Výpočet účinných průřezových hodnot

Odborný článek

Před vlastní analýzou je třeba ocelové průřezy klasifikovat podle kap. 5.5 normy EN 1993‑1‑1 s ohledem na jejich únosnost a rotační kapacitu. Analyzují se přitom jednotlivé části průřezů a zařazují se do třídy 1 až 4. Třídu průřezu přitom obecně určuje část průřezu s nejvyšší třídou.

Zatímco u průřezů třídy 1 a 2 lze při následném posouzení uvažovat plastickou únosnost, lze u průřezů od třídy 3 provést pouze pružnostní analýzu. U průřezů třídy 4 se vyskytuje lokální boulení již před dosažením pružného momentu. Tuto skutečnost lze zohlednit tak, že použijeme účinné šířky. Následující článek se podrobněji zabývá výpočtem účinných průřezových hodnot.

Výpočet účinných průřezových hodnot

Průběh výpočtu

V prvním výpočetním kroku se stanoví průběh napětí na plném průřezu. Podle kap. 4.4 normy EN 1993‑1‑5 lze z návrhových napětí určit součinitele kritického napětí kσ pro tlačené části průřezu. Na základě poměrné štíhlosti λp a z ní vyplývajícího součinitele boulení ρ se vypočítá účinná šířka beff části průřezu. Takto stanovená redukce se odečte od celého průřezu. Získáme tak nové rozměry průřezu a nové průřezové hodnoty.

Výpočet ovšem v tomto okamžiku nekončí. Proběhne další iterační krok, v němž se z návrhových napětí stanoví nový průběh napětí na redukovaném průřezu. Je přitom třeba brát v úvahu následující skutečnosti:

  1. V důsledku redukce průřezu se posouvá jeho těžiště. Pokud v průřezu působí normálové síly, vyvolávají přídavný moment odpovídající vzdálenosti nového těžiště od těžiště plného průřezu.
  2. Redukce průřezu může rovněž ovlivnit natočení hlavních os. V takovém případě je třeba uvažovat deviační moment Iyz.

Po výpočtu napětí se znovu přezkoumá štíhlost tlačených částí průřezu. Pokud jsou zapotřebí další redukce, pokračuje iterativní výpočet, dokud na průřezu neprobíhají žádné výrazné změny. Teprve pak lze provést na základě účinných průřezových hodnot příslušná posouzení.

Závěr

Z prvotně rychlého stanovení účinných průřezových hodnot se může snadno stát časově náročný výpočet, pokud si vyžádá více iterací. Program SHAPE‑THIN spolu s přídavnými moduly pro návrh a posouzení ocelových konstrukcí představují výkonné a pro takové případy velmi užitečné nástroje, které dodržují výše uvedené zásady.

Literatura

[1]  ČSN EN 1993-1-1. Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí – Část 1‑1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: Český normalizační institut, 2006.
[2]  ČSN EN 1993-1-5. Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí – Část 1‑5: Boulení stěn. Praha: Český normalizační institut, 2008.
[3]  Kuhlmann, U. (vyd.): Stahlbau-Kalender 2013: Eurocode 3 – Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlín: Ernst & Sohn, 2013.

Odkazy

Kontakt

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte nás nebo využijte stránky s často kladenými dotazy.

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

RSTAB Hlavní program
RSTAB 8.xx

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.