4210x

001440

2021-01-28

Definiowanie szerokości efektywnych zgodnie z EN 1993-1-5, Załącznik E

Die Klassifizierung der Querschnitte nach EN 1993-1-1 anhand der Tabelle 5.2 stellt eine einfache Methode zum Nachweis des lokalen Beulens von Querschnittsteilen dar. Für Querschnitte der Querschnittsklasse 4 ist anschließend die Ermittlung von effektivem Querschnittswerten nach EN 1993-1-5 notwendig, um den Einfluss des lokalen Beulens mit bei den Tragfähigkeitsnachweisen zu berücksichtigen.

Zazwyczaj klasyfikacja ta jest przeprowadzana przy założeniu, że naprężenia w części przekroju osiągają granicę plastyczności. Jednak w innych normach (na przykład w poprzedniej normie DIN 18800) granice b/t zostały określone na podstawie rzeczywistych naprężeń w przekroju. Zgodnie z Eurokodem 3 może to skutkować bardziej niekorzystnymi wartościami granicznymi dla naprężeń poniżej granicy plastyczności.

Dostosowanie współczynnika materiałowego do obliczeń przekrojów

Zgodnie z normą EN 1993-1-1 istnieje możliwość dostosowania do rzeczywistego naprężenia ściskającego w przekroju za pomocą zwiększonego współczynnika materiałowego ε zgodnie z sekcją 5.5.2 (9). Jednak to ogólne dostosowanie nie jest przewidziane dla obliczeń stateczności zgodnie z sekcją 6.3. Dlatego w RF-/STEEL EC3 opcja ta jest dostępna tylko wtedy, gdy analiza stateczności jest wyłączona.

Zwiększenie współczynnika materiałowego nie jest dostępne, gdy włączona jest analiza stateczności

W przypadku analizy stateczności możliwa jest również zredukowana smukłość

Zgodnie z EN 1993-1-5, 4.4 (4), współczynnik smukłości można iteracyjnie poprawiać na podstawie zastosowanego naprężenia ściskającego. Naprężenie ściskające należy określać do analizy stateczności z wykorzystaniem imperfekcji globalnych oraz zgodnie z teorią drugiego rzędu.

{\bar{λ}}_{p, red} = {\bar{λ}}_{p} \cdot \sqrt{\frac{σ_{com, Ed}}{\frac{f_{y}}{γ_{M 0}}}}

λ_{p, czerwony}	Zredukowany współczynnik smukłości
λ_p	Smukłość płyty
σ_{com, wyd}	Obliczeniowa wartość naprężenia ściskającego
f_y	granica plastyczności
γ_{M[LinkToImage09]}	Częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla nośności przekroju

Zredukowany współczynnik smukłości wynikający z zastosowanego naprężenia ściskającego

Określenie szerokości efektywnych zgodnie z załącznikiem E.

Zgodnie z załącznikiem E do normy EN 1993-1-5, dostosowane wzory mogą być następnie wykorzystane do określenia współczynnika redukcyjnego dla wyboczenia płyty.

(a) für zweiseitig gestützte druckbeanpruchte Querschnittsteile :

ρ = \frac{1 - 0, 055 \cdot \frac{(3 + ψ)}{{\bar{λ}}_{p, red}}}{{\bar{λ}}_{p, red}} + 0, 18 \cdot \frac{({\bar{λ}}_{p} - {\bar{λ}}_{p, red})}{({\bar{λ}}_{p} - 0, 6)} \leq 1, 0

(b) für einseitig gestützte druckbeanpruchte Querschnittsteile :

ρ = \frac{1 - \frac{0, 188}{{\bar{λ}}_{p, red}}}{{\bar{λ}}_{p, red}} + 0, 18 \cdot \frac{({\bar{λ}}_{p} - {\bar{λ}}_{p, red})}{({\bar{λ}}_{p} - 0, 6)} \leq 1, 0

ρ to	Skorygowany współczynnik redukcji
λ_p,czerwony	Zredukowany współczynnik smukłości
λ_p	Smukłość wyboczeniowa
ψ	Wykorzystanie

Dostosowany współczynnik redukcyjny zgodnie z załącznikiem E dla części przekroju podpartych dwustronnie

Zastosowanie zredukowanego współczynnika smukłości, jak również obliczenie skorygowanego współczynnika redukcyjnego zgodnie z załącznikiem E, można aktywować w ustawieniach szczegółowych RF-/STEEL EC 3.

Załącznik E do normy EN 1993-1-5, aby określić efektywne właściwości przekroju

Przykład

W poniższym przykładzie, słup wahadłowy o długości 6 metrów (QRO 300x6,3, wykończony na gorąco), wykonany z materiału S355, został zaprojektowany na obliczeniową siłę ściskającą 1950 kN.

Efektywne właściwości przekroju są określane z uwzględnieniem rzeczywistego naprężenia ściskającego+ zgodnie z Załącznikiem E. W przypadku słupa przegubowego globalne imperfekcje oraz efekty według teorii drugiego rzędu pozostają bez wpływu, więc wystarczy określić siły wewnętrzne zgodnie z teorią pierwszego rzędu bez imperfekcji.

Układ konstrukcyjny i obciążenie

Dla porównania najpierw przeprowadzana jest analiza bez zastosowania załącznika E. Ponieważ należy przeprowadzić analizę stateczności, nie jest możliwe zwiększenie współczynnika materiałowego epsilon w celu uwzględnienia rzeczywistych naprężeń ściskających podczas określania klasy przekroju.

Przekrój jest klasyfikowany do 4 klasy przekroju na podstawie stosunku c/t. Zgodnie z EN 1993-1-5, właściwości przekroju wynikają z założenia, że granica plastyczności została osiągnięta.

Efektywne właściwości przekroju bez uwzględnienia rzeczywistego naprężenia ściskającego

Obliczenia nie są spełnione przy tych właściwościach przekroju.

Po aktywacji załącznika E w ustawieniach szczegółowych uwzględniany jest rzeczywisty rozmiar naprężeń ściskających. Zredukowany współczynnik smukłości jest określany iteracyjnie, a do obliczeń można wykorzystać korzystniejsze efektywne właściwości przekroju zgodnie z EN 1993-1-5, Załącznik E.

Effektive Querschnittswerte unter Berücksichtigung der tatsächlichen Druckspannung nach Anhang E

Efektywne właściwości przekroju uwzględniające rzeczywiste naprężenia ściskające zgodnie z załącznikiem E.

Obliczenia z wykorzystaniem wartości przekroju zgodnie z załącznikiem E.

Wniosek

Obliczenia efektywnych właściwości przekroju zgodnie z EN 1993-1-5, 4.4 są początkowo oparte na najgorszym przypadku, w którym istniejące naprężenie ściskające w częściach przekroju jest równe granicy plastyczności. Jeżeli jednak rzeczywiście istniejące naprężenia ściskające są znacznie mniejsze, rzeczywiste ryzyko wyboczenia jest zmniejszone i można rozważyć zastosowanie większego przekroju efektywnego. Określenie właściwości przekroju przy użyciu współczynnika smukłości efektywnej zgodnie z załącznikiem E umożliwia w takich przypadkach znacznie bardziej ekonomiczne obliczenia.

Należy pamiętać, że rzeczywiste naprężenia ściskające należy określać zgodnie z teorią drugiego rzędu z wykorzystaniem imperfekcji globalnych.

Baza informacji

KB 001440 | Definiowanie szerokości efektywnych zgodnie z EN 1993-1-5, Załącznik E

Odnośniki

Oprogramowanie do obliczeń konstrukcji stalowych

Odniesienia

Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1-5: Platerowane elementy konstrukcyjne. Wydawnictwo Beuth GmbH.

;