EN 1993-1-1 [1] definuje následující čtyři třídy průřezů (viz také obrázek 1):
- Třída 1: Průřezy, které mohou tvořit plastický kloub s rotační schopností potřebnou pro plastickou analýzu bez redukce únosnosti
- Třída 2: Průřezy, které mohou vyvinout plastickou momentovou únosnost, ale mají omezenou rotační schopnost z důvodu lokálního boulení
- Třída 3: Průřezy, v nichž vypočítané napětí v krajním tlakovém vláknu prutu může dosáhnout své meze kluzu, ale lokální boulení může zabránit rozvoji plné plastické momentové únosnosti
- Třída 4: průřezy, u nichž dochází k lokálnímu boulení před dosažením meze kluzu v jedné nebo ve více částech průřezu.
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 maximální poměry šířky k tloušťce pro zařazení vnitřní tlačené části do třídy 3 se stanoví pomocí součinitelů znázorněných na obrázku 2.
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 poměru šířky k tloušťce pro části namáhané ohybem a tlakem tak zahrnuje kromě součinitele ε také parametr α pro třídy 1 a 2 a parametr ψ pro třídu 3.
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).
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 se sledovaný průřez zařadí do třídy 4 pro posouzení průřezů podle 6.2.4, což je třída průřezu pro subpanel 3.
Protože je subpanel 3 podepřený na obou stranách 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 hodnota součinitele 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. Pro tento subpanel je navržený poměr c/t větší než poměr vypočítaný pro průřez třídy 3, a proto je subpanelu přiřazena třída 4.
Vzhledem k tomu, že ostatní subpanely jsou zařazeny do třídy 1, jedná se o subpanel (např. subpanel 3) s nejméně příznivou hodnotou, která je rozhodující pro celý průřez. Z tohoto důvodu se sledovaný průřez zařadí do třídy 4 pro posouzení průřezů podle 6.2.4.
Pro lepší pochopení klasifikace průřezů lze v záložce Subpanely v okně Informace o průřezu zobrazit jednotlivé subpanely průřezu (obrázek 6).
Závěrečné poznámky
Klasifikace průřezů v programu RFEM 6 pro posouzení ocelových prutů 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.
Databáze znalostí