische bedding van het hout en getabelleerde knikcapaciteiten, wat niet door Eurocode 5 wordt gedekt.
• Beoordeelde CLT-regels. Er is een specifieke indrukkingssterkte gedeclareerd voor schroeven parallel aan het vlak van kruislaaghout, samen met afzonderlijke afstandregels voor de vlakke en smalle zijden van CLT.

De SPAX-schroeven zijn beschikbaar in de schroefverbindingsmodule van SPEC Toolbox en in de detailberekeningen voor verbindingen, uitgewerkt volgens Eurocode 5:

• plaat-op-plaat verbindingen (veer, stompe verbinding en halfhoutsverbinding);
• CLT vloer-op-gelamineerde balk, CLT vloer-op-vloer en CLT wand-op-wand verbindingen.

Het schroefgedrag wordt overgenomen uit de geïntegreerde database met de karakteristieke waarden van ETA-12/0114 voor het geselecteerde artikel, gekoppeld aan de karakteristieke dichtheid van het verbonden element, waarbij de minimale tussenruimten, eind- en randafstanden en indringingsvereisten van de beoordeling worden toegepast. Dezelfde waarden worden gebruikt voor ontwerpen volgens de Australische en Nieuw-Zeelandse normen.

Het ontwerp volgt Eurocode 5 (EN 1995-1-1). De schroeven zijn beoordeeld onder ETA-12/0114, die de karakteristieke waarden levert die in het ontwerp worden gebruikt: de trekkracht (van 7,9 kN bij 5 mm tot 38 kN bij 12 mm in koolstofstaal, en 63 kN voor het 16 mm draadeind), het vloeimoment (0,15 x 600 x d^2,6 Nmm voor koolstofstaal and 0,15 x 400 x d^2,6 Nmm voor roestvast staal), de uittrekparameter f_ax,k (14,0 N/mm2 onder 6 mm, 12,0 N/mm2 van 6 tot 8 mm, 11,5 N/mm2 bij 10 mm en 11,0 N/mm2 bij 12 mm) en de kopdoortrekparameter per kop- of sluitringdiameter. De afschuifcapaciteit wordt berekend volgens Eurocode 5 met de buitenste draaddiameter, met de indrukkingssterktes uit de beoordeling voor niet-voorgeboorde en voorgeboorde gaten en voor CLT, en het koordeffect volgens Eurocode 5. Uittrekking wordt berekend bij hoeken vanaf 15 graden ten opzichte van de vezelrichting (30 graden in LVL) met het effectieve aantal schroeven, en schuine schroeven in afschuifverbindingen gebruiken de regel voor het effectieve aantal uit de beoordeling. Gecombineerde axiale en laterale belasting maakt gebruik van de kwadratische interactie van Eurocode 5. Karakteristieke waarden worden gereduceerd tot rekenwaarden met de Eurocode-factor voor belastingsduur en klimaatklasse en de materiële partiële factor uit de Nationale Bijlage. De beoordeelde klimaatklassen zijn 1 en 2 voor verzinkte schroeven en aanvullend 3 voor roestvast staal; de veronderstelde levensduur is 50 jaar en de brandreactie is klasse A1.