Klasifikace průřezů v programu RFEM 6 podle EN 1993-1-1

EN 1993-1‑1 [1] definuje následující čtyři třídy průřezů (viz také obrázek 1):

• Třída 1: průřezy, které mohou vytvořit plastické klouby s rotační kapacitou požadovanou při plasticitním výpočtu, bez redukce jejich únosnosti
• Třída 2: průřezy, které mohou vytvořit plastický moment únosnosti, ale je omezena jejich rotační kapacita v důsledku lokálního boulení
• Třída 3: průřezy, v nichž vypočítané napětí v krajním tlačeném vláknu prutu může dosáhnout své meze kluzu, ale lokální boulení může zabránit dosažení plné plastické momentové únosnosti
• Třída 4: průřezy, u nichž dochází k lokálnímu boulení před dosažením meze kluzu v jedné nebo ve více částech průřezu.

Třídy průřezů

Klasifikace se provádí zvlášť pro všechny části průřezu porovnáním stanovených poměrů šířky k tloušťce s mezními hodnotami pro každou třídu podle normy. Tím je definována třída každé části průřezu a pro celý průřez je rozhodující třída s nejméně příznivou hodnotou. Mezní hodnoty závisí na:

• podporových podmínkách částí průřezu (na jedné nebo na obou stranách)
• mezi kluzu oceli vyjádřené pomocí součinitele ε
• průběhu napětí v částech průřezu
• hodnotě pevnosti v tlaku

Eurokód 3 poskytuje tabulky, na jejichž základě lze spočítat maximální poměry šířky k tloušťce jednotlivých částí průřezu a porovnat je s mezními hodnotami. Například na obrázku 2 jsou znázorněny součinitele pro stanovení maximálních poměrů šířky k tloušťce pro zařazení vnitřní tlačené části do třídy 3.

Poměry šířky k tloušťce pro třídu 3 podle EN 1993-1-1: 2005 (1)

Mezní hodnota vnitřních částí namáhaných výhradně v tlaku nebo výhradně v ohybu se stanoví pomocí součinitele ε, který souvisí s mezí kluzu oceli. U částí namáhaných ohybem i tlakem se naopak rozdělení napětí určuje pomocí parametru α (plastické, třídy 1 a 2) nebo ψ (pružné, třída 3).

První z nich představuje procentuální délku, na které je v části průřezu tlakové napětí, zatímco druhý představuje poměr okrajových napětí (obrázek 3). Mezní hodnota poměrů šířky k tloušťce pro části namáhané ohybem a tlakem tak zahrnuje vedle součinitele ε také parametr α pro třídy 1 a 2 a parametr ψ pro třídu 3.

Vysvětlení parametrů alfa a psi

Klasifikace průřezů v programu RFEM 6

Addon Posouzení ocelových konstrukcí nabízený v programu RFEM 6 pro posouzení ocelových konstrukcí provádí před posouzením detailní klasifikaci průřezů na každém místě posouzení. Klasifikaci průřezů pro jednotlivé typy posouzení najdete v příslušných detailech posudku.

Zde je klasifikace předvedena na nosníku znázorněném na obrázku 4 (IPE 300, ocel S355), který byl posouzen addonem Posouzení ocelových konstrukcí a výsledky pro každý typ posouzení jsou tedy již k dispozici. Pokud se například zobrazí detaily posudku, všimněte si, že k dispozici je i podrobné zobrazení klasifikace průřezů (obrázek 5).

Výsledky posouzení ocelového prutu (IPE 300, Steel S355)

Detaily posudku

Jak jsme již zmínili, klasifikace se provádí zvlášť pro všechny části průřezu (v programu RFEM 6 označované jako subpanely, v našem případě tedy pět subpanelů). Každému subpanelu tak lze přiřadit různé třídy průřezů, ale pro celý průřez je rozhodující ten s nejméně příznivou hodnotou. Tímto způsobem je posuzovaný průřez klasifikován jako třída 4 pro posouzení průřezu podle 6.2.4, což je třída průřezu subpanelu č. 3.

Neboť je subpanel č. 3 podepřený na obou stranách (vnitřní část) a je namáhán tlakem, klasifikace se provádí podle tabulky 5.2 z Eurokódu 3 [1]. Mez kluzu oceli je 355 N/mm², a proto je součinitel ε 0,814 (obrázek 5). Na základě tohoto součinitele se stanoví mezní hodnoty poměru šířky k tloušťce (c/t) pro třídy 1, 2 a 3 (λ₁, λ₂ resp. λ₃) podle výše uvedené tabulky. Dále se vypočítá poměr c/t na základě délky (c) a tloušťky (t) části průřezu a porovnává se s mezními hodnotami pro třídy průřezů. Poměr c/t tohoto subpanelu je větší než mezní poměr vypočítaný pro třídu průřezu 3, a proto je tomuto subpanelu přiřazena třída 4.

Vzhledem k tomu, že ostatní subpanely jsou zařazeny do třídy 1, jedná se o subpanel (č. 3) s nejméně příznivou hodnotou, která je rozhodující pro celý průřez. Proto je posuzovaný průřez klasifikován pro posouzení průřezu podle 6.2.4 jako třída 4.

Pro lepší pochopení klasifikace průřezů lze v záložce Subpanely v okně Informace o průřezu zobrazit jednotlivé subpanely průřezu (obrázek 6).

Informace o průřezu

Závěrečné poznámky

Klasifikace průřezů pro posouzení ocelových prutů v programu RFEM 6 se provádí podle ustanovení Eurokódu 3 [1]. Klasifikace se provádí zvlášť pro všechny části průřezu porovnáním stanovených poměrů šířky k tloušťce s mezními hodnotami pro každou třídu podle normy.

Mezní hodnoty závisejí na podepření částí průřezu, na mezi kluzu oceli, na průběhu napětí v částech průřezu a na velikosti pevnosti v tlaku. Po výpočtu se poměr šířky k tloušťce porovná s příslušnými hodnotami a stanoví se třída každé části průřezu. Nakonec se nejméně příznivá třída jednotlivých subpanelů přiřadí celému průřezu.