Klasifikace průřezů podle EN 1999-1-1

  • Databáze znalostí

Odborný článek

Cílem klasifikace průřezů je určit, v jakém rozsahu omezuje lokální boulení únosnost a rotační kapacitu průřezů. V EN 1999-1-1, 6.1.4.2 (1) se definují čtyři třídy průřezů.

  • Průřezy třídy 1 mohou vytvářet plastické klouby s rotační kapacitou, která se požaduje při plastickém výpočtu bez redukce jejich únosnosti.
  • Průřezy třídy 2 umožňují vznik plastického momentu únosnosti, ale jejich rotační kapacita je omezena v důsledku lokálního boulení.
  • U průřezů třídy 3 může napětí v krajních tlačených vláknech hliníkového prutu dosáhnout smluvní meze 0,2 %. Vlivem lokálního boulení není ale možné dosáhnout plastický moment únosnosti.
  • U průřezů třídy 4 není vlivem lokálního boulení možné dosáhnout smluvní meze 0,2 % v jedné nebo ve více částech průřezu.

Typy částí průřezu

Klasifikace průřezu závisí na poměru šířky a tloušťky b/t tlačených částí. Podle EN 1999-1-1 [1], 6.1.4.2 (6) lze při klasifikaci tenkostěnných průřezů rozlišit tyto základní části.

  • Rovinné vnější části průřezu
  • Rovinné vnitřní části průřezu
  • Zvlněné vnitřní části průřezu

Tyto části mohou být nevyztužené nebo vyztužené podélnými výztužnými žebry, okrajovými nálitky nebo zaoblením (obr. 01).

Parametry štíhlosti

Citlivost rovinných nevyztužených částí k lokálnímu boulení se definuje součinitelem β. Podle EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (1) nabývá následujících hodnot.

  • Rovinné vnitřní části s rovnoměrným napětím nebo rovinné přesahy s rovnoměrným napětím nebo s největším napětím na konci
    β = b / t | EN 1999-1-1, (6.1)
  • Rovinné vnitřní části s nerovnoměrným napětím a neutrální osou ve středu
    β = 0,40 · b / t | EN 1999-1-1, (6.2)
  • Rovinné vnitřní části s nerovnoměrným napětím nebo přesah s největším napětím v podepření
    β = η · b / t | EN 1999-1-1, (6.3)

Kde:
b ... šířka části průřezu
t ... tloušťka průřezu
η ... součinitel rozdělení napětí, který nabývá hodnot:
η = 0,70 + 0,30 · ψ pro 1 ≥ ψ ≥ -1 | EN 1999-1-1, (6.4)
η = 0,80 / (1 - ψ) pro ψ < -1 | EN 1999-1-1, (6.5)
ψ ... poměr napětí na hraně tlačené stěny k největšímu tlakovému napětí. Poloha neutrální osy se obecně uvažuje při pružném návrhu, ale pro třídy 1 a 2 lze použít plastickou polohu neutrální osy.

Parametry štíhlosti pro rovinné vyztužené části průřezu jsou uvedeny v EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3).

EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) uvádí údaje o parametrech štíhlosti pro mírně zakřivené nevyztužené vnitřní části průřezu. EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5) se zabývá parametry štíhlosti tenkostěnných trubkových profilů.

Klasifikace částí průřezu

Pro klasifikaci je třeba porovnat vypočítané parametry štíhlosti β s mezními hodnotami β1 až β3, které se stanoví podle EN 1999-1-1, tabulky 6.2 (viz níže).
ε = √(250 / fo)
fo v N/mm²

Klasifikace materiálu podle tabulky 3.2Vnitřní částPřesahující část
β1 / εβ2 / εβ3 / εβ1 / εβ2 / εβ3 / ε
Třída A, bez svarů11162234,56
Třída A, se svary913182,545
Třída B, bez svarů1316,5183,54,55
Třída B, se svary1013,51533,54

Při klasifikaci se rozlišuje mezi nosníky a tlačenými pruty. V EN 1999-1-1, 6.1.4.4 (1) jsou stanoveny následující meze.

Části nosníku
β ≤ β1 → třída 1
β1 < β ≤ β2 → třída 2
β2 < β ≤ β3 → třída 3
β3 < β → třída 4

Části tlačených prutů
β ≤ β2 → třída 1 nebo 2
β2 < β ≤ β3 → třída 3
β3 < β → třída 4

Každou část průřezu, která je zcela nebo částečně namáhána tlakem, je třeba zařadit do třídy průřezu. Část průřezu s nejméně příznivou třídou průřezu určuje třídu celého průřezu. Klasifikace průřezů prutů vystavených kombinaci ohybu a osových sil se provádí podle EN 1999-1-1, 6.3.3, poznámky 1 samostatně pro obě zatížení. Pro kombinaci namáhání se neklasifikuje.

Příklad

Klasifikovat budeme průřez I znázorněný na obr. 02 pro prostý ohyb a pro prostý tlak.

Konstrukci a zatížení vidíme na obr. 03.

Materiál a rozměry
EN-AW 6082 (EP,ET,ER/B) T4 | EN 1999-1-1, tabulka 3.2b
fo = 110 N/mm²
fu = 205 N/mm²
Vzpěrnostní třída B
ε = √(250 / fo) = √(250 / 110) = 1,508 | EN 1999-1-1, tabulka 6.2
bw = h - 2 ∙ (tf + r) = 220 - 2 ∙ (8 + 12) = 180 mm
bf = 0,5 ∙ (b - tw - 2 ∙ r) = 0,5 ∙ (100 - 6 - 2 ∙ 12) = 35 mm

Klasifikace průřezu - prostý ohyb
Stojina (vnitřní, bez svarů, vzpěrnostní třída B)
βw = 0,4 ∙ bw / tw = 0,4 ∙ 180 / 6 = 12 | EN 1999-1-1, (6.2)
β1 = 13 ∙ ε = 13 ∙ 1,508 = 19,6 | EN 1999-1-1, tabulka 6.2
βw = 12 < β1 = 19,6
Stojina se zařadí do třídy průřezu 1.
Pásnice (vnější, bez svarů, vzpěrnostní třída B)
βf = bf / tf = 35 / 8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β1 = 3,5 ∙ ε = 3,5 ∙ 1,508 = 5,28 | EN 1999-1-1, tabulka 6.2
βf = 4,38 < β1 = 5,28
Pásnice se zařadí do třídy průřezu 1.
Celý průřez se má pro prostý ohyb zařadit do třídy průřezu 1.

Klasifikace průřezu - prostý tlak
Stojina (vnitřní, bez svarů, vzpěrnostní třída B)
βw = bw / tw = 180 / 6 = 30 | EN 1999-1-1, (6.1)
β3 = 18 ∙ ε = 18 ∙ 1,508 = 27,14 | EN 1999-1-1, tabulka 6.2
βw = 30 > β3 = 27,14
Stojina se má zařadit do třídy průřezu 4.
Pásnice (vnější, bez svarů, vzpěrnostní třída B)
βf = bf / tf = 35 / 8 = 4,38 | EN 1999-1-1, (6.1)
β2 = 4,5 ∙ ε = 4,5 ∙ 1,508 = 6,79 | EN 1999-1-1, tabulka 6.2
βf = 4,38 < β2 = 6,79
Pásnice se má zařadit do třídy průřezu 1 nebo 2.
Celý průřez se má pro prostý tlak zařadit do třídy průřezu 4.

RF-/ALUMINUM

RF-/ALUMINUM stanoví poměr šířky a tloušťky tlačených částí průřezu a automaticky provádí klasifikaci. Třídu průřezu lze stanovit také individuálně v seznamu „Klasifikace průřezu“ v dialogu „1.3 Průřezy“ (obr. 04). Průřezy, které nejsou v normách zcela zahrnuty, se v modulu RF-/ALUMINUM zařadí mezi „Obecné“ a jsou klasifikovány jako průřezy třídy 3 nebo 4.

RF-/ALUMINUM zohledňuje pouze nevyztužené části průřezu podle EN 1999-1-1, obr. 6.1 (a) a dále tenkostěnné trubkové průřezy podle EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (5). Mírně zakřivené nevyztužené vnitřní části průřezu podle EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (4) ani vliv výztuh podle EN 1999-1-1, 6.1.4.3 (3) se nezohledňují.

Klasifikace průřezů prutů vystavených kombinaci ohybu a osových sil se v modulu RF-/ALUMINIUM provádí podle EN 1999-1-1, 6.3.3, poznámky 1 samostatně pro obě zatížení. Lze ovšem provést klasifikaci i pro kombinaci namáhání. K tomu je třeba v záložce „Únosnost“ dialogu „Detaily“ zrušit označení políčka „Odděleně klasifikovat složky zatížení podle 6.3.3 poznámka 1 a poznámka 2“ (obr. 05).

Klasifikace průřezu se v přídavném modulu RF-/ALUMINIUM zobrazí podrobně pro každou tlačenou část průřezu mezi uvedenými mezihodnotami. Klasifikaci průřezu v našem příkladu pro prostý ohyb a pro prostý tlak si lze prohlédnout na obr. 06 a 07.

Číslování částí průřezu se uvádí v dialogu „c/t-části“ (obr. 08).

Autor

Sonja von Bloh, M.Sc.

Sonja von Bloh, M.Sc.

Vývoj produktů a péče o zákazníky

Ing. von Bloh zajišťuje technickou podporu zákazníkům a je zodpovědná za vývoj programu SHAPE‑THIN.

Klíčová slova

Třída průřezu Klasifikace Třída Klasifikace průřezů Zařazení

Literatura

[1]   ČSN EN 1999-1-1: Navrhování hliníkových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla pro konstrukce.2009-02.

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 266x
  • Aktualizováno 15. února 2021

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Webinář 10. března 2021 14:00 - 15:00 EST

Membránové konstrukce a \n CFD simulace zatížení větrem

Membránové konstrukce a CFD simulace zatížení větrem

Webinář 16. března 2021 13:00 - 14:00 CET

Online školení | Anglicky

Eurokód 5 | Dřevěné konstrukce podle EN 1995-1-1

Online školení 17. března 2021 8:30 - 12:30 CET

Online školení | Anglicky

Eurokód 3 | Ocelové konstrukce podle DIN EN 1993-1-1

Online školení 18. března 2021 8:30 - 12:30 CET

Online školení | Anglicky

RFEM | Dynamika | USA

Online školení 23. března 2021 13:00 - 16:00 EST

Online Training | Czech

RFEM | Bezplatné základní školení

Online školení 30. března 2021 9:00 - 11:30

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Webinář 30. března 2021 14:00 - 14:45

RFEM pro studenty | USA

Online školení 21. dubna 2021 13:00 - 16:00 EST

RFEM | Dřevo | USA

Online školení 5. května 2021 13:00 - 16:00 EST

Online školení | Anglicky

Eurokód 3 | Ocelové konstrukce podle DIN EN 1993-1-1

Online školení 6. května 2021 8:30 - 12:30

Online školení | Anglicky

Eurokód 2 | Betonové konstrukce podle DIN EN 1992-1-1

Online školení 11. května 2021 8:30 - 12:30

Online školení | Anglicky

Eurokód 5 | Dřevěné konstrukce podle DIN EN 1995-1-1

Online školení 20. května 2021 8:30 - 12:30

Online školení | Anglicky

RFEM | Základní školení | USA

Online školení 17. června 2021 9:00 - 13:00 EST

Pozvání na konferenci

Statika stavieb 2021 - 25. konference statiků

Konference 14. října 2021 - 15. října 2021

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Webinář 4. února 2021 14:00 - 15:00 CET

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 26. ledna 2021 13:00 - 14:00 CET

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Webinář 19. ledna 2021 14:00 - 15:00 EST

Dlubal seminář

Dlubal online seminář | 15. prosince 2020

Webinář 15. prosince 2020 9:00 - 16:00 CET

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Webinář 25. listopadu 2020 13:00 - 14:00 CET

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 11. listopadu 2020 14:00 - 15:00 EST

Interakce konstrukce s podložím v programu RFEM

Interakce konstrukce s podložím v programu RFEM

Webinář 27. října 2020 14:00 - 14:45 CET

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.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RFEM Ocelové a hliníkové konstrukce
RF-ALUMINUM 5.xx

Přídavný modul

Posouzení hliníkových prutů podle Eurokódu 9

Cena za první licenci
1 480,00 USD
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.

Cena za první licenci
2 550,00 USD
RSTAB Ocelové a hliníkové konstrukce
ALUMINUM 8.xx

Přídavný modul

Posouzení hliníkových prutů podle Eurokódu 9

Cena za první licenci
1 480,00 USD