PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Transkript

1 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ PROF. ING. JINDICH MELCHER, DrSc. DOC. ING. MIROSLAV BAJER, CSc. PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ MODUL BO02-M01 MATERIÁL A KONSTRUKNÍ PRVKY OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

2 Prvky kovových konstrukcí Jazyková korektura neyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor. Prof. Ing. Jindich Melcher, DrSc. Doc. Ing. Miroslav Bajer, CSc.

3 Osah OBSAH 1 Úvod Cíle Požadované znalosti Doa potená ke studiu Klíová slova Materiál Výroa oceli Struktura oceli Tepelné zpracování oceli Rekrystalizace oceli Vlastnosti oceli Fyzikální vlastnosti Mechanické vlastnosti Pevnost oceli na únavu Svaitelnost oceli Zkoušky oceli Zkouška tahem Zkouška tvrdosti Zkouška vruové houževnatosti Zkouška svaitelnosti Konstrukní materiály Druhy ocelí a oecný systém jejich oznaování Doporuené základní materiály Jakostní a ušlechtilé oceli vyšších a vysokých pevností Válcované výroky Dráty, lana, kaely Truky Profily tvarované za studena Mezní stavy Vlastnosti materiálu Podmínky spolehlivosti Mezní stavy únosnosti Mezní stavy použitelnosti Klasifikace prezu Požadavky na prezy pi pružnostním výpotu vnitních sil Požadavky na prezy pi plastickém výpotu vnitních sil Závr Píklady Kontrolní otázky Shrnutí Studijní prameny

4 Prvky kovových konstrukcí 6.1 Seznam použité literatury Seznam doplkové studijní literatury

5 Úvod 1 Úvod 1.1 Cíle Modul, který se chystáte studovat, osahuje informace o materiálu a konstrukních prvcích ocelových konstrukcí. Je lenn do šesti kapitol. V kapitole Materiál se zaývá strukturou a vlastnostmi oceli, dále pojednává o výro a základních zkouškách oceli. V závru této kapitoly se zmiuje o konstrukním materiálu používaným pi návrhu stave z oceli. V kapitole Mezní stavy jsou strun popsány zásady navrhování ocelových konstrukcí podle mezních stav. Kapitola Klasifikace prez se zaývá zatídním prez podle štíhlosti a únosnosti jejich jednotlivých tlaených a ohýaných ástic, t.j. pásnic a stojin. V závru modulu jsou uvedeny kontrolní otázky vetn vyešených píklad. Cílem tohoto modulu je strun shrnout oecné poznatky týkající se oceli jakožto staveního materiálu, seznámit se základním používaným konstrukním materiálem pro návrh ocelové konstrukce a vysvtlit princip návrhu ocelových konstrukcí podle metodiky mezních stav. Nastudováním tohoto modulu tená získá základní pedstavu o oecné prolematice a principech navrhování ocelových konstrukcí. Tento modul je koncipován tak, ay po jeho prostudování studenti dokázali charakterizovat návrh ocelové konstrukce v souladu s metodikou mezních stav, dokázali klasifikovat prez, který chtjí použít pi návrhu stavy u oceli a mli pehled o oecných vlastnostech oceli a o možném konstrukním materiálu. Navržený konstrukní materiál zpravidla uruje celkové uspoádání, detaily i provedení ocelové konstrukce. Vedle poznatk o konstrukních pravidlech je pro inženýra nezytná také znalost materiálových charakteristik, jakož i materiálu a jeho zpracování. Proto je strun uvedeno jeho složení, výroa a íselné hodnoty fyzikáln-mechanických vlastností. Studiem tohoto modulu tená získá pouze rámcovou pedstavu o dané prolematice. 1.2 Požadované znalosti Student y ml mít základní znalosti z teoretických pedmt (zejména matematiky a fyziky) ze stední školy, rozšíené o znalosti z teoretických pedmt prvního roníku Fakulty stavení matematika I, matematika II, konstrukce a dopravní stavy a základy stavení mechaniky. Z dalšího dosavadního studia na Fakult stavení VUT v Brn jsou potené znalosti ze staveních látek, pružnosti a pevnosti a statiky. 1.3 Doa potená ke studiu Celková optimální doa pro prostudování kapitoly 2 je, vetn zopakování základních pojm, 3 hodiny. Studium každé z kapitol 3, 4, iní cca 2 hodiny. 5

6 Prvky kovových konstrukcí Celková doa pro prostudování modulu tedy iní cca 7 hodin, pokud udete procházet i ešené píklady, pak se doa prodlouží o jednu až dv hodiny. 1.4 Klíová slova Kov, ocel, materiál, stavení konstrukce, železo, výroa oceli, struktura oceli, vlastnosti ocelí, fyzikální veliiny ocelí, mechanické vlastnosti, únavová pevnost, zkoušky oceli, tvrdost, vruová houževnatost, svaitelnost, konstrukní materiál, válcovaný materiál, plech, truky, profily tvarované za studena, drát, lano, kael, mezní stavy, mezní stavy únosnosti, mezní stavy použitelnosti, klasifikace prez, dílí souinitel spolehlivosti materiálu, modul pružnosti v tahu a tlaku, modul pružnosti ve smyku, souinitel píné deformace, souinitel tepelné roztažnosti, ojemová hmotnost. 6

7 Materiál 2 Materiál 2.1 Výroa oceli Ocel se vyráí ze surového železa, které se získává ve vysokých pecích z železných rud. Tmi mohou ýt zejména magnetit, hematit, limonit a siderit. Výroa oceli spoívá v redukci uhlíku, osaženého v surovém železe, na požadované množství. Surové železo osahuje velké množství nežádoucích prvk, zejména uhlíku (3 až 4 %), Si, Mn, P a S. Podstatou výroy oceli je tedy odstranní peyteného množství tchto vedlejších prvk. To se dje pedevším oxidací. Ocel se vyráí pevážn tymi zpsoy: v konvektorech Thomasovou neo Bessemerovou metodou v konvektorech kyslíkovou metodou v Siemens Martinových pecích v elektrických pecích. Po dosažení poteného chemického složení se tekutá ocel odlívá do speciálních ocelových forem. Zpso je velmi dležitý, neo na nm závisí jakost vývalk. Podle zpsou odlévání rozeznáváme dva druhy ocelí, ocel neuklidnnou a ocel uklidnnou. Jestliže pi odlévání oceli reaguje zylý kyslík s uhlíkem, vzniká CO 2. Buliny CO 2 unikají do míst s menší hustotou, t.j. do mén ztuhlého jádra - ocel psoí dojmem jako y vela. Tento proces se zastaví po ztuhnutí ingotu. Vyroená neuklidnná ocel je znan nehomogenní, v jáde ingotu zstalo velké množství neistot. Neuklidnná ocel proto není vhodná pro použití na náronjší svaované konstrukce. Uklidnná ocel vzniká pidáním dezooxidaních prostedk, ovykle manganu neo hliníku. Peytený kyslík se váže na tyto prvky. Nevzniká CO 2, ocel neve a její struktura je v celém ojemu homogenní. Speciálními prostedky pi deoxidaci se dá dosáhnout mimoádné jemnozrné struktury oceli. Na výrou ocelových konstrukcí se používá pevážn konstrukní materiál, který se získá válcováním ingot neo pedvalk. Ocel se ped válcováním oheje na teplotu 1100 až 1200 C. Válcování koní pi teplot nad 900 C, ay mohly zdeformovaná austenitová zrna pekrystalizovat na nezdeformované feriticko perlitická zrna. Nevýhodou válcování je, že v dsledku nerovnomrného ochlazování a následkem smršování kovu vznikne v materiálu vlastní naptí. 7

8 Prvky kovových konstrukcí or.2.1 Válcovací stolice Princip válcování (or.2.1) spoívá v tom, že teplé ocelové loky procházejí mezi dvma otáejícími se válci. Svtlost mezi válci je pitom menší než velikost válcovaného loku. Profilová ocel se válcuje mezi válci s vysoustruženými rýhami, které se postupn zmenšují, takže vývalek dostane požadovaný profil. Plechy se válcují mezi hladkými válci oma smry, takže mají stejné vlastnosti v oou smrech. Válcování za studena se používá pouze pi výro jemnjších profil, kdy je tea dodržet zvýšenou pesnost prezových rozmr. Pi válcování za studena se zrna oceli trvale plasticky deformují, ez následné pekrystalizace pi ochlazování. Taková ocel má v porovnání s ocelí válcovanou za tepla vyšší mez pevnosti a mez kluzu pi souasném snížení tažnosti. 2.2 Struktura oceli Poznat reálné vlastnosti konstrukního materiálu, v tomto pípad oceli, je jedním z pedpoklad ezpeného navrhování a konstruování ocelových konstrukcí. Ve vlastnostech materiálu jako je pevnost, pružnost, houževnatost, tvrdost, kovatelnost, svaitelnost, odolnost proti korozi atd. se odráží stava ili struktura materiálu. Ta závisí na chemickém složení, asovém prhu tepelných zmn a pedcházejícím mechanickém zpracování. Ocelí nazýváme slitinu železa (Fe) a jiných prvk (C, Mn, Si, Cu, Ni, W, Co, Mo, V, P, S atd.). Nejdležitjším prvkem, který podmiuje vlastnosti oceli, je uhlík. Pouze malé množství uhlíku dává oceli charakteristické vlastnosti a umožuje ji v zahátém stavu kovat, lisovat a válcovat. Slitina železa, která osahuje víc jak 2 % uhlíku se nazývá litina. Litina výše uvedené vlastnosti ztrácí, je kehká jak za studena tak za tepla. Konstrukní ocel pro stavení úe- 8

9 Materiál ly osahuje zpravidla uhlík v podstatn menším množství, prakticky v rozmezí 0,1 až 0,2%. Takovouto ocel nazýváme nízkouhlíkovou resp. mkkou. Kovy jsou látky, které jsou souhrnem droných, orysov nepravideln vyvinutých krystalk, tzv. zrn. Nauka zkoumající strukturu kov a její vlastnosti se nazývá metalografie. Proces krystalizace kov zaíná v ochlazované tavenin kovu tak, že pi urité teplot nastává na mnohých místech taveniny postupné zvtšování tzv. krystalických zárodk a dochází k jejich rstu. Protože si sousední krystaly v nerušeném rstu vzájemn pekážejí, vznikají namísto geometricky pravidelných krystal polyedrická zrna. Olasti mezi zrny jsou vyplnné amorfní hmotou. O tom, že zrna jsou skuten nedokonale vyvinutými krystaly svdí jejich pravidelná atomová stava. Pro krystaly je charakteristické pravidelné rozložení atom v prostorových mížkách (or.2.2), zatímco chaotické nahromadní atom charakterizuje amorfní látky. Nejkratší vzdálenost mezi dvma atomy se nazývá parametr dané mížky. Atomy železa se vyskytují v prostorov centrické neo v plošn centrické mížce. Každá z tchto mížek odpovídá uritému teplotnímu stavu materiálu. Pi teplot asi 900 C nastává zmna mížek tzv. pekrystalizace. Železo pi teplot pod 910 C, tzv. α železo (ferit), má prostorov centrickou mížku (or.2.2a), železo nad teplotou 910 C, tzv. γ železo (austenit), má plošn centrickou mížku (or.2.2). Pekrystalizováním železa se nezmní jenom mížky, tj. vzájemné rozmístní atom, ale i vlastnosti materiálu (teplotní roztažnost, modul pružnosti, magnetické vlastnosti, rozpustnost uhlíku apod.). Železo se vyskytuje ješt ve dvou dalších modifikacích, takže známe α železo, β - železo, γ železo a δ železo, které odpovídají uritým teplotním intervalm. Vlastnosti α železa a β železa se odlišují jen málo (β železo je nemagnetické), takže dále lze o modifikace nazývat α železo, které má metalografický název ferit. Modifikaci γ železo nazýváme metalograficky austenit. Poznání procesu pekrystalizování α železa na γ železo a opan je základním klíem zvládnutí tepelného zpracování oceli. Or.2.2 Krystalová mížka zrn a) -železo, ) -železo 9

10 Prvky kovových konstrukcí Struktura i vlastnosti oceli nejsou nemnné. Vlivem vnjších i vnitních faktor se asem struktura oceli mní. Z vnjších faktor je to pedevším zmna teploty, pomocí které dochází k strukturním zmnám. Ty vyplývají z pekrystalizování (tepelného zpracování), ale i ze zmnných energetických pomr v struktue (rst zrn, rekrystalizace). Zvlášní kategorií jsou strukturální procesy, které nastávají následkem mechanických úink na materiál. Mnoho chemickofyzikálních proces v oceli není ukonených. Tyto procesy proíhají v ase, ale se zmenšenou rychlostí, která je dsledkem malé pohylivosti atom v látce tuhého skupenství. Vnjší vlivy, zejména ohev a mechanické úinky, zpsoují urychlení tchto proces (stárnutí materiál) Tepelné zpracování oceli Vlastnosti oceli je možné v širokých mezích mnit pomocí tepelného zpracování a tím pizpsoovat požadovanému úelu. Tepelným zpracováním se nazývá úmyslné vyvolání rzných tepelných stav a zmn, které mají realizovat zmny struktury oceli a tím dosáhnout požadovaných vlastností oceli. Prostedky, které jsou pi tepelném zpracování ocele k dispozici, jsou: výška teploty zahívání, as udržení této teploty, rychlost ohátí a chladnutí. Protože úplný prh tchto proces vyžaduje vždy uritý as, je volou uvedených faktor možné dosáhnout, že pi tepelném zpracování neprohnou tyto procesy úpln, resp. neprohnou vec, takže vznikne struktura nové kvality nerovnovážná struktura (nap. pi sváení). Základní druhy tepelného zpracování oceli jsou žíhání a kalení. Žíháním se nazývá ohev oceli na uritou teplotu, setrvání na této teplot tak dlouho, jak je potea na dokonení zmn struktury kovu a následující pomalé ochlazení. Rozeznáváme více druh žíhání: Normalizaní žíhání je nejžnjším zpsoem žíhání uhlíkových ocelí po kování, válcování, lisování, sváení a nkdy po tváení za studena. Jeho úelem je zrušit následky pedcházejících mechanických a tepelných zpracování a to pomocí pekrystalizování, ímž se dosáhne nová, jemnozrnnjší a rovnomrnjší struktura. Normalizaní žíhání asto pedchází dalšímu tepelnému zpracování, jako je kalení, zušlechování apod., v odvodnných pípadech se používá pro onovení pvodních vlastností oceli po narušení její struktury pedcházejícím zpracováním. Žíhání na mkko se provádí zahátím na teplotu lížící se teplot 723 C, na které se setrvá 5 až 6 hodin. Pi této teplot pemnou vznikne zrnitý perlit. Ocel se zrnitým perlitem je mkká a dá se doe opracovávat, ehož se využívá pi orání nkterých druh ocelí. Žíhání na odstranní vlastního pnutí se provádí ohátím na teplotu 500 až 600 C. Pi tomto druhu žíhání nenastávají žádné zmny struktury, z oceli však vymizí všechna vlastní naptí. Toto žíhání se používá na odstranní kehkosti zpsoené vlastním pnutím ve výliscích, odlitcích a svarových spojích, zejména pi vtších tlouškách materiálu. 10

11 Materiál Kalení oceli spoívá v ohátí oceli podon jako pi normalizaním žíhání, a jejím následném rychlém ochlazení. Pi rychlém ochlazení nestaí prohnout mechanismus pekrystalizování austenitové struktury na rovnovážnou strukturu feriticko-perlitickou. Uhlík zstává uvnit mížky α železa, deformuje ji, takže vzniká nerovnovážná struktura, která je ve stavu vnitní napjatosti. Navenek se uvedený stav projevuje tvrdostí a kehkostí. Ay se tyto nepíznivé vlastnosti oceli zmírnily, je potené ocel tzv. popouštt. Popouštní se skládá z ohevu zakalené oceli na teplotu pod spodní hranici pemn, ze setrvání na této teplot a z následujícího ochlazení. Kalení spolu s popouštním se nazývá zušlechování. Výsledkem procesu je ocel s vyšší pevností pi postaující houževnatosti. Patentování je tepelné zpracování, které se používá pi tažení ocelových drát. Tažením se ocel zpevuje, až další tahání není možné. Mkké ocele se proto ped dalším zpracováním podroují pekrystalizanímu žíhání (650 C) neo žíhání na mkko. Dráty z tvrdších ocelí (víc jak 0,25% C) se protahují olovnou koupelí teploty 400 až 450 C, v dsledku ehož vznikne jemný perlit. Po vychladnutí drátu se mže pokraovat v tahání. Pi výro prvk, které mají zstat houževnaté, avšak jejich povrch má ýt co nejtvrdší (panceová ocel), jako nap. pro ložiska, se používá povrchové kalení. Nasycováním povrchových vrstev uhlíkem se získá vysoká kalitelnost. Provádí se pi teplot 850 až 930 C. Postup se nazývá cementování. Jiný postup povrchového zpevnní je nasycování povrchu dusíkem nitridování, které se dlá pi teplot 500 až 510 C. Slitiny oceli na nitridování musí ýt legované nejmén uhlíkem, pípadn chromem, vanadem apod.. Nitridování oproti cementování je zdlouhavjší a dražší. Povrch je však tvrdší a houževnatjší Rekrystalizace oceli Rst zrn je samovolným procesem, který vyplývá z pirozeného úsilí soustavy minimalizovat vnitní energii. ím je vyšší teplota, tím jsou atomy pohylivjší a tím rychleji proíhá stailizace struktury. Rst je intenzivnjší pi droných zrnech, pi kterých na jednotku pipadá vtší energie. Pi nestejnorodé struktu- e, která se skládá z malých a velkých krystal, je proces rstu krystal provázen zvtšením rozmr velkých krystal (zrn), které rostou na úkor malých. Od urité kritické teploty je tento proces velmi rychlý. Pro ocel, která ped tím neyla deformovaná za studena, je to 900 až 950 C. Pi tepelném zpracování oceli je proto potené dát na to, ay tato teplota neyla nepekroena. V opaném pípad ychom získali hruozrnnou strukturu. Pi deformaci za studena dochází ke znaným místním nerovnomrnostem v rozdlení vnitní energie. V smykových rovinách vznikají místa s lokáln zvýšenou energií, v kterých vznikají zárodky nových zrn. Postupn se zvtšují na úkor zdeformovaných zrn. Tento proces se nazývá rekrystalizace. Teplota, pi které nastává náhlý rst nových zrn pi rekrystalizaci, se nazývá rekrystalizaní teplota. Stupe deformace za studena má velký vliv na výšku rekrystalizaní teploty a velikost vznikajících zrn (or.2.3) 11

12 Prvky kovových konstrukcí Or.2.3 Vliv stupn tváení a- na hodnotu rekrystalizaní teploty, na velikost zrn po rekrystalizaci ím je deformovaná struktura za studena homogennjší, tím jsou rekrystalizaní procesy výraznjší. Stupe deformace, která zpsouje po rekrystalizaci nejvtší zrno, se nazývá kritickou deformací. Kritická deformace neývá velká, jen 5 až 10%. Pi této deformaci se dosahuje velký rozdíl ve velikosti zdeformovaných zrn a zrn ješt nezasáhnutých plastickou deformací. Po rekrystalizaci kriticky deformované oceli je vzniklá struktura velmi hruozrnná, což se projevuje v snížení mechanických vlastností oceli. Pi mechanickém zpracování je proto tea se kritické deformaci vyhýat. 2.3 Vlastnosti oceli Fyzikální vlastnosti Fyzikální charakteristiky konstrukních ocelí se uvažují následujícími všeoecn platnými návrhovými hodnotami: modul pružnosti v tahu a tlaku modul pružnosti ve smyku souinitel píné deformace υ 0.3 E MPa G MPa souinitel tepelné roztažnosti α t K -1 ojemová hmotnost ρ 7850 kg / m Mechanické vlastnosti Mechanické vlastnosti mají ezprostední vliv na zpso výpotu ocelových konstrukcí a na jejich ezpenost. 12

13 Materiál Mechanické vlastnosti základních materiál závisí na jejich chemickém složení a tepelném zpracování. Bžn používané oceli osahují rámcov do 0,2% uhlíku. Podle stupn legování dalšími prvky oznaujeme jednotlivé druhy materiál jako oceli uhlíkové (osah dalších pímsí do 1%), oceli nízkolegované (osah dalších pímsí v rozsahu 1% až 3%), resp. oceli legované (osah pímsí nad 3%). Pro svaované ocelové stavení a technologické konstrukce nejsou vhodné materiály s tažností menší než 15%. Základními mechanickými vlastnostmi oceli jsou pružnost, plasticita a pevnost. Pružností rozumíme schopnost materiálu pružn se deformovat vlivem silových úink, což platí i po mnohanásoném zatížení. Plasticitou rozumíme vlastnost materiálu trvale se deformovat, piemž velikost plastické deformace není možné pesn vyjádit jako závislost na velikosti silových úink, protože pi následném zatížení se materiál deformuje jiným zpsoem než pi pedcházejícím zatížení. Ocel se pro urité hladiny zatížení chová jako pružná a nad tmito hladinami jako plastická neo pružn-plastická. Pevnost materiálu je vlastnost oceli zachovávat celistvost a soudržnost až po uritou hladinu zatížení, pi které se materiál porušuje lomem. Protože základní mechanické vlastnosti oceli jsou podmínné i zpsoem namáhání, je výhodné je zkoumat pi nejjednodušším možném zpsou namáhání tj. pi namáhání osovou tahovou silou. Pi tomto zpsou namáhání je nejjednodušší experimentáln zjistit základní mechanické vlastnosti oceli. Na jejich podklad je možno pomocí pevnostních teorií pedpokládat chování oceli pi jiném, komplikovanjším zpsou namáhání. Vztah mezi psoící silou F a prodloužením tye L pi jednoosém tahu je možné vyjádit vztahem naptí σ k pomrnému prodloužení ε, piemž σ F/ A 0,, ε L/L 0 (L L 0 )/L 0,, kde A 0 pvodní prezová plocha zkoušeného tlesa, L 0 pvodní délka tlesa tahové zkoušky. Každé vnjší zatžovací síle F odpovídá uritá zmna pvodní délky tlesa tahové zkoušky L a na základ uvedených vzorc též hodnota naptí σ a pomrného prodloužení ε. Závislost mezi σ a ε pi namáhání tahem až do porušení udává pracovní diagram oceli (or.2.4). Na or.2.4 znaí kivka σ sml smluvní pracovní diagram oceli pi uvažování pvodní prezové plochy A 0, kivka σ sk popisuje skutený pracovní diagram pi uvažování skutené prezové plochy vzorku A min. Plocha omezená kivkou na pracovním diagramu udává deformaní práci potenou na petvoení zkušení tye, resp. její petrhnutí. Charakteristické naptí na pracovním diagramu udávají ody: A mez úmrnosti, B mez pružnosti, C mez kluzu v tahu C h horní, C d dolní, D mez pevnosti v tahu f u, E mez porušení. 13

14 Prvky kovových konstrukcí Naptí σ [MPa] σ σ petvoení ε [%] Or.2.4 Smluvní a skutený pracovní diagram oceli A - mez úmrnosti, B - mez pružnosti, C h, C d mez kluzu horní, dolní, D mez pevnosti, E mez porušení, I pružná olast, II plastická olast, III olast zpevnní. Podon oznaujeme mez kluzu v tlaku, piemž mez kluzu v tlaku uvažujeme stejn velkou jako je mez kluzu v tahu. Celkov na pracovním diagramu mžeme pozorovat ti základní charakteristické olasti: I. pružná olast, II. plastická olast, III. olast zpevnní. Až po mez úmrnosti platí lineární závislost mezi naptím a prodloužením vyjádená Hookovým zákonem ε σ /E. Zvyšování mechanických vlastností uhlíkem nad 0,2% je nevhodné, proto se v oceli dosahuje požadovaných vlastností pidáním dalších prvk tzv. legováním. Touto cestou je možné dosáhnout nap. vyšší tažnosti materiálu (houževnatosti) pi vyšší mezi kluzu a pevnosti. Nejdležitjší legující prvky, které jsou osaženy v konstrukních ocelích jsou: mangan zvyšuje pevnost a tažnost, ovlivuje tepelné zpracování, kemík zvyšuje pevnost a odolnost proti korozi, m - zvyšuje pevnost a odolnost proti korozi, molyden zvyšuje pevnost pi nízkých teplotách a zlepšuje odolnost proti 14

15 Materiál korozi. Dalšími legujícími prvky mohou ýt hliník, titan, or, wolfram, koalt, vanad. Jestliže celkový osah legujících prvk nepesahuje 3 % jedná se o oceli nízkolegované, je-li osah vyšší, hovoíme o oceli vysokolegovaných. Pracovní diagramy rzných druh ocelí znázoruje or.2.5 Nkteré chemické prvky v ocelích osažené ovlivují vlastnosti negativn: síra snižuje houževnatost a kujnost materiálu, fosfor ocel se stává kehí pi nižších teplotách, dusík zpsouje stárnutí materiálu, zvyšuje jeho kehkost. σ [M pa] Naptí σ [MPa] Or.2.5 Pracovní diagram rzných ocelí petvoení ε [% ] Na or.2.5 je oznaení pracovních diagram následující: 1 nízkouhlíková ocel C 0,1 %, 2 nízkouhlíková ocel C 0,2 %, 3 niklová ocel Ni 3 %, 4 chromniklová ocel Cr Ni 3 %, 5 patentový drát C 0,65 %, 6 kemíková ocel Si 1 % 15

16 Prvky kovových konstrukcí Na zmnu mechanických vlastností má taktéž vliv zmny teploty (or.2.6). Se stoupající teplotou klesá mez kluzu, pevnost však nemusí klesat hned. Od teploty 600 C už lze ocel pokládat za zcela plastickou. S klesající teplotou pod 0 C mže mez kluzu stoupat aniž se mní mez pevnosti. V kominaci s dalšími vlivy, které snižují plastické vlastnosti oceli mže pi urité, tzv. pechodové, teplot dojít k náhlému perušení oceli, tzv. kehkému lomu. σ [Mpa] Naptí σ [MPa] kontrakce tažnost vruová houževnatost mez pevnosti mez kluzu Or.2.6 Vliv teploty na mechanické vlastnosti oceli Pevnost oceli na únavu teplota t [ C] V pípad promnlivého mnohokrát opakovaného namáhání se mže ocel porušit ez kontrakce. Takovýto zpso namáhání se nazývá namáhání na únavu a porušení materiálu se nazývá únavový lom. Ten se liší od lomu, který nastane pi jednorázovém zatížení, pi kterém je dosaženo meze pevnosti materiálu. Únavový lom vychází z místa koncentrace naptí, tedy z místa, kde náhlá zmna prezu, povrchové neo vnitní vady materiálu vyvolávají vysoké místní naptí. Kehnutí materiálu v poli naptí v okolí vruu zpsouje vznik mikrotrhliny, která se neustále rozšiuje. Únavový lom nastane tehdy, když postupn se šíící trhlina oslaí prez natolik, že se náhle pevnostn poruší. Vznik únavového lomu závisí na potu a druhu zatžovacích cykl, druhu a jakosti materiálu a velikosti prvku. Únavový lom má dv charakteristické olasti: lesklou olast postupn se šíící trhliny, zrnitou olast okraj kehkého lomu. 16

17 Materiál Teoretickým pedpokladem je, že prh skuteného naptí, vyvolaného promnlivým zatížením je nahrazen prhem naptí, které se mní jako kmity podle sinusoidy (or.2.7). Τ σ d horní naptí σ σ h σ a σ a σ m as t Or.2.7 Pedpokládaný prh naptí pi namáhání na únavu V orázku 2.7: σ d znaí spodní naptí, σ h horní naptí, σ m (σ h σ d )/2 je stední naptí, σ a (σ h -σ d )/2 je amplituda, 2*σ a je rozkmit, T je perioda kmitání. Únavový lom pi daném horním naptí σ h nastává po uritém potu zatžovacích cykl n. Tuto závislost znázoruje Wöhlerova kivka únavy (or.2.8). Pro praktické úely je mez únavy definována jako horní naptí, pi kterém nastane lom pi uritém potu zatžovacích cykl. Pomocí Wöhlerovy kivky je možné na základ experimentu urit mez únavy uritého prvku z daného materiálu, pi daném naptí σ d a σ m. Pevnost materiálu je velmi nízká zejména pi stídavém namáhání a pi použití materiál vyšších a vysokých pevností. V tchto pípadech je tea klást zvýšený draz na tzv. ezvruové konstrukce. Toto je dležité zejména u svaovaných konstrukcí. Mnohem složitjší je prolematika pevnosti na únavu pi navrhování ocelových konstrukcí, neo cykly naptí se zpravidla v pravidelných rozkmitech, jak yly díve popsány, nevyskytují. Proto je možné použít pi posuzování únosnosti ocelových konstrukcí pi únav volit zjednodušující metody, nap. podle normativních dokument. 17

18 Prvky kovových konstrukcí Or.2.8 Wöhlerv diagram únavy a ) v lineárních souadnicích, ) v polologaritmických souadnicích, A detail ez vruu, C detail s vruem Kivky únavy podle Smitha neo podle Weyrouchta (or.2.9) udávají závislost meze únavy σ h od stedního naptí σ m (Smith) neo spodního naptí σ n (Weyrauch) Naptí σ h a σ d teoreticky splývají na mezi statické pevnosti (od D). Prakticky však σ h nemusí ýt vtší než mez kluzu materiálu f y, protože v tomto pípad y už nerozhodovala únavová pevnost, ale dosažení meze kluzu materiálu. 18

19 Materiál. Or.2.9 Diagramy únavy a) Smithv, ) Weyrauchv Svaitelnost oceli Svaitelností oceli rozumíme schopnost oceli vytvoit za žných podmínek svaování svaovaný spoj s požadovanými vlastnostmi. Tyto vlastnosti jsou pedevším mechanické (pevnost, tažnost, tvrdost apod.) neo jiné (odolnost proti korozi, vzhled apod.). O svaitelnosti materiálu ovykle rozhodují mikrometalurgické procesy pi svaování, procesy tepelného zpracování v zónách okolo svaru a stav napjatosti vzniklý v dsledku nerovnomrného ohívání a ochlazování oceli. Mezi materiálové ukazatele svaitelnosti patí pedevším chemické složení, pedevším prvky, které ovlivují svaitelnost nejvíce, udané souhrnn tzv. uhlíkovým ekvivalentem. 2.4 Zkoušky oceli Reálné vlastnosti oceli se urují zkouškami. Zkušení tlesa se vyrájí ze zkušeních vzork, které se odeírají podle pravidel stanovených normami tak, ay vzorky pedstavovaly prmrnou jakost zkoušeného prvku. 19

20 Prvky kovových konstrukcí Protože na mechanické vlastnosti oceli má vliv mnoho faktor, jako nap. tvar zkušeního tlesa, rychlost zatžování a teplota, jsou podmínky pro zkoušky pedepsané v normalizaních dokumentech Zkouška tahem Zkušení ty na zkoušku tahu má pedepsaný kruhový, tvercový neo odélníkový prez. Na ty se vyznaí mená délka L 0 5d neo 10d (v pípad kruhových prez). Délka stední ásti tye je o 20 mm vtší než mená délka (or.2.10). Rychlost zatžování je 10 N.mm -2.s -1, po zjištní meze kluzu 30 N.mm -2.s -1. Mí se zmna pvodní délky. Pi zkoušce tahem se zjišuje: mez kluzu f y Mez kluzu f y je naptí, pi kterém pokrauje prodlužování zkušení tye i když se rst zatížení pechodn zastaví. Nedá-li se urit mez kluzu zeteln, zjišuje se tzv. konvenní mez kluzu f 0,2. Dá se stanovit z pracovního diagramu ze zatížení, pi kterém prodloužení zkušení tye dosahuje 0,2% pvodní mené délky L 0. t d h Lo L h r4 d h Lo5d L h 0r.2.10 Zkušení tlesa pro tahovou zkoušku mez pevnosti v tahu f u Reprezentuje úrove zatížení F, které se dosáhne ped petržením zkušení tye pvodní plochy A. mez úmrnosti a mez pružnosti Mez úmrnosti reprezentuje úrove zatížení do jejíhož dosažení platí Hookv zákon ε σ /E, mez pružnosti je hranice, do níž se zkušení tleso chová pružn po odtížení zaujme výchozí tvar. tažnost Pomrné prodloužení pi petržení: 20

21 Materiál L δ 100 (%), L kde L je prodloužení pvodní mené délky L 0. pomrné zúžení prezu ( kontrakce) kde A 0 A 0 ( A0 A) ψ 100 (%), A je pvodní plocha zkušení tye, je plocha po petržení Zkouška tvrdosti 0 Tvrdost lze stanovit metodami dle Brinella, Rockwella a Wickerse. Nejrozšíenjší je zkouška tvrdosti podle Brinella. Její princip (or.2.11) spoívá v mení otlaku ocelové kuliky normalizovaného prezu D zatlaované do meného materiálu pedepsanou silou F. ím je materiál mkí, tím vnikne kulika hlouji a zanechá vtší prmr otlaku d. Tvrdost je vyjádena jako prmrný tlak (HB) na 1 mm 2 dotykové plochy otlaku s prmrem d, tj. HB 4F/(πd 2 ) F D d Or Princip zkoušky podle Brinella Doa psoení síly F je 30 sekund, velikost síly je 2 F 300D, kde prmr kuliky D je 2,5; 5 neo 10 mm. Mezi a tvrdostí oceli a mezí pevnostije piližný vztah f u B 6, 3, HB Zkouška vruové houževnatosti Hodnota vruové houževnatosti se urí z práce spoteované na peražení zkušení tye a z prezové plochy v prezu s vruem. Zkouška spoívá v pera- 21

22 Prvky kovových konstrukcí žení zkušení tye pedepsaného tvaru (or.2.12) na kyvadlovém kladivu jedním rázem. h1 h1 h2 a 0r.2.12 Zkouška vruové houževnatosti a Charpyho kladivo, uložení zkušeního. tlesa, c prh naptí ve zkušením tlese c Zkušení tye jsou normalizovaného tvaru s vruem tvaru U neo V (or.2.13) r r0, Or.2.13 Tlesa pro zkoušku vruové houževnatosti 22

23 Materiál Vru tvaru U je hluoký 2; 3 neo 5 mm, vru tvaru V je hluoký 2 mm. Prh naptí ve zkušení tyi, v ezu vedeném vruem, má charakter ohyového namáhání s výrazným vrcholem naptí v koeni vruu (or.2.12 c). Zkouška vruové houževnatosti proíhá pomocí kyvadlového (Charpyho) kladiva (or.2.12), s nejvtší prací 300 N.m a s rychlostí v okamžiku úderu 4,5 7 m.s 1. Práce spoteovaná na peražení zkušení tye vyjaduje úytek energie daný souinem hmotnosti G a rozdílu výšky kladiva ped nárazem a po jeho maximálním vychýlení po nárazu: W G( h ) 1 h2. Vruová houževnatost R se stanoví ze vztahu: W R, A kde A je prezová plocha v prezu s vruem Zkouška svaitelnosti Zkouškou svaitelnosti lze zjistit zda v dsledku svaování nedochází ke zmnám plastických vlastnosti základního materiálu. Zkoušky svaitelnosti žn používaných ocelí se provádí na tlesech tloušky do 25 mm ovykle nárazovou zkouškou, je-li tlouška > 25 mm ohyovou návarovou zkouškou. Nárazová zkouška proíhá odon jako zkouška vruové houževnatosti na zkušeních tlesech rozmru 100*100 mm, piemž koen vruu je v míst hranice závaru (or.2.14). Or.2.14 Zkušení tleso pro návarovou vruovou zkoušku Ohyová návarová zkouška se provádí ohýáním desky s navaeným svarem ve žláku (or.2.15). Zkouška vyhovuje, jestliže se dosáhne v norm pedepsaný úhel ohyu ez toho, že y nastal lom v celém prezu zkušeního tlesa. 23

24 Prvky kovových konstrukcí 200 r1 6t300 t 3t 2t(3t) 35 t t 100 6t t 50 Or.2.15 Ohyová návarová zkouška a zkouška lámavosti tupého svaru Zkouška odolnosti proti kehkému lomu pi snížených teplotách se používá u ocelí tloušky vtší než 10 mm. Je to v podstat vruová zkouška houževnatosti pi teplot 0 C. 2.5 Konstrukní materiály Nosné ocelové konstrukce se navrhují z takových materiál, který mají požadované chemické složení a vykazují pedepsané fyzikální, mechanické a jiné vlastnosti. Oceli o tažnosti menší než 15 % není vhodné používat pro svaované ocelové konstrukce. Oceli uvedené v ta.2.2 tomuto požadavku na tažnost vyhovují Druhy ocelí a oecný systém jejich oznaování Základní sortiment výchozích materiál pro prvky a dílce svaovaných, šrouovaných a nýtovaných ocelových konstrukcí urených k použití pi okolních atmosférických teplotách tvoí výroky z nelegovaných konstrukních ocelí válcovaných za tepla. Dodávají se podle SN EN A1:1996 Výroky válcované za tepla z nelegovaných konstrukních ocelí, Technické dodací podmínky. Oceli urené k použití za normálních a nízkých teplot pro vysoce namáhané svaované konstrukce (nap. mosty, vrata plaveních komor, zásoníky, nádrže apod.) se dodávají podle SN EN až 3 : 1994 Výroky válcované za tepla ze svaitelných jemnozrnných konstrukních oceli. V souladu se systémem zkráceného oznaování podle SN EN : 1995 Systémy oznaování ocelí, ást 1: Systém zkráceného oznaování Základní symoly a dále ve smyslu informaního ožníku ECISS (European Committee for Iron and Steel Standardization) SN ECISS IC Systémy ozna- 24

25 Materiál ování ocelí, Systém zkráceného oznaování Pídavné symoly se oceli ozna- ují zpsoem ilustrovaným následujícími píklady: Ocel EN S235JRG1; Ocel EN S235J0C, Ocel EN S355J2G3C; Ocel EN S355J0W; Ocel EN S40N; Ocel EN S460ML; Ocel EN S460Q, apod. Znaka oceli vycházející z jejího použití a mechanických vlastností (nap. S235) je tvoena základním symolem, který osahuje oznaení specifikace použití oceli nap.: S oceli pro ocelové konstrukce pro všeoecné použití, P oceli pro tlakové nádoy, L oceli na potruí, B oceli na výztuž pro eton, R oceli na kolejnice, Y oceli pro pedpínací výztuž do etonu, E oceli na strojní souásti, a íslem udávajícím minimální hodnotu meze kluzu materiálu v N.mm -2 pro tloušky výrok t 16 mm (v pípad výztuže do etonu se uvádí íslo odpovídající hodnot charakteristické meze kluzu). Znaka oceli tedy definuje pevnostní tídu a použití materiálu. Pídavný symol v oznaení oceli (nap. J0) oznauje jakostní stupe oceli upesující její svaitelnost a zaruené hodnoty nárazové práce. Piazení pídavných symol k velikosti nárazové práce je zejmé z ta Nárazová Ta.2.1 Pídavné symoly v oznaení oceli Zkušení teplota ( C) práce J JR J0 J2 J3 J4 J5 J6 40 J KR K0 K2 K3 K4 K5 K6 60 J LR L0 L2 L3 L4 L5 L6 Oceli jakostních stup JR, J0, J2 a K2 jsou oecn vhodné ke svaování. Sva- itelnost pízniv vzrstá od jakostního stupn JR k dalším stupm až po K2. Za znakou oceli, píp. za znakou oceli doplnnou pídavným symolem mohou následovat další doplkové pídavné symoly upesující zpso výroy oceli a dodací podmínky, nap.: G1 neuklidnná ocel, G2 neuklidnná ocel není dovolena, G3, resp. G4 stav dle voly výroce, nap. oceli normalizan žíhané a pln uklidnné (osahující prvky dostaten vázající dusík), C vhodnost tváení za studena, W odolnost proti atmosférické korozi, N normalizaní žíhání neo normalizaní válcování, W - termomechanické válcování, L zaruená minimální hodnota nárazové práce pi -50 C, Q zušlechtná ocel. Ve smyslu evropských norem se zavádí následující oecné lenní druh oceli: 25

26 Prvky kovových konstrukcí oceli ovyklé jakosti oceli S235, S275 a S355 jakostního stupn JR (neníli zaruována vhodnost k tváení za studena), jakostní oceli nelegované oceli S235, S275, S355 jakostních stup J0, J2G3, J2G4, K2G3 a K2G4, legované oceli ušlechtilé oceli S420 a S Doporuené základní materiály Doporuené základní materiály pro svaované ocelové konstrukce jsou uvedeny v ta Pevnostní tída oceli se volí se zetelem na píslušné funkní, konstrukní, výroní a ekonomické podmínky vztahující se k uvažovanému nosnému systému. Pi vol jakostního stupn je tea uvážit zpso a namáhání prvku, tloušku materiálu, provozní teploty konstrukce, dsledky porušení konstrukce i technologii spojování. V ta.2.2 je uvedeno piazení evropských ocelí k odpovídajícím eským materiál specifikovaným píslušnou národní technickou normou (tzv. materiálovým listem). Tak nap. pro konstrukní oceli pevnostní tídy S235 platí následující eské normy s píslušnou charakteristikou oceli a vhodnosti jejího použití: SN : 1994 Ocel Neušlechtilá konstrukní ocel ovyklé jakosti vhodná ke svaování. Vhodná na souásti konstrukcí a stroj menších tlouštk, i tavn svaované, namáhané staticky i mírn dynamicky. Ekvivalent evropského oznaení S235JRG1. SN : 1994 Ocel Neušlechtilá konstrukní ocel ovyklé jakosti vhodná ke svaování. Vhodná na souásti konstrukcí a stroj stedních tlouštk tavn svaované, namáhané staticky i dynamicky. Ekvivalentní oznaení S235JRG2. SN : 1994 Ocel Nelegovaná konstrukní jemnozrnná jakostní ocel vhodná ke svaování. Vhodná na mostní a jiné svaované konstrukce a ásti stroj. Ekvivalentní oznaení S355J0. Pro konstrukní oceli pevnostní tídy S355 platí oecn : SN : 1994 Ocel Nelegovaná konstrukní jemnozrnná jakostní ocel vhodná ke svaování. Vhodná na mostní a jiné svaované konstrukce a souásti stroj. Ekvivalentní oznaení : S355J0. SN : 1994 Ocel Nelegovaná konstrukní jemnozrnná jakostní ocel vhodná ke svaování. Vhodná na konstrukce vtších tlouštk psoící pi nižších teplotách (až do -50 C). Pro konstrukce vystavené atmosférickým vlivm vnjšího prostedí se používaly nízkolegované patinující oceli nevyžadující ochranné antikorozní nátry, a to 26

27 Materiál ocel Atmofix A dle SN na ázi Cr, Ni, Cu, P odpovídající pevnostní tíd oceli S355J2 (se zetelem na zvýšený osah fosforu je tato ocel vhodná pro menší tloušky hutních výrok v rozsahu do 12 až 16 mm) a dále ocel Atmofix B dodávaná dle technické normy výroce oceli na ázi Cr, Ni, Cu odpovídající pevnostní tíd oceli S355K2 (pro vtší tloušky hutních výrok). Zvýšený osah legujících prvk, zejména mdi, zpsouje vyvytvoení kompaktní krycí vrstvy korozních produkt zaraující prostupu koroze do hlouky prezu. Ta.2.2 Doporuené základní materiály pro svaované ocelové konstrukce Pevnostní tída Jakostní stupe podle SN EN10025A1 oceli JR J0 J2 K2 S S S Materiálové pevnostní charakteristiky jsou pro jednotlivé pevnostní tídy oceli definovány jmenovitými hodnotami meze kluzu f y a meze pevnosti v tahu f u, jež jsou pro válcované hutní výroky z oceli pevnostních tíd S235, S275 a S355 uvedeny v ta.2.3. Ta.2.3.Jmenovité hodnoty meze kluzu a meze pevnosti tlouška t [mm] Pevnostní tída t 40 mm 40 < t 100 mm oceli f y [MPa] f u [MPa] f y [MPa] f u [MPa] S S S Jmenovité hodnoty podle ta.2.3.považujeme za hodnoty charakteristické. Jmenovité hodnoty meze kluzu a meze pevnosti patinujících ocelí a se považují rovné hodnotám pro oceli pevnostní tídy S355. Pro oceli v ta.2.2 neuvedené, považujeme za jmenovité hodnoty nejnižší mez kluzu a dolní hranici rozptí pevnosti v tahu uvedené v normách jakosti píslušných ocelí. Tyto hodnoty rovnž uvažujeme jako charakteristické hodnoty meze kluzu a meze pevnosti píslušné oceli. Celý sortiment válcovaných výrok (pásy, široká ocel, ploché tye, plechy a tvarované tye) pro použití na nosné ocelové konstrukce stave a technologic- 27

28 Prvky kovových konstrukcí ké zaízení se dosud u nás vyráí pouze v jakosti S235. Podstatné rozšíení tradiního sortimentu pevnostních tíd ocelí pi realizaci ocelových konstrukcí ude v dalším odoí velmi výrazným rysem dalšího rozvoje používání efektivních nosných systém Jakostní a ušlechtilé oceli vyšších a vysokých pevností Tradiní technologické postupy zvyšování pevnosti oceli yly založeny zejména na legování a tepelném zpracování upravujícím strukturu materiálu. Vzrstající množství legujících písad upravující chemické složení oceli se však mže projevit nepíznivými vlivy na vruovou houževnatost a odolnost proti kehkému lomu i na svaitelnost. Nežádoucí dsledky legování lze eliminovat složitjšími postupy tepelného zpracování (ízené ochlazování, zušlechování, tj. kalení a popouštní, apod.). Výroa tchto druh ocelí je pomrn nákladná, což se projevuje výrazným zvýšením jejich ceny a rovnž v prhu realizaního procesu je u tchto materiál tea dát na náronjší plnní podmínek zaezpeujících nezytnou kvalitu nosné konstrukce (návrh postupu svaování, pedehívání již pi stedních tlouškách aj.). Podstatou soudoých technologických postup výroy oceli vyšších a vysokých pevností je minimalizace osahu legujících prvk a nízký osah uhlíku. Chemické složení tchto ocelí je podoné složení žných ocelí ovyklých jakostí i nelegovaných jakostních ocelí a nemá tedy nepíznivé dsledky na vruovou houževnatost a svaitelnost projevující se u materiál legovaných. Vysoké pevnosti je dosahováno termomechanickým válcováním neo kalením pi válcování s následným temperováním. Urychlené pržné ochlazování ezprostedn po vyválcování výroku, resp. kalení náhlým ochlazením je realizováno tryskáním intenzivního proudu vody. Zjednodušen lze tedy uvedený technologický proces oznait jako legování oceli vodou pi válcování. Následným temperováním se u ocelí vysokých pevností zaezpeí rovnomrnost jejich struktury., pijatelná tažnost a zpracovatelnost. Nové postupy výroy tchto ocelí jsou efektivní též z hlediska výroních náklad a dávají možnost výrazného snížení ceny ve srovnání s tradiními technologickými procesy. V eské norm pro navrhování ocelových konstrukcí jsou zpracovány podklady použitelné v zásad pro základní konstrukní materiál do pevnostní tídy S355. Unifikovaný evropský technický pedpis SN P ENV :1992/A1:1994 Eurokód 3 : Navrhování ocelových konstrukcí, ást 1-1: Všeoecn Oecná pravidla a pravidla pro pozemní stavy, Píloha D Použití ocelí tídy S460 a S420 umožuje dimenzovat nosné ocelové konstrukce z materiál do pevnostní tídy S460. Jmenovité hodnoty meze kluzu a meze pevnosti pro oceli podle této normy, jež ve výpotech považujeme za hodnoty charakteristické, jsou uvedeny v ta.2.4. Výrazn vtšímu rozsahu praktického využívání výhod a efektivnosti materiál vyšších pevností pi realizaci nosných konstrukcí stave u nás rání jednak tradiní dominantní orientace požadavk praxe na oceli tídy S235, v nkterých prmyslov vysplých zemích již v podstat opuštná (nap. ve Velké Británii se oceli této tídy již nevyrájí), jednak zejména též produkce domácích hutních podnik dodávajících na základ poptávky nezytný široký konstrukní sortiment dimenzí tvarovaných tyí a dalších typ prez dosud prakticky výhradn v této pevnostní tíd. 28

29 Materiál Ta.2.4 Mez kluzu a mez pevnosti [MPa] ocelí S420 a S460 tlouška t [mm] Pevnostní tída t 40 mm 40 < t 100 mm oceli f y [MPa] f u [MPa] f y [MPa] f u [MPa] S460N S460M S420N S420M tlouška t [mm] t 50 mm 50 < t 100 mm 100 < t 150 mm S460Q Dostupnost základního sortimentu prez pro ocelové stavení konstrukce však již není v souasné do prolémem. Bžn se dodává široký sortiment válcovaných tvarových tyí pevnostní tídy S235, S355 a S460. Od r jsou dodávány válcované profily z nízkolegovaných ocelí pod oznaením HISTAR 355 a HISTAR 460 vyráné novou technologií kalením proudem vody s následným samovolným temperováním. Dosahuje se tak vysoké pevnosti oceli ez nepíznivých vliv legování chemickými písadami. Uvedené materiály vykazují vynikající vruovou houževnatost pi nízkých teplotách i svaitelnost ez pedehívání. Sortiment prez této firmy se vyznauje zejména znaným rozsahem sortimentu tžkých tyových profil velké výšky použitelných na mimoádn intenzivn namáhané dílce vysokých udov, plošin pro tžu nafty v moi, most a jiných nároných konstrukcí. V kvalit HISTAR se dodávají nap. prezy IPE 500 až IPE 750, HE 260A až HE 1000A, HE 260B až HE 1000B, HE 260m AŽ HE 1000M a širokopíruové sloupové prezy HD 260 až HD 400 (s tlouškou píru až 125 mm a hmotností až 1088 kg.m -1 ). Ustanovení pro navrhování ocelových konstrukcí z ocelí vyšší pevnosti než S460 nejsou v systému evropských norem dosud rozpracována. Nicmén ada významných evropských výroc oceli, jako nap. British Steel, Dillinger Hütte, Rautaruukki, Farique de Fer, Thyssen Krupp Stahl i Voest-Alpine, již v souasné do žn dodává plechy pevnostní tídy až S700. Nové technologie výroy ocelí vyšších a vysokých pevností rozpracovala a prakticky zavedla zejména pední švédská firma SSAB Oxelösund, len oceláského koncernu Svensk Stål Group, která vyráí systémovou adu materiál pod oznaením WELDOX se stupnicí pevnostní tídy 355, 420, 460, 500, 700, 900, 960 a Jmenovitá mez pevnosti oceli WELDOX 1100 (dosud je ve vývoji) je 1200 až 1500 MPa. Pro stavení ocelové konstrukce lze pijatelný rozsah pevností materiál rozší- it žn až po tídu S500, oceli vyšších pevnostních tíd až do S1100 jsou úeln využitelné zejména u speciálních konstrukcí, jako jsou moilní pohyli- 29

30 Prvky kovových konstrukcí vé mosty a konstrukce, moilní jeáy, nádrže a zásoníky, potruí a tlakové nádoy apod Válcované výroky Tvary a rozmry válcovaných výrok jsou normalizované. Válcované výroky je možné rozdlit podle tvaru prezu do následujících skupin: pedvalky, tyová ocel, tvarová ocel, široká ocel a plechy. Pedvalky (or.2.16) jsou ocelové výroky válcované na pedvalkové stolici. Pedvalky se používají na další válcování. Tyová ocel (or.2.16) jsou tye rzných typ prez. Tvar prezu mže ýt nap. kruhový, tvercový, plochý, šestihranný. Tvarová ocel jsou vývalky u kterých prodloužením alespo ásti ovodu prezu tento prez protíná. Mezi nejžnjší prezy tvarové oceli používané na stavení ocelové konstrukce jsou úhelníky, profily I, U, H, T, L. Rozmry prez se vyráí podle píslušných rozmrových norem. Nkteré typy profil tvarové oceli jsou uvedeny na or Pedvalky loky ramy sochory Tyová ocel Or.2.16 Pedvalky a tyová ocel 30

31 Materiál I IE IPE h t t r r d /4 d /4 d h h t R R R HEA HEB HEM t t t d d d h h h R R R Or.2.17 Válcované tye I a H Široká ocel a plechy je dalším typem válcovaných výrok. Široká ocel se válcuje na universálních válcovacích tyválcových stolicích. Vzdálenost dvojic válc ležících naproti so je možné mnit, takže vznikají rzné kominace šíek a tlouštk válcovaného prezu. Plech se válcuje mezi dvma válci. Plechy se dlí na: hladké, žerované, plechy s oválnými výstupky, vlnité, trapézové. 31

32 Prvky kovových konstrukcí Dráty, lana, kaely Dráty se vyráí zpravidla válcováním. Dráty menšího prmru se vyráí tažením. V ocelových konstrukcích se používají zejména vysokopevnostní kruhové patentované dráty. Dráty se zpravidla sdružují do svazk kael Truky Truky používané v ocelových konstrukcích (or.2.18) se vyráí jako svaované, ezešvé a pesné ocelové truky. Na svaované truky se nekladou žádné speciální požadavky, používají se na podadné úely. Bezešvé truky se zpravidla vyrájí válcováním. Jejich stna je celistvá, ez jakéhokoliv spoje neo švu. Jsou nejvhodnjším konstrukním materiálem na trukové ocelové konstrukce. Vyrájí se i tvercového neo odélníkového prezu. Pesné ocelové truky mohou ýt svaované i ezešvé, jsou dodaten za studena tažené neo válcované. Používají se zejména tam, kde jsou kladeny mimoádné nároky na povrch truky a na dodržení pesných tolerancí a na tloušku stny. Or.2.18 Trukové profily Profily tvarované za studena Tenkostnné profily dlíme na otevené a uzavené. Otevené se vyráí tvarováním pásové oceli za studena. Uzavené se vyráí tažením za studena ze sva- ovaných truek kruhového prezu. Požadovaného tvaru profilu mžeme dosáhnout válcováním, tažením a lisováním. Píklady tenkostnných profil pro stavení konstrukce jsou uvedeny na or

33 Materiál a h h a a a a t t t t t t a Or.2.19 Tenkostnné profily a a Dráty vysoké pevnosti a lana se používají v ocelových konstrukcích jako samostatné nosné prvky, kotvící prvky, a pepínací prvky. Dráty a kaely je možné rozdlit do následujících skupin: kruhové dráty, kaely, patentové dráty na pepínací výztuž, dráty na výrou lan, z patentovaných drát, z drát na výrou lan. Lana se rozdlují na: vinuté, skládané. Vinutá lana jsou splétaná z jednotlivých drát a pramen. Jednopramenové lano mže ýt otevené neo uzavené. Lano jednopramenové, šestipramenové a jednopramenové uzavené je uvedeno na or

34 Prvky kovových konstrukcí Skládaná lana jsou ovykle svazky tsn se dotýkajících drát, které vytváejí ovykle šestiúhelníkový prez. Or.2.20 Lana 34

35 Mezní stavy 3 Mezní stavy Pi navrhování ocelových konstrukcí se uvažují dv skupiny mezních stav, mezní stav únosnosti a mezní stav použitelnosti. Dosažením mezního stavu únosnosti rozumíme: porušení staility polohy, pekroení pevnosti neo nadmrné plastické deformace, ztrátu staility tvaru konstrukce neo nkteré její ásti, únavový lom, kehký lom, plastické poškození pi promnném zatížení. Dosažením mezního stavu použitelnosti rozumíme: nadmrné prhyy, nepijatelnou dynamickou odezvu (nap. kmitání apod.). Pi správném navržení konstrukce nesmí ýt žádný z možných mezních stav pekroen. Je nutné uvažovat všechny možné návrhové situace a zatžovací pípady, vetn žného užívání, montáže, oprav i nehod. Výpoetní modely mají zahrnovat všechny dležité faktory, vetn odhadu skuteného chování konstrukce, úrovn výroy a spolehlivost vstupních dat. Podle potey je možné výpoet doplnit neo nahradit experimentem podle normativních pedpis. Ay yla zajištna požadovaná trvanlivost konstrukce, je tea ve výpotu uvažovat následující navzájem související initele: úelu konstrukce požadavku na funkci konstrukce oekávaných podmínek prostedí vlastností materiálu tvaru konstrukních prvk a konstrukních detail úrovn provádní, kontroly a údržy ochranných opatení oekávané doy života konstrukce ( za standard se považuje 80 let). 3.1 Vlastnosti materiálu Vlastnost materiálu se vyjaduje charakteristickou hodnotou X k, která je definována jako 5 % kvantil statistického rozložení píslušné materiálové vlastnosti. Z charakteristické hodnoty se pomocí dílích souinitel spolehlivosti γ Μ vypoítá návrhová hodnota X d, která písluší návrhovému kvantilu pro vznik mezního stavu. Hodnoty návrhové pevnosti se urí ze vztahu: f f k d, γ M 35

36 Prvky kovových konstrukcí kde f k je charakteristická hodnota pevnostní veliiny (meze kluzu f y neo pevnosti v tahu f u ), γ Μ je dílí souinitel spolehlivosti materiálu. Pokud jsou k dispozici potené údaje, je možné návrhové neo charakteristické hodnoty pevnostních veliin materiálu urit statistickým výpotem. Návrhové hodnoty jiných materiálových veliin se urují odoným zpsoem jako návrhová pevnost (viz výše). Výjimky jsou uvedeny v normativních pedpisech. Pokud nejsou charakteristické hodnoty materiálových veliin známy, lze je nahradit, podle pokyn píslušné normy, jmenovitými hodnotami. 3.2 Podmínky spolehlivosti Stavení konstrukce musí vyhovt daným požadavkm spolehlivosti a to pro oa mezní stavy. Pro mezní stav únosnosti musí yt splnna podmínka: kde γ S R, S d je úinek extrémního návrhového zatížení, R d návrhová únosnost, γ n souinitel úelu konstrukce podle SN n Pro mezní stav použitelnosti je tea posoudit, zda úinky od provozního návrhového zatížení nejsou vtší než píslušné mezní hodnoty. d d 3.3 Mezní stavy únosnosti Pro výpoet prvního mezního stavu únosnosti musíme urit návrhové pevnosti oceli a to návrhovou pevnost odvozenou z meze kluzu f y neo meze pevnosti v tahu f u. Hodnota návrhové pevnosti f yd oceli, odvozená od meze kluzu, se urí z výrazu: f yd f y, γ kde f y je charakteristická hodnota meze kluzu oceli, γ M dílí souinitel spolehlivosti materiálu γ M0 neo γ M1 uvedený v ta.3.1 Hodnota návrhové pevnosti f ud oceli, odvozená od pevnosti v tahu, se urí z výrazu: f f M u ud, γ M 2 kde f u je charakteristická hodnota pevnosti oceli v tahu, 36

37 Mezní stavy γ M2 dílí souinitel prezu oslaeného dírami pro šrouy neo nýty dle ta.3.1. únosnost prezy tídy 1, 2, 3 prezy tídy 4 stailita Ta.3.1 Dílí souinitele prezu pevnostní tída oceli podle SN EN γ Μ 10025A1 S235 S275 S355 γ Μ0 γ Μ1 γ Μ1 1,15 prezy oslaené dírami pro šrouy γ Μ2 1,3 Pi návrhu ocelových konstrukcí mže ýt využito plastických vlastností oceli pokud jsou splnny následující podmínky: pomr charakteristických hodnot pevnosti v tahu f u a meze kluzu f y je alespo 1,20, tažnost materiálu je alespo 15 %. 3.4 Mezní stavy použitelnosti Mezní stav použitelnosti je takový stav, pi kterém je ztížené žné používání konstrukce. Konstrukce pestává sloužit svojí funkci. Urení mezních hodnot použitelnosti závisí na vztahu úink pedpokládaných zatížení a provozních požadavk z hlediska ádného plnní požadované funkce konstrukce. Úinky zatížení jsou z hlediska použitelnosti vyjádeny zejména: pružným petvoením, dynamickou odezvou, vyjádenou nap. frekvencí neo zrychlením, pružnoplastickým petvoením, piemž plastickou redistriuci sil a moment lze pipustit pouze za pedpokladu, že se prokazateln neude opakovat, pemístním konstrukce, nap. na poddolovaném území, otevíráním styk, prokluzem ve spojích apod., vlivem provozované konstrukce na okolní prostedí, nap. hlukem vnikajícím pi zatížení konstrukce. Požadavky z hlediska použitelnosti konstrukce jsou: zachování kvality životního prostedí, pohoda lovka, vetn estetického dojmu, správná funkce stavy a v ní umístných stroj a zaízení, vylouení neo omezení poruch výplového a jiného staveního vyavení ojektu, návaznost ojektu vetn ocelové nosné konstrukce na inženýrské sít, komunikace sousední ojekty apod., 37

38 Prvky kovových konstrukcí vodotsnost a plynotsnost, je- li vyžadována. Pi mezním stavu použitelnosti se posuzuje, zda úinky od provozního návrhového zatížení nejsou vtší, než mezní hodnoty uvedené v norm. Je také tea pihlédnout ke zvláštním výroním neo provozním opatením, které ovlivují použitelnost konstrukce, jako jsou nap. nadvýšení a rektifikovatelnost konstrukce apod. Výpoet pružného svislého prhyu se urí z výrazu (orázek 3.1): δ max δ δ δ, kde δ max je výsledný prhy vztažený k pímce spojující podpory, δ 0 nadvýšení nosníku v nezatíženém stavu stav (0), δ 1 δ 2 prhy nosníku od stálých zatížení vzniklý ezprostedn po zatížení stav (1), souet prhy nosník od nahodilých zatížení a asový nárst od stálých zatížení stav (2). or.3.1 Svislé prhyy 38

39 Klasifikace prezu 4 Klasifikace prezu Prezy se klasifikují podle štíhlosti a únosnosti jejich jednotlivých tlaených a ohýaných ástí, tj. stojin a pásnic. V závislosti na klasifikaci rozhodujících prez lze mže uplatnit plasticitní neo pružnostní výpoet ocelových prut a konstrukcí. Definují se tyi tídy prez: prezy 1. tídy je možné v nich pedpokládat úplný plastický klou s dostatenou kapacitou pootáení pro redistriuci vnitních sil prezy 2. tídy je možné pedpokládat plnou plastickou ohyovou únosnost, prezy mají omezenou kapacitu pootáení prezy 3. tídy u nich je možné pedpokládat pouze plnou pružnou únosnost, definovanou dosažením návrhové pevnosti v nejvíce namáhaných tla- ených vláknech prezy 4. tídy jejich ohyová neo tlaková únosnost je v dsledku lokálního oulení stn neo pásnic menší, než je jejich plná pružná únosnost. Maximální štíhlosti tlaených a ohýaných ástí prez pro definované tídy 1, 2 a 3 osahuje ta.4.1. Prez se zaazuje podle nejnepíznivjší (nejvyšší) tídy jeho jednotlivých ástí. Prezy, splující maximální štíhlosti pro tídy 1, 2 neo 3, se považují za kompaktní. Prezy tídy 4, které nesplují požadavky maximálních štíhlostí pro tídu 3, se považují za štíhlé. Úinné vlastnosti prez 4. tídy se stanoví na základ efektivních šíek tlaených ástí. Efektivní šíky rovných tlaených ástí se urí podle ta.4.2, pro které se redukní souinitel ρ stanoví následovn: pro λ p 0,673 ρ 1, pro λ p> 0,673 ρ (λ p 0,22)/λ p 2, kde λ p je pomrná desková štíhlost daná vztahem: λ p f σ y cr 28,4 ε t k σ, kde t je tlouška tlaené ásti, σ cr kritické naptí pi oulení této ásti, k σ souinitel kritického naptí z ta.4.2, 235 ε, f y šíka, která je: d pro stojiny pro vnitní ásti pásnic s výjimkou hranatých truek c pro penívající ásti pásnic 39

40 Prvky kovových konstrukcí -3t pro pásnice hranatých truek h pro úhelníky, pro nerovnoramenné úhelníky je h delší rameno Ta.4.1 Zatídní prezu (a) Stojny: vnitní ásti kolmé k ose ohyu (c) Penívající ásti pásnic válcované prezy svaované prezy tf tf tw d tw d d tw tw h c tf c tf tf c c Tída Stojna namáhaná ohyem Stojna namáhaná tlakem Stojna namáhaná tlakem a ohyem Tída/prez Pásnice v tlaku Stojna namáhaná tlakem Stojna namáhaná tlakem a ohyem Rozdlení naptí po stojn, tlak je znaen kladn, plastické psoení -fy - fy d h fy fy d h 1 d/tw < 72ε d/tw < 33ε 2 d/tw < 83ε d/tw < 38ε Rozdlení naptí po stojn, tlak je znaen kladn, pružné psoení fy -fy - d h fy fy d h 3 d/tw < 124ε d/tw < 42ε -fy - fy α. d d h d/tw < 396ε/(13α-1);pro α>0,5 d/tw < 36ε/(13α-1);pro α<0,5 d/tw < 456ε/(13α-1);pro α>0,5 d/tw < 41,5ε/(13α-1);pro α<0,5 fy -ψfy - () Vnitní ásti pástnic rovnožné s osou ohyu tf d h d/tw < 42ε/(0,670,33ψ); pro ψ> 1 d/tw < 62ε/(1-ψ) (-ψ);pro ψ< 1 tf Prh naptí v pásnici, tlak znaen kladn. 1 2 válcované svaované válcované svaované Prh naptí v pásnici, tlak znaen kladn. 3 válcované svaované c c/tf < 10ε c/tf < 9ε c/tf < 11ε c/tf < 10ε c c/tf < 10ε c/tf < 9ε αc αc - - c c c/tf < 10ε/α c/tf < 9ε/α c/tf < 11ε/α c/tf < 10ε/α c/tf < 10ε/(α α ) c/tf < 9ε/(α α ) c/tf < 11ε/(α α ) c/tf < 10ε/(α α ) - - c c c/tf < 23ε/ kσ ) kσ dle taulky f,g c/tf < 21ε/ kσ ) (d) Úhelníky ( neplatí pro úhelníky pržn spojené s jinými profily h tf tf t Tída/prez Prez v ohyu Pruez v tlaku Prh naptí v prezu, tlak znaen kladn. fy t fy 1 2 Prh naptí v pásnici a v prezu, tlak znaen kladn. válcované uzavené ostatní válcované uzavené ostatní fy (-3tf)/tf < 33ε /tf < 33ε (-3tf)/tf < 38ε /tf < 38ε - fy (-3tf)/tf < 42ε /tf < 42ε (-3tf)/tf < 42ε /tf < 42ε Tída Prez v tlaku h/t < 10ε h/t < 11ε h/t < 15ε a souasn (h)/2t<11,5ε Pro úhelník namáhany ohyem neo kominací platí taulka c (e) Truky d t Prh naptí v pásnici a v prezu, tlak znaen kladn. fy - fy Tída Prez v tlaku, ohyu, v tlaku a ohyu d/t < 50ε 2 d/t < 70ε 2 d/t < 90ε 2 3 válcované uzavené ostatní (-3tf)/tf < 42ε /tf < 42ε (-3tf)/tf < 42ε /tf < 42ε fy ε 235/fy

41 Klasifikace prezu Ta.4.2 Efektivní šíky prez (f) Efektivní šíky, vnitní tlaené ásti prezu Naptí, tlak má kladné znaménko Efektivní šíka eff σ1 σ1 σ1 e1 e1 e1 e2 e2 e2 σ2 σ2 σ2 ψ 1 eff ρ. e1 0,5. eff e2 0,5. eff 1>ψ>0 eff ρ. e1 2eff/(5-ψ) e2 eff - e1 ψ<0 eff ρ.c ρ./(1-ψ) e1 0,4. eff e2 0,6. eff ψ σ1/σ2 1 1>ψ>0 0 souinitel krit. naptí kσ 4,0 8,2/(1,05ψ) 7,81 ψ σ1/σ2 0>ψ> 1 1 1>ψ> 2 souinitel krit. 2 naptí kσ 7,81 6,29ψ9,78ψ 23,9 5,98(1 ψ 2) Jinak pro 1>ψ>-1 platí piližn: 16 kσ [(1ψ) 2 0,112(1 ψ) 2 0,5 ] (1ψ) Pomr naptí ψ lze u pásnic vypoítat pro plný pruez, u stojin pro prez s plnou stojnou a efektivní tlaenou pásnicí (g) Efektivní šíky, penívající ásti prezu Naptí, tlak má kladné znaménko Efektivní šíka ef σ2 σ2 eff t ψ σ2/σ1 souinitel krit. naptí kσ eff c σ1 σ1 1>ψ>0 eff ρ.c ψ<0 eff ρ.c ρ.c/(1-ψ) ψ σ2/σ >ψ> 1 souinitel krit. naptí kσ 0,43 0,57 0,85 0,570,21ψ0,07ψ 2 σ1 σ1 eff c eff t σ2 σ2 1>ψ>0 eff ρ.c ψ<0 eff ρ.c ρ.c/(1-ψ) 1 1>ψ> 0 0 0>ψ> ,43 0,578/(ψ0,34) 1,70 1,75ψ17,1ψ 23,8 4.1 Požadavky na prezy pi pružnostním výpotu vnitních sil Podle zatídní prezu poítáme s jeho ohyovou únosností následovn: ohýané a tlaené ásti prezu splují požadavky pro tídu 3 poítá se s jejich pružnou ohyovou únosností ohýané a tlaené ásti prezu splují stailitní požadavky pro tídu 2 mže se poítat s plnou plastickou ohyovou únosností nejvíce namáhaného prezu pro prezy tídy 1 neo 2 lze ve staticky neuritých konstrukcích momenty získané pružnostním výpotem podle teorie 1. ádu perozdlit až o 15% extrémního pružného momentu každého prutu za pedpokladu, že vnitní síly a momenty v konstrukci zstanou v rovnováze s vnjším zatížením u štíhlých prez tídy 4 je tea poítat s jejich redukovanou tlakovou neo ohyovou únosností v dsledku jejich tlaených ástí. 4.2 Požadavky na prezy pi plastickém výpotu vnitních sil Plasticitní výpoet vnitních sil a moment se mže uplatnit u staticky neuritých konstrukcí, jestliže prezy v místech plastických klou splují požadav- 41

42 Prvky kovových konstrukcí ky pro tídu 1 podle ta.4.1. Prezy v místech plastických klou mají mít zatížení v rovin symetrie a mají ýt pín vyztužené. Pi plastickém výpotu musí ýt konstrukce v místech plastických klou pín zaezpeena proti vyoení, piemž ztužující píná podpora nesmí ýt od místa teoretického plastického klouu vzdálena více, než je polovina výšky prezu. U prutu promnného prezu má ýt ohýaná stojina a tlaená pásnice tídy 1 minimáln do vzdálenosti rovné dvojnásoku výšky stojiny od místa plastického klouu. V ostatních ástech prutu má ýt tlaená pásnice tídy 1 neo 2 a ohýaná stojina tídy 1, 2 neo 3, piemž y mly ýt v každém prezu splnny podmínky únosnosti podle normativních pedpis. Plasticitní výpoet lze uplatnit i u prez se stojinami, jejichž štíhlost je vtší než maximální štíhlost tídy 1 a 2. Lokální stailita takové stojiny ale musí ýt v místech plastických klou zajištna pomocí dostaten tuhých píných a podélných výztuh. Stailizující píné a podélné výztuhy je tea navrhnout tak, ay pecházely až do pružných olastí namáhání prutu. Potom se podle ta.4.1 posuzuje: ást stojiny mezi tlaenou pásnicí a podélnou výztuhou jako tlaená ooustrann podepená stojina ást stojiny mezi podélnou výztuhou a taženou pásnicí jako ohýaná ooustrann podepená stojina. 42

43 Závr 5 Závr V této ásti modulu jsou numericky vyešeny ti píklady. Prvé dva píklady se vztahují ke klasifikaci prezu, tetí píklad se zaývá urením úinných vlastností prezu tídy 4. Dále tato ást osahuje kontrolní otázky a shrnutí prolematiky tohoto modulu. 5.1 Píklady Píklad 1 Klasifikujte otevený svaovaný prez sloupu podle or.5.1, použitý materiál je ocel S275. Stojina i pásnice jsou namáhány tlakem. Or.5.1Svaovaný prez Poznámka 1 Pro klasifikaci prezu yl použit postup dle SN Navrhování ocelových konstrukcí. 2 Klasifikace prez yla provedena podle Taulky 6.2.dokumentu SN , resp. podle taulky ta.4.1 tohoto modulu. 3 Stojina ε 235 f y ,924 d 332 > 33ε 33 0,924 30,5 33,2 t w 10 < 38 ε 38 0,924 35,1 Stojina odpovídá svojí klasifikací 2. tíd. 43

44 Prvky kovových konstrukcí Penívající ásti pásnic c 93 7,75 < 9 ε 9 0,924 8,32 12 t f Pásnice odpovídá svojí klasifikací 1. tíd, viz ta.4.1. Celková klasifikace prezu O celkové klasifikaci prezu rozhoduje ást prezu s vyšším zatídním. V tomto pípad pásnice. Prez odpovídá svojí klasifikací 2. tíd. Píklad 2 Klasifikujte uzavený svaovaný prez podle or.5.2, použitý materiál je ocel S235. Prez je namáhám ohyem v rovin vtší tuhosti. Or.5.2 Svaovaný uzavený prez Poznámka 4 Pro klasifikaci prezu yl použit postup dle SN Navrhování ocelových konstrukcí. 5 Klasifikace prez yla provedena podle Taulky 6.2. dokumentu SN , resp. podle taulky ta.4.1 tohoto modulu. Stojina ε 1 d 580 > 72 ε ,5 t w 8 < 83 ε Stojina odpovídá svojí klasifikací 2. tíd, viz ta.4.1. Vnitní ásti pásnic 44

45 Závr ,75 < 33ε t f 16 Vnitní ásti pásnic odpovídají svojí klasifikací tíd 1, viz ta.4.1. Penívající ásti pásnic c 98 6,13 < 9 ε t f Penívající ásti pásnic odpovídají svojí klasifikací tíd 1, viz ta.4.1. Celková klasifikace prezu Prez odpovídá svojí klasifikací 2.tíd. Píklad 3 Urete úinné vlastnosti svaovaného ohýaného prezu podle or.5.3., použitý materiál je ocel S Zatídní prezu c 145 β f 6,04 < 9 ε t 24 f or.5.3 Svaovaný ohýaný prez pásnice je tídy 1 d 1800 β w 180 > 124 ε stojina je tídy 4 rozhoduje tw 10 Desková štíhlost d 1800 λ p 1,30 28,4 ε t k 28, ,9 w σ souinitel kritického naptí k σ 23,9 45

46 Prvky kovových konstrukcí 46 redukní souinitel 1 0,64 1,30 0,22 1,30 0, p p λ λ ρ psoící šíka stny mm mm mm eff e e eff e e e eff e 345, ,6 0,6 230, ,4 0, ,64, 2, 1, ρ efektivní prezové veliiny nová poloha neutrální osy ( ) ,,, , ,52 980,2 10 1, ,49 968, ,1 632, , ,9 843, , , ,2 10 2, , , ,6 230, , , mm z I W mm I mm A S e mm A mm S c y eff e y eff y eff eff y Ny eff y