Val av hårdhet för plana brickor

Fästelementtipset
Brickor används flitigt till skruvförband inom stålkonstruktioner, men det är ibland otydligt vilken hårdhet man bör välja på vanliga standardiserade plana brickor.

De vanligaste hållfasthetsklasserna för skruvar till skruvförband är 8.8 och 10.9. Högre hållfasthetsklass i mutter och skruv betyder inte att storleken ökar, vilket innebär att kontaktytan mot grundmaterialet är den samma. Tillåts högre belastning i skruven, från yttre last eller förspänning, på grund av högre hållfasthetklass blir därmed kontaktrycket högre, så kallat hålplantryck. För höga hålplantryck kan leda till sättningar och plastiska deformationer i grundmaterialet. Det leder i sin tur till förlorad klämkraft i förbandet vilket för ett förspänt skruvförband (EN 14399) kan påverka hela förbandets funktion, medan för ett åtdraget icke-förspänt skruvförband (EN 15048) tappar man delar av låsningen av muttern. I värsta fall kan det höga trycket leda till brott i grundmaterialet.

Om grundmaterialet inte är tillräckligt höghållfast är ett enkelt sätt att reducera hålplantrycket att använda vanliga standardiserade planbrickor för att fördela ut kraften över en större yta i grundmaterialet, se Figur 1. För att inte få samma problem i kontaktytan mellan skruvhuvud/mutter och bricka används härdade brickor som klarar högre tryck än underlaget.

Figur 1. Hålplantryck. Grönt område utan bricka. Rutigt område är tillkommande med bricka.

I EN 1993-1-8 som används för dimensionering av skruvförband nämns hårdhet i kapitel 3.6.1 (version :2005). Det står att man vid enskäriga överlappsförband med en skruvrad, se Figur 2, bör använda brickor under både skruvhuvud och mutter, samt att det bör användas härdade brickor i ett sådant förband om 8.8 eller 10.9 används. Vad ”härdad bricka” faktiskt innebär, eller vad som gäller för andra fall, framgår däremot inte. Inte heller i EN 1090-2 finns det någon information att hitta kring hårdheten, annat än i produktstandarder. I EN 15048-2 finns en generellt text om att brickor med minst 100HV kan användas för icke-förspända skruvförband, men inte mer detaljerat. Det står även att brickor med minst 300HV ska användas för enskäriga överlappsförband med en skruvrad för skruvar i 8.8 eller 10.9, med en referens till kapitel 3.6.1 i EC3-1-8.

Figur 2. Exempel enskärigt överlappsförband med en skruvrad.

Däremot finns en standard för vanliga brickor med specificerad hållfasthetsklass, EN ISO 898-3. Där i rekommenderas det att brickor med 200HV används till skruvar med 8.8 och 300HV till 10.9. 200HV kan användas till 10.9 men det kräver en mer detaljerad analys av förbandet. Vilket i sin helhet leder till generella rekommendationerna enligt Tabell 1 för vanliga skruvförband.

Tabell 1. Rekommenderad hårdhet för vanliga brickor.

Hållfasthetsklass i skruvGenerelltEnskärigt överlappsförband med en skruvrad
8.8200HV300HV
10.9300HV300HV

Det vanligaste är att det används 8.8 till icke-förspända förband (EN 15048) och 10.9 till förspända förband (EN 14399). För EN 14399 ingår brickorna i systemet och de har 300 HV. För EN 15048 är många typer av brickor tillåtna men det vanligaste är ISO 7089 som generellt har 200HV som lägst. Det innebär att i de flesta fallen uppfylls de generella rekommendationerna enkelt, men det bör ändå skrivas ut i specifikationerna.

Författare
Niclas Görander, Pretec