V tomto článku si ukážeme, jak lze posuzovat za studena tvarované ocelové průřezy podle EN 1993-1-3, oddíl 6.1.6 v programu RFEM 6. Vzhledem k tomu, že toto téma je stále ve vývoji, představíme aktuálně dostupné možnosti.
Při posuzování průřezů podle Eurokódu 3 se vychází z klasifikace posuzovaného průřezu z hlediska tříd stanovených normou. Klasifikace průřezů je důležitá, protože určuje meze únosnosti a rotační kapacity v důsledku lokálního boulení částí průřezu.
Při stabilitní analýze pro posouzení metodou náhradního prutu podle EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 a dalších mezinárodních norem je třeba zohlednit návrhovou délku (tedy vzpěrnou délku prutů). V programu RFEM 6 lze vzpěrnou délku stanovit ručně přiřazením uzlových podpor a součinitelů vzpěrné délky nebo ji lze také převzít z posouzení stability. Obě možnosti předvedeme v našem příspěvku na výpočtu vzpěrné délky rámové stojky z obrázku 1.
V přídavném modulu RF‑/STEEL EC3 se stabilitní analýza sad prutů provádí standardně obecnou metodou (EN 1993‑1‑1, čl. 6.3.4). Přitom je třeba správně stanovit podporové podmínky pro náhradní konstrukci se čtyřmi stupni volnosti. V dnes běžně používaných 3D modelech můžete rychle ztratit přehled o poloze sad prutů v konstrukci.
Působení kolejnice jako „staticky spolupůsobící“ nebo „staticky nespolupůsobící“ je definováno v detailech v programu CRANEWAY pomocí možností „spoj kolejnice-pásnice“. Tímto nastavením se řídí výpočet roznášecí délky podle EN 1993-6, tabulky 5.1.
V EN 1993-1-1 byla obecná metoda představena jako formát pro posouzení stability, který lze použít pro rovinné systémy s jakýmikoli okrajovými podmínkami a proměnnou konstrukční výškou. Posouzení lze provést pro zatížení v hlavní nosné rovině a současně působící zatížení v tlaku. Při tom se posuzují stabilitní případy klopení a vzpěru z hlavní nosné roviny, tedy okolo osy nejmenší tuhosti konstrukčního prvku. Proto v této souvislosti často vyvstává otázka, jak lze posuzovat vzpěr v hlavní nosné rovině.
Pro posouzení stability prutů a sad prutů s jednotným průřezem lze použít metodu náhradního prutu podle EN 1993-1-1, 6.3.1 až 6.3.3. Jakmile se však jedná o průřez s náběhem, nelze již tuto metodu použít nebo pouze v omezené míře. Přídavný modul RF-/STEEL EC3 dokáže tyto případy automaticky detekovat a přepnout na obecnou metodu.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 automaticky načítá z vlastností průřezu křivku vzpěrné pevnosti, která se použije pro posouzení průřezu na vzpěr. Zejména u obecných průřezů, ale i ve zvláštních případech, lze v zadání její přiřazení ručně upravit.
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.
Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje posouzení požární ochrany prvků ocelových konstrukcí. Zjednodušená analýza se provádí iteračním výpočtem teploty oceli v určitém okamžiku.
V programu CRANEWAY 8 lze navrhovat podvěsné jeřáby podle EN 1993-6. Pro posouzení je třeba stanovit lokální ohybová napětí ve spodní pásnici od kolových zatížení podle kapitoly 5.8 normy EN 1993-6.
Při spojování prvků namáhaných v tahu šroubovými spoji je třeba při posouzení únosnosti zohlednit oslabení průřezu vyvrtáním otvorů pro šrouby. V následujícím příspěvku popíšeme, jak lze v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 provést posouzení únosnosti v tahu tahového prutu s oslabenou plochou průřezu podle EN 1993-1-1.
V přídavném modulu RF-/STEEL EC3 lze provést automaticky klasifikaci průřezů podle EN 1993-1-1 a EN 1993-1-5. Maximální poměry c/t udává norma pro přímé průřezové části. Pro zakřivené části průřezů neexistují žádné normativní specifikace, a proto pro ně nelze provést klasifikaci průřezů.
Pomocí přídavného modulu RF‑/HSS můžeme posuzovat spoje ve styčnících dutých průřezů. RF-/HSS provádí posouzení mezního stavu únosnosti podle EN 1993-1-8:2005.
V tabulce 3.1 normy EN 1993-1-8:2010-12 jsou stanoveny jmenovité hodnoty meze kluzu a meze pevnosti šroubů. Jakostní třídy šroubů jsou tu 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9. V poznámce k této tabulce se uvádí, že národní příloha může vyloučit určité třídy šroubů. V případě německé NP se jedná o třídy šroubů 4.8, 5.8 a 6.8.
U svařovaných příhradových konstrukcí lze použít uzavřené kruhové průřezy. Tyto konstrukce jsou oblíbené při realizaci transparentních střech. V našem příspěvku popisujeme zvláštnosti posouzení spojů u dutých průřezů.
EN 1993-1-8 nabízí uživateli v článku 4.5.3.3 možnost posoudit únosnost svaru zjednodušenou metodou. Posouzení je v tomto případě splněno, pokud je návrhová hodnota výslednice sil působících na plochu svaru menší než návrhová hodnota únosnosti svaru. Pokud bychom chtěli svar dimenzovat pro plošný model, byli bychom z povahy výpočtů MKP konfrontováni se značným množstvím výsledků. Proto v našem článku ukážeme, jak lze stanovit složky sil z modelu.
Posouzení ocelových prvků válcovaných za studena se řídí normou EN 1993-1-3. Typickými tvary průřezů tvarovaných za studena jsou průřezy U, C, Z, kloboukové průřezy nebo Sigma profily. Vyrábějí se z tenkostěnných plechů válcováním nebo lisováním. Při posouzení na mezní stav únosnosti je třeba zajistit, aby vlivem lokálních příčných sil nedocházelo k drcení, borcení nebo vyboulení stojiny průřezů. Tyto efekty mohou nastat nejen vlivem lokálních příčných sil přenášených z pásnice do stojiny, ale i vlivem podporových reakcí v podepřených bodech. Norma EN 1993-1-3 v článku 6.1.7 podrobně upravuje, jak se má stanovit lokální příčná únosnost stojiny Rw,Rd.
Profily tvarované za studena lze posoudit na mezní stav únosnosti podle EN 1993-1-3 a EN 1993-1-5 pomocí rozšíření RF-/STEEL Cold-Formed Sections. Posuzovat lze kromě za studena tvarovaných profilů z databáze průřezů také obecné průřezy z programu SHAPE-THIN.
V našem příspěvku posoudíme kyvnou stojku v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Stojka je ve svém středu namáhána osovou silou a na její hlavní osu působí liniové zatížení.
V našem odborném příspěvku posoudíme kyvnou stojku v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Stojka je ve svém středu namáhána osovou silou a na její hlavní osu působí liniové zatížení. V hlavě i patě sloupu se bude uvažovat vidlicové uložení. Mezi podporami není sloup zajištěn proti otáčení. Sloup má průřez HEB 360 z oceli S235.
Návrh svařovaného spoje průřezu HEA namáhaného dvouosým ohybem s normálovou silou. Návrh svarů pro dané vnitřní síly zjednodušenou metodou (EN 1993-1-8, čl. 4.5.3.3) pomocí programu SHAPE-THIN.
Posouzení požární odolnosti lze provést v modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-2. Posouzení se provádí zjednodušenou metodou na úrovni mezního stavu únosnosti. Jako požární ochranu lze přitom zvolit buď nátěry či obklady s různými fyzikálními vlastnostmi. Pro stanovení teploty plynů lze zvolit normovou teplotní křivku, křivku vnějšího požáru nebo uhlovodíkovou křivku.
V našem příspěvku posoudíme nosník o dvou polích, který je namáhaný na ohyb, v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 podle EN 1993-1-1. Dostatečná stabilizační opatření umožňují vyloučit globální stabilitní selhání.
V našem příspěvku se budeme věnovat posouzení stability tlačeného ocelového sloupu podle EN 1993-1-1, čl. 6.3.1. Dále prověříme různé varianty s cílem optimalizovat použití oceli.
V programu SHAPE-THIN lze části stěn s podélnými výztuhami posoudit podle článku 4.5 normy EN 1993-1-5. U stěn s podélnými výztuhami se mají uvážit účinné plochy lokálního boulení různých subpanelů mezi výztuhami a účinné plochy celkového boulení vyztuženého panelu.