3721x
001440
28.1.2021

Výpočet účinných šířek podle EN 1993-1-5, přílohy E

Klasifikace průřezů podle EN 1993-1-1 na základě tabulky 5.2 je jednoduchá metoda pro posouzení lokálního boulení částí průřezu. U průřezů třídy 4 je třeba následně stanovit účinné průřezové charakteristiky podle EN 1993-1-5, abychom při posouzení na mezní stav únosnosti zohlednili také vliv lokálního boulení.

Tato klasifikace se zpravidla provádí za předpokladu, že napětí v části průřezu dosáhne meze kluzu. V jiných normách, například v předchozí normě DIN 18800, se ovšem při stanovení mezních hodnot b/t vychází ze skutečných napětí v průřezu. Z toho vyplývá, že zvláště v případě napjatosti pod mezí kluzu můžeme podle Eurokódu 3 dospět k méně příznivým mezním hodnotám.

Úprava součinitele materiálu pro posouzení průřezu

Podle EN 1993-1-1 můžeme hodnoty uzpůsobit skutečnému tlakovému napětí v průřezu zvýšením součinitele materiálu ε v souladu s 5.5.2 (9). Při stabilitním posouzení podle článku 6.3 se ovšem s takovou úpravou nepočítá. V modulu RF-/STEEL EC3 je proto tato volba k dispozici pouze v případě, že deaktivujeme stabilitní posouzení.

Možnost snížit poměrnou štíhlost také pro posouzení stability

Podle EN 1993-1-5, 4.4 (4) lze poměrnou štíhlost v boulení stanovit iteračně na základě působícího tlakového napětí. Tlakové napětí se přitom pro stabilitní analýzu stanoví analýzou druhého řádu s globálními imperfekcemi.

Výpočet účinných šířek podle přílohy E

Podle přílohy E k normě EN 1993-1-5 lze následně použít upravené vzorce ke stanovení součinitele boulení desky.

Použití redukované poměrné štíhlosti a výpočet upraveného součinitele podle přílohy E lze aktivovat v detailním nastavení v modulu RF-/STEEL EC 3.

Příklad

V následujícím příkladu posoudíme 6 m dlouhou kyvnou stojku (QRO 300x6,3, zhotovená za tepla) z S355 na návrhovou tlakovou sílu 1950 kN.

Přitom se účinné průřezové charakteristiky stanoví při zohlednění skutečného napětí v tlaku+ podle přílohy E. V případě dané kyvné stojky nemají globální imperfekce ani účinky druhého řádu žádný vliv, a proto zde postačí výpočet vnitřních sil analýzou prvního řádu bez imperfekcí.

Pro srovnání nejdříve provedeme posouzení bez zohlednění přílohy E. Protože se má provést také posouzení stability, není možné zvýšit součinitel materiálu epsilon pro zohlednění skutečných napětí v tlaku při stanovení třídy průřezu.

Průřez je na základě poměrů c/t zařazen do třídy průřezů 4. Podle EN 1993-1-5, 4.4 je předpokladem pro dané průřezové charakteristiky dosažení meze kluzu.

S těmito průřezovými charakteristikami není posouzení splněno.

Po aktivaci přílohy E v detailním nastavení se zohlední skutečná velikost tlakových napětí. Redukovaná poměrná štíhlost se stanoví iteračně a pro posouzení lze použít příznivější účinné průřezové charakteristiky podle EN 1993-1-5, přílohy E.

Posouzení na základě průřezových hodnot podle přílohy E je splněno.

Závěr

Při výpočtu účinných průřezových charakteristik podle EN 1993-1-5, 4.4 se vychází nejdříve z nejméně příznivého případu, kdy se návrhové napětí v tlaku v částech průřezu rovná mezi kluzu. Pokud jsou však skutečná napětí v tlaku podstatně nižší, snižuje se skutečné riziko boulení a lze uvažovat větší účinný průřez. Stanovení průřezových charakteristik s účinnou poměrnou štíhlostí podle přílohy E umožňuje v takových případech podstatně ekonomičtější posouzení.

Je třeba si uvědomit, že skutečná napětí v tlaku se musí stanovit analýzou druhého řádu s globálními imperfekcemi.


Odkazy
Reference
  1. Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-5: Plattenförmige Bauteile. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010.