NCCI: Návrhový model svařovaných styčníků ve vaznících z uzavřených profilů. Obsah

Transkript

1 NCCI: Návrhový moel svařovaných syčníků ve vaznících z uzavřených proilů Teno NCCI se zaývá posupem ověření svařovaných syčníků v příhraových vaznících z uzavřených proilů neo při kominaci uzavřených a oevřených proilů. Uvažují se rovinné nevyzužené syčníky. Osah. Úvo 2 2. Olas použií 2 3. Všeoecně 4 4. Paramery ovlivňující návrh syčníku 5 5. Posup návrhu syčníku 7 6. Svary 9 7. Pomůcky 8. Okazy Srana

2 . Úvo V příhraových nosnících z uzavřených průřezů se prvky ve syčnících ovykle spojují svary. Výěr velikosi průřezů proo přímo ovlivňuje cenu výroy syčníků a jejich únosnos. Rozhonuí archieky a saiky na počáku návrhu ovlivní únosnos, výrou a monáž konsrukce. 2. Olas použií Pravila v omo maeriálu jsou připravena pro konsrukce, jejichž syčníky se ověří pole EN Too NCCI je zaměřen na ověření: Syčníků pásů z kruhových uzavřených průřezů Syčníků pásů z oélníkových neo čvercových uzavřených průřezů Syčníků pásů z oevřených průřezů I neo H Too NCCI zahrnuje rovinné, nevyzužené syčníky namáhané převážně saicky osovými silami a/neo ohyovými momeny. NCCI osahu éž inormace o vlivu hlavních paramerů na únosnos syčníků. 2. Typy syčníků Typy syčníků, keré jsou v éo NCCI uveeny, jsou ukázány na orázku 2. ále. Syčník X Syčník T a Y Syčníky K a N s mezerou Syčníky K a N s překryím Orázek 2. Dále uveené ypy syčníků 2.2 Rozsah použií Za přepoklau, že jsou pro kažý yp syčníku splněny rozsahy planosi, keré jsou uveeny v kapiole 5, lze posoui pouze způsoy porušení, kerá jsou uveena v příslušné aulce. Mimo rozsah planosi mohou ý kriické všechny způsoy porušení a je řea je posoui. Někerá ao posouzení nejsou v návrhových vzorcích zahrnua. Srana 2

3 2.3 Symoly a paramery ve syčníku A i plocha průřezu pruu i (i =,, 2 neo 3); N i,e návrhová honoa vniřní osové síly v pruu i (i =,, 2 neo 3); N i,r návrhová honoa únosnosi syčníku, kerá je vyjářena vniřní osovou silou v pruu i (i =,, 2 neo 3); M ip,i,e návrhová honoa v rovině půsoícího vniřního momenu v pruu i (i =,, 2 neo 3); M ip,i,r návrhová honoa únosnosi syčníku, kerá je vyjářena v rovině půsoícím vniřním momenem v pruu i (i =,, 2 neo 3) M op,i,e návrhová honoa z roviny půsoícího vniřního momenu v pruu i (i =,, 2 neo 3); M op,i,r návrhová honoa únosnosi syčníku, kerá je vyjářena z roviny půsoícím vniřním momenem v pruu i (i =,, 2 neo 3); i vnější průměr pruu z uzavřeného kruhového průřezu i (i =,, 2 neo 3); e excenricia syčníku (znaménka jsou einována v orázku 2.2) yi mez kluzu pruu i (i =,, 2 neo 3); g mezera mezi mezipásovými pruy syčníku K neo N (záporná honoa g znamená překryí a značí se jako q); i loušťka sojiny pruu i (i =,, 2 neo 3); θ i úhel sevřený mezi mezipásovým pruem i a pásem (i =, 2 neo 3); β poměr sření honoy průměru neo šířky mezipásového pruu k éže veličině : ; ; neo ; 2 (pro T, Y a X syčníky) neo h + h 4 neo 2 (pro K a N syčníky) h + h2 + h 6 λ ov poměr překryí vyjářený v procenech (λ ov = (q/p) x %) 3 (pro KT syčníky) a) mezera s klanou excenriciou ) mezera se zápornou excenriciou Orázek 2.2 Deinice excenriciy ve syčníku Srana 3

4 Orázek 2.3 Hlavní paramery pásů a mezipásových pruů uzavřených průřezů g g q p Orázek 2.4 Mezera a překryí 3. Všeoecně 3. Analýza konsrukce Příhraové nosníky se ovykle navrhují s klouovými syčníky na průsečících ěžišťových os pruů a se syčným zaížením, což vee na pruy namáhané pouze ahem a lakem. Přepoklay zaížení v ose syčníku a klouové spoje zajišťují namáhání pruů osovými silami. Orázek 3. ukazuje způso uspořáání syčníku, j. osy mezipásových pruů se proínají na ose. Orázek 3. Moelování syčníků v příhraovém nosníku Srana 4

5 3.2 Excenricia ve syčnících Pro výrou je ovykle mnohem jenoušší a levnější sesavova a svařova syčníky s mezerou mezi mezipásmovými pruy, viz orázek 2.2(a). Mezera ve yčnících ovykle způsouje excenriciy, se kerými se musí počía, viz kapiola Momeny Přepoklay o klouových spojích a o zaížení v ose syčníku umožňují vee na namáhání pruů pouze osovými silami. Na konsrukci se mohou vyvoři ohyové momeny ze ří ůvoů: íky uhosi syčníků, přípanému příčnému zaížení a vlivem excenriciy, pořené pro vyvoření mezery neo překryí. Norma EN zohleňuje momeny ve syčnících ako: Momeny o uhosi syčníků: Poružné momeny o uhosi syčníků nemají na únosnos syčníků vliv za přepoklau, že jsou splněna geomerická omezení v EN (3), proože lze přepokláa, že syčník má osaečnou eormační kapaciu. Příčné momeny: Momeny o příčného zaížení se vžy při návrhu syčníků uvažují. Mezipásové pruy jsou zříka namáhány příčným zaížením, a proo o něho neývají vysaveny příčným momenům. Pro ohyové momeny v pásech se lakové napěí o ohyu přiává k osovému namáhání v. Momeny o excenriciy: Pro syčníky s geomerií v mezích aných v EN (5) je vliv excenriciy v návrhu pole vzorců v éo NCCI již uvažován. K oré inženýrské praxi ale paří navrhova excenriciy co nejmenší. Taulka 3. shrnuje, ve kerých přípaech se uvažuje s vlivem momenů. Taulka 3. Přípay, ve kerých uvažuje s ohyovými momeny Typ pruu Tlačený pás Tažený pás Mezipásový pru Syčník Zroj ohyového momenu Tuhos syčníku Příčné zaížení Excenricia Neuvažuje se, je-li splněno EN (3), Ano Ano Ne Ne Neuvažuje se, je-li splněno EN (5) 4. Paramery ovlivňující návrh syčníku Taulky 4. až 4.3 inormují o om, jak lze zvýši únosnos syčníků změnou jejich paramerů. Únosnos syčníku se ere jako nejvěší únosnos při zaížení sovou silou v. Doporučení plaí v přípaě, že únosnos syčníku je menší než únosnos připojovaných pruů. Srana 5

6 Taulka 4. Syčníky s jením mezipásovým pruem (syčníky T, Y a X) Paramery syčníku Honoa parameru Poměr šířky a loušťky or reukova zvýši Poměr šířky or zvýši zvýši () Úhel sevřený mezipásovým pruem θ reukova zvýši Poměr namáhání y y reukova Vliv na únosnos syčníku zvýši () Za přepoklau, že oulení sěny ze čvercové neo oélníkového uzavřeného průřezu nerozhouje, pro β >,85. Taulka 4.2 Syčníky K a N s mezerou Paramery syčníku Honoa parameru Poměr šířky a loušťky or reukova zvýši Poměr šířky or zvýši zvýši () Úhel sevřený mezipásovým pruem θ reukova zvýši Poměr namáhání y y reukova Vliv na únosnos syčníku zvýši Mezera mezi mezipásovými pruy g reukova zvýši (2) () Za přepoklau, že oulení sěny ze čvercové neo oélníkového uzavřeného průřezu nerozhouje, pro β >,85. (2) Plaí pouze pro syčníky kruhových uzavřených průřezů. Taulka 4.3 K an N overlap joins Paramery syčníku Honoa parameru Vliv na únosnos syčníku Poměr šířky a loušťky or reukova zvýši Poměr šířky j j reukova zvýši () Úhel sevřený mezipásovým pruem or zvýši zvýši (2) Srana 6

7 Poměr namáhání Mezera mezi mezipásovými pruy θ reukova zvýši (3) yj j y reukova zvýši Poměr šířky a loušťky yi i yj j reukova zvýši Poměr šířky O v reukova zvýši () Plaí pouze pro syčníky ze čvercové neo oélníkového uzavřeného průřezu. (2) Za přepoklau, že oulení sěny ze čvercové neo oélníkového uzavřeného průřezu nerozhouje, pro β >,85. (3) Plaí pouze pro syčníky kruhových uzavřených průřezů. 5. Posup návrhu syčníku Taulky v éo čási okazují na aulky a osavce v Eurokóu EN , ak jak se používají při návrhu syčníků samosaných uzavřených průřezů neo v kominaci s oevřenými proily. Taulky jsou sesaveny pole průřezů pruů pásů. Jak již ylo uveeno v kapiole 2.2, jesliže geomerie syčníku opovíá rozsahu planosi, ověřují se jen návrhové únosnosi při půsoení osových sila momenů. Jinak je řea uvažova únosnos pro všechny způsoy porušení, keré jsou uveeny v EN Návrhová únosnos syčníku je vyjářena pomocí nejvěší návrhové osové a/neo momenové únosnosi pruu. U syčníků pásů, keré jsou namáhány pouze osové síle, j. v nejčasěji, musí ý splněno N i, E < Ni, R Při kominaci ohyu a osové síly se využijí inerakční vzahy v aulkách ále. Typický příkla syčníku namáhaného ohyem v rovině je T syčník Viereneelova nosníku. Ohyové momeny z roviny nejsou v rovinných konsrukcích ěžné. Tvoří se vlivem zaížení z roviny, např. při zaížení věrem. Srana 7

8 5. Svařované syčníky pásů z kruhových uzavřených průřezů Taulka 5. Taulky a osavce normy EN , ak jak se používají při návrhu syčníků s pásy z kruhových uzavřených průřezů Mezipásový pru Rozsah planosi Návrhová únosnos při půsoení osové síly Návrhová momenová únosnos Inerakční vzah Kruhový uzavřený průřez T 7. T 7.2 T Syčníkový plech T 7., T 7.3 T 7.3 T Průřez I neo H T 7., T 7.4 T 7.4 T Oélníkový neo čvercový průřez Speciální ypy syčníků, kruhový uzavřený průřez T 7., T 7.4 T 7.4 T T 7. T T Svařované syčníky pásů z oélníkových neo čvercových uzavřených průřezů Taulka 5.2 Taulky a osavce normy EN , ak jak se používají při návrhu syčníků s pásy z čvercových uzavřených průřezů Mezipásový pru Rozsah planosi Návrhová únosnos při půsoení osové síly Inerakční vzah Kruhový uzavřený průřez Čvercový uzavřený průřez T 7.8, T 7.9 T T 7.8, T 7.9 T Taulka 5.3 Taulky a osavce normy EN , ak jak se používají při návrhu syčníků s pásy z oélníkových neo čvercových uzavřených průřezů Mezipásový pru Rozsah planosi Návrhová únosnos při půsoení osové síly Návrhová momenová únosnos Kruhový uzavřený proil T 7.8 T 7., T Oélníkový neo čvercový průřez Syčníkový plech T 7.8, T 7.3 T 7.3 T 7.8 T 7., T. 7.2 T () Inerakční vzah Průřez I neo H T 7.8, T 7.3 T 7.3 T Speciální ypy syčníků, kruhový uzavřený průřez () Viz aulka 5.4 ále. T 7.8 T 7.5, T T 7.6 Násleující aulku lze použí pro sanovení momenové únosnosi pro přípoj se syčníkovým plechem na z oélníkového neo čvercového uzavřeného průřezu, viz [2]. Srana 8

9 Taulka 5.4 Momenová únosnos přípoje se syčníkovým plechem na z oélníkového neo čvercového uzavřeného průřezu Příčný syčníkový plech Poélný syčníkový plech Momen v rovině M ip,,r =, 5N,R i Momen v rovině M ip,,r =, 5hi N, R Momen z roviny M op,,r =, 5N,R i Momen z roviny M op,,r =, 5N,R i 5.3 Svařované syčníky pásů z průřezů I neo H Taulka 5.5 Taulky a osavce normy EN , pro návrh syčníků pruů s pásy z průřezů I neo H Mezipásový pru Rozsah planosi Návrhová únosnos při půsoení osové síly Kruhový uzavřený průřez Čvercový uzavřený průřez T 7.2 T 7.2 Návrhová momenová únosnos Inerakční vzah 7.6 T 7.2 T 7.2 T Svary Svary se ovykle navrhují kolem celého ovou mezipásového jako upé, kouové neo jejich kominace. Poronosi výroy svarů jsou uveeny v ENV 9-4. Při návrhu svarů se má uvažova oporučení v EN a loušťka svaru pole EN Návrhová únosnos kouových svarů nemá ý ovykle menší než únosnos mezipásových pruů. Toho se osáhne při a 2 y u β w γ γ M M2 ke γ M =, a γ M2 =,25 Pro ocel S275 a/,96 a pro ocel S355 a/, Srana 9

10 7. Pomůcky Soware CIDJOINT počíá syčníky uzavřených proilů, keré jsou zaíženy převážně saicky. Posupy yly vyvinuy vývojem Comié Inernaional pour le Développemen e l Eue e la Consrucion Tuulaire (CIDECT) a komise XV-E Mezinároního insiuu pro svařování (Inernaional Insiue o Weling, IIW). Výsleky soware opovíají j meoám, keré jsou uveeny v ENV Více inormací lze získa na 8. Okazy Hollow Secions in Srucural Applicaions, y J. Warenier. Comié Inernaional pour le Développemen e l Eue e la Consrucion Tuulaire (CIDECT). Tuo pulikaci lze volně získa na 2 Design o SHS wele joins, Corus Tues. Tuo pulikaci lze volně získa na 3 ENV9-4 Execuion o seel srucures Par 4: Supplemenary rules or hollow secion laice srucures. 4 EN 993--:25 Eurokó 3. Navrhování ocelových konsrukcí. Oecná pravila a pravila pro pozemní savy. Srana

11 Qualiy Recor RESOURCE TITLE NCCI: Design moels or wele joins in laice srucures Reerence(s) ORIGINAL DOCUMENT Name Company Dae Creae y Francisco Rey LABEIN Technical conen checke y Jose A. Chica LABEIN Eiorial conen checke y Technical conen enorse y he ollowing STEEL Parners:. UK G W Owens SCI 7/4/6 2. France A Bureau CTICM 7/4/6 3. Sween A Olsson SBI 7/4/6 4. Germany C Müller RWTH 7/4/6 5. Spain J Chica Laein 7/4/6 Resource approve y Technical Coorinaor G W Owens SCI 2/7/6 TRANSLATED DOCUMENT This Translaion mae an checke y: F. Wal CTU in Prague 8/5/7 Translae ressource approve y: T. Vraný CTU in Prague 28/7/7 Naional echnical conac F. Wal CTU in Prague Srana