SCIA CZ, s. r. o. Slvíčkov 638 00 Brno tel. 545 93 56 545 93 535 x 545 93 533 E-mil ino.rno@sci.cz www.sci.cz Systém progrmů pro projektování prutových stěnodeskových konstrukcí NEXIS 3 rel. 3.70 Přípoje ocelových konstrukcí teoretické zákldy
Vydvtel tohoto mnuálu si vyhrzuje právo n změny oshu ez upozornění. Při tvorě textů ylo postupováno s velkou péčí, přesto nelze zcel vyloučit možnost vzniku chy. SCIA CZ, s. r. o. nemůže převzít odpovědnost ni záruku z chyné použití uvedených údjů z toho vyplývjících důsledků. Žádná část tohoto dokumentu nesmí ýt reprodukován po částech ni jko celek ni převáděn do elektronické ormy, včetně otokopírování snímání, ez výslovného písemného povolení společnosti SCIA CZ, s. r. o.. Copyright 00 SCIA CZ, s. r. o. Všechn práv vyhrzen.
NEXIS 3 OBSAH. TEORETICKÝ ZÁKLAD PRO ŠROUBOVANÉ A SVAŘOVANÉ RÁMOVÉ PŘÍPOJE.. Úvod.. Seznm zkrtek.3. Vliv osové síly 7.4. Eektivní šířk e 8.5. Výpočet velikostí svrů 8.6. Výpočet rozměrů výztuh.7. Trnsormční součinitel.8. Použití 4 šrouů v řdě.9. Použití náěhů 4.9.. Velikost svrů náěhů 4.0. Únosnost náěhů 6.0.. Tlková únosnost náěhu ez pásnice 6.0.. Návrhová momentová únosnost náěhů n nosnících 7.. Návrhová smyková únosnost 8... Návrhová smyková únosnost pro normální šrouy 8... Návrhová smyková únosnost pro předepjté šrouy 9.. Svřovný přípoj desk - desk 0.3. Ptky sloupů.3.. Návrhová únosnost v tlku.3.. Návrhová momentová únosnost 4.3.3. Návrhová thová únosnost 5.3.4. Návrhová smyková únosnost. 5.3.5. Návrhová smyková únosnost smykové zrážky 5.3.6. Kotevní délk 7.3.7. Výpočet thové síly v kotevních šrouech F t,olt podle vnitřních si. 8.3.8. Návrh kruhové podložky. 9.3.9. Vliv osové síly 30.4. Použití nosníků z odélníkových truek 3.4.. Použití nosníků z odélníkových truek ve šrouovném přípoje nosník n sloup 3.4.. Použití nosníků z odélníkových truek v ptkách sloupů 3.4.3. Použití nosníků z odélníkových truek ve šrouovném přípoji desk-desk 35.5. Přípoje n vedlejší osu sloupu 36.5.. Úvod 36.5.. Pevnost stojiny sloupu v ohyu protlčení 36.6. Rotční tuhost poddjnost 4.6.. Součinitele tuhosti 4.6.. Výpočet tuhostí 44.6.3. Klsiikce tuhosti 44.6.4. Posouzení poždovné tuhosti 45
NEXIS 3 OBSAH.6.5. Třídy poddjnosti 46.6.6. Klsiikce poddjnosti pro šrouovné přípoje 47.6.7. Klsiikce poddjnosti pro svřovné přípoje 47. TEORETICKÉ ZÁKLADY PRO RÁMOVÉ KLOUBOVÉ PŘÍPOJE 48.. Úvod 48.. Seznm zkrtek 49.3. Návrhová smyková únosnost 5.3.. Návrhová smyková únosnost normálních šrouů 5.3.. Návrhová smyková únosnost předepjtých šrouů 53.4. Stnovení VRd NRd 54.4.. Stnovení VRd NRd pro přípoj typu 54.4.. Stnovení VRd NRd pro přípoj typu 56.4.3. Stnovení VRd NRd pro přípoj typu 3 6.4.4. Výpočet návrhové únosnosti NRd 64.4.5. Stnovení VRd NRd pro přípoj typu 4 66.5. Určení velikosti svrů 68.6. Zákldní symoly svrů 70.7. Symoly šrouů 7.8. Odkzy 7 3. TEORIE VÝPOČTU PŘÍPOJŮ VAZNÍKŮ 75 3.. Úvod 75 3.. Deinice 75 3.3. Teorie použité k návrhu 75 3.4. Oecné 76 3.5. Dostupné typy přípojů 77 3.6. Oecné pole použití 78 3.7. Přípoj CC 79 3.7.. Rozsh pltnosti 79 3.7.. Určení návrhové thové únosnosti 79 3.7.3. 3D přípoj 83 3.8. Přípoj RR-CR 84 3.8.. Roshy pltnosi 84 3.8.. Stnovení návrhové thové únosnosti 85 3.9. Přípoje CI, RI 89 3.9.. Rozsh pltnosti 89 3.9.. Stnovení návrhovné thové únosnosti 89 3.0. Přípoje CU, RU 9 3.0.. Rozsh pltnosti 9
NEXIS 3 OBSAH 3.0.. Stnovení návrhové thové únosnosti 9 3.. Výpočet svru 95 3... Eurocode EC3 Annex K 95 3... Výpočet velikosti svru dle Von Mises 95 3..3. výpočet svru v digonále KLS 96 3.. Terminologie 99 3.3. Odkzy 0 4. TEORIE VÝPOČTU ŠROUBOVANÝCH PŘÍPOJŮ DIAGONÁL 03 4.. Úvod 03 4.. Únosnost prutů 04 4... Únosnot plného průřezu digonály 04 4... Únosnost čistého průřezu digonály 04 4..3. Únosnost plného průřezu styčníkového plechu 06 4..4. Únosnost čistého průřezu styčníkového plechu 07 4..5. Stnovení Anet 07 4.3. Únosnost přípoje 09 4.3.. Smyková únosnost 09 4.3.. Únosnost v otlčení 0 4.3.3. Posouzení únosnosti přípoje 4.4. Výpočet svrů pro styčníkový plech 4.4.. Výpočet délky svru 4.5. Odkzy 3
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ. TEORETICKÝ ZÁKLAD PRO ŠROUBOVANÉ A SVAŘOVANÉ RÁMOVÉ PŘÍPOJE.. ÚVOD V této příloze lze nlézt některé dodtečné inormce o použitých teoriích. Pro výpočty momentových únosností přípojů nosníků n sloupy odkzujeme n Odk. [], Odk. [3]. V kpitole. je uveden přehled zkrtek používných ve výstupech dilogových oknech. V následujících částech je uveden teorie pro ty položky, které nejsou dosttečně uvedeny v Odk.. [], Odk. [3]: Vliv osové síly Účinná šířk e Výpočet velikostí svrů Výpočet rozměrů výztuh Součinitel trnsormce Použití čtyř šrouů v řdě Použití náěhů Návrhová smyková únosnost Svřovný přípoj desk-desk Přípoj ptky sloupu Použití sloupů z odélníkových truek Přípoje n vedlejší osu sloupu Rotční tuhost poddjnost.. SEZNAM ZKRATEK β Trnsormční prmetr µ Poměr tuhostí µ Poměr tuhostí Sj/Sj,ini ρ Přechodné prmetry pro přípoj n vedlejší osu β Přechodné prmetry pro ohy n vedlejší osu α Přechodné prmetry pro ohy n vedlejší osu θ Přechodné prmetry pro ohy n vedlejší osu c Dílčí součinitel ezpečnosti pro únosnost etonu r Dílčí součinitel ezpečnosti pro tření β j Součinitel spoje M0 Dílčí součinitel spolehlivosti pro únosnost přípoje n celkové zplstizování M Dílčí součinitel spolehlivosti pro únosnost n vzpěr M Dílčí součinitel spolehlivosti pro únosnost šrouů Ms Dílčí součinitel spolehlivosti pro únosnost prokluzu Mw Dílčí součinitel spolehlivosti svrů Mw Dílčí součinitel spolehlivosti pro svry β W Součinitel korelce Účinná tloušťk svru Součinitel pro typ kotevního šrouu A Ploch průřezu svru Velikost svru Velikost svru 3 Velikost svru 3 A d A h Ploch Ploch tlčené pásnice nosníku Účinná tloušťk svru n pásnici nosníku (koutový svr) Velikost svru výztuhy Strn
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ l l l let l right l,ep l,c A s s A s,prov A s,req A v A vc w w 0 e h hi m s B t,rd c c c 0 d d d c d m d o e e E e e,c e,ep E c e min F F,ep,Rd F,c,Rd F c,se,rd F c,ep,rd F c,,rd F c,h,rd,uckling F c,h,rd,yielding F c,wc,rd cd ck_c F Com,Rd Poměr pro šrouy vyztuženou pásnici sloupu čelní desku Úhel mezi náěhem nosníkem Úhel mezi čelní deskou levým nosníkem Úhel mezi čelní deskou prvým nosníkem Hodnot l pro čelní desku Hodnot l pro pásnici sloupu Thová ploch šrouu (ploch jádr) Velikost svru výztuhy stojiny Návrhová ploch jádr kotevního šrouu Nutná ploch jádr kotevního šrouu Smyková ploch smykové zrážky Smyková ploch Účinná tloušťk svru n stojině nosníku Účinná tloušťk svru n stojině nosníku (koutový svr) Šířk prvku B 0 +0.9d m Rozteč šrouů ve směru x Eektivní šířk Šířk pásnice nosníku Šířk pásnice náěhu Kritická šířk pásnice náěhu Přechodné prmetry pro přípoj n vedlejší osu Šířk výztuhy stojiny Návrhová thová únosnost šrouu Přídvná nosná šířk cc 0 +0.9dm Rozteč šrouů ve směru y mezi extrémními šrouy v tžené olst Okrjová vzdálenost kruhové desky Výšk smykové zrážky tvru úhelníku Čistá hlouk stojiny sloupu Střední průměr hlvy šrouu (podložk) Průměr díry Příčný průměr hlvy šrouu Okrjová vzdálenost Modul pružnosti Okrjová vzdálenost Okrjová vzdálenost pásnice sloupu Okrjová vzdálenost čelní desky Modul pružnosti etonu Minimální okrjová vzdálenost Návrhová únosnost Únosnost čelní desky n otlčení Únosnost pásnice sloupu n otlčení Návrhová únosnost etonu v tlku pod pásnicí Návrhová únosnost čelní desky v tlku Návrhová únosnost pásnice stojiny nosníku v tlku Návrhová únosnost stojiny náěhu ve vzpěru Návrhová únosnost stojiny náěhu v prokluzu Návrhová únosnost stojiny sloupu v tlku Návrhová hodnot válcové pevnosti etonu v tlku Chrkteristická válcová pevnost etonu v tlku Protlčení ohy (pro tlčenou neo tženou olst, pro jednotlivou řdu šrou neo skupinu šrou ) Strn
NEXIS 3 F Glol,Rd j F p,cd F Punch,Rd,. F Punch,Rd,. F Rd F p,cd F s,rd F t F t,nchor,mx F t,ep,rd F t,c,rd F t,sd F t,w,rd F t,wc,rd u u F v,rd y y h h h h hed h nut h h h c h d I I K K K K 3 K 4 K 5 K 7 K c K e K eq K c K r K j K rot K s K wc l L l,nchor l TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ šrouů neo skupinu šrouů) Gloální síl selhání (pro tženou tlčenou olst) Pevnost spoje v tlku Návrhová předpíncí síl Únosnost n protlčení ztěžovcí stv.(pro tlčenou neo tženou olst, pro jednotlivou řdu šrouů neo skupinu šrouů) Únosnost n protlčení ztěžovcí stv.(pro tlčenou neo tženou olst, pro jednotlivou řdu šrouů neo skupinu šrouů) Návrhová síl v pásnici nosníku Návrhová hodnot předpíncí síly Návrhová únosnost v prokluzu předepjtých vysokopevnostních šrouů Eektivní návrhová únosnost řdy šrouů v thu Mximální thová síl v kotevním šrouu Návrhová thová únosnost čelní desky při ohyu Návrhová thová únosnost pásnice sloupu při ohyu Půsoící thová síl Návrhová thová únosnost stojiny nosníku Návrhová thová únosnost stojiny sloupu Pevnost v thu Mezní pevnost v thu nejměkčí části Smyková únosnost v rovině smyku Mez kluzu Mez kluzu nosníku Výšk prvku Vzdálenost řdy šrouů od středu tlku Rmeno páčení přípoje Výšk hlvy šrouu Výšk mtice Eektivní výšk náěhu ez pásnice Výšk nosníku Výšk náěhu Eektivní výšk pro náěh ez pásnice Moment setrvčnosti svrů Moment setrvčnosti nosníku Mezilehlé prmetry pro přípoj n vedlejší osu Součinitel tuhosti pro desku stojiny ve smyku Součinitel tuhosti pro stojinu sloupu v tlku Součinitel tuhosti pro pásnici sloupu Součinitel tuhosti pro stojinu sloupu v thu Součinitel tuhosti pro čelní desku v thu Součinitel tuhosti pro šrouy v thu Součinitel tuhosti pro lok etonu v tlku Eektivní součinitel tuhosti pro řdu šrouů Ekvivlentní součinitel tuhosti Součinitel redukce Součinitel tření Součinitel koncentrce Součinitel tuhosti ve stočení Hodnot pro únosnost v prokluzu Součinitel redukce Hlouk kruhové desky v etonu Mezilehlé prmetry pro přípoj n vedlejší osu Délk kotevního šrouu Vzpěrná délk pro náěh ez pásnice Strn 3
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ l Délk pro velikost svru l Délk pro velikost svru l 3 Délk pro velikost svru 3 L Délk pro smykovou zrážku tvru úhelníku lmd_rel Štíhlostní poměr stojiny L Délk nosníku l Zákldní kotevní délk l,min Minimální kotevní délk l,net Poždovná kotevní délk l c Délk náěhu l e Eektivní délk l e, Eektivní délk pro způso l e, Eektivní délk pro způso l e,cp,g Eektivní délk pro kruhovou šlonu vnitřní řdu šrouů jko část skupiny l e,cp,g Eektivní délk pro kruhovou šlonu koncovou řdu šrouů jko konec skupiny l e,cp,g Eektivní délk pro kruhovou šlonu koncovou řdu šrouů jko zčátek skupiny l e,cp,i Eektivní délk pro kruhovou šlonu řdu šrouů uvžovnou jednotlivě Eektivní délk pro nekruhovou šlonu vnitřní řdu šrouů jko část skupiny l e,nc,g l e,nc,g l e,nc,g l e,nc,i L q l s M m m m M c,rd M e M j,rd M Rd M Rd M Sd M y N n n N pl,rd N Rd,c N Rd,t N Sd p p p p pos r r ro Eektivní délk pro nekruhovou šlonu koncovou řdu šrouů jko konec skupiny Eektivní délk pro nekruhovou šlonu koncovou řdu šrouů jko zčátek skupiny Eektivní délk pro nekruhovou šlonu řdu šrouů uvžovnou jednotlivě Délk smykové zrážky tvru I Délk výztuhy stojiny Aktuální moment Vzdálenost šrouů od stojiny nosníku neo sloupu Vzdálenost šrouů od stojiny nosníku neo sloupu Vzdálenost šrouů od pásnice nosníku neo výztuhy Návrhová momentová únosnost průřezu nosníku Návrhová elstická momentová únosnost Návrhová momentová únosnost Návrhová momentová únosnost Návrhová momentová únosnost přípoje Návrhová hodnot pro moment Aktuální moment kolem osy y Aktuální osová síl Minimum z.5m e min Počet třecích ploch Návrhová plstická únosnost průřezu Návrhová tlková únosnost etonu Návrhová thová únosnost Návrhová hodnot pro osovou sílu Rozteč šrouů Horní část rozteče šrouů Rozteč Dolní část rozteče šrouů Pozice výztuhy Poloměr ptního koutu Ptní poloměr Součinitel redukce Strn 4
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ ro Součinitel redukce ro Součinitel redukce S Šířk přes plošky, průměr hlvy šrouu Sj Tuhost v pootočení S Hrnice zřzení pro tuhou klsiikci S Hrnice zřzení pro klouovou klsiikci S j Tuhost v pootočení Průměrná tuhost spoje S j,pp S j,ini S j,low S j,mrd S j,rigid S j,upper S l,pinned t t t t h ts t w t w t wc u V Rd V Rd, V Rd,i V Sd V wp,rd V z weld weld c weld wc x x 0 y z Tuhost v pootočení při nulovém momentu, počáteční tuhost v pootočení Nejnižší hrniční tuhost Tuhost v pootočení, když je moment roven návrhové momentové únosnosti Hrnice tuhosti pro klsiikci přípoje jko tuhý Horní hrniční tuhost Hrnice tuhosti pro klsiikci přípoje jko klouový Tloušťk prvku Tloušťk pásnice průřezu Tloušťk pásnice nosníku Tloušťk výztuhy Tloušťk výztuhy stojiny Tloušťk stojiny průřezu Tloušťk stojiny nosníku Eektivní tloušťk stojiny Mezilehlé prmetry pro ohy n vedlejší osu Návrhová smyková únosnost Třecí únosnost mezi ocelovou ptní deskou etonem. Návrhová smyková únosnost smykové zrážky Návrhová hodnot pro smykovou sílu Návrhová smyková únosnost stojiny sloupu Aktuální smyková síl ve směru osy z Velikost svru mezi nosníkem náěhem Velikost svru mezi sloupem/čelní deskou náěhem Velikost svru pro náěh ez pásnice Mezilehlé prmetry pro přípoj n vedlejší osu Mezilehlé prmetry pro přípoj n vedlejší osu Pozice řdy šrouů vzhledem ke spodní hrně čelní desky Rmeno páčení Strn 5
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Or. Or. Or. 3 Strn 6
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.3. VLIV OSOVÉ SÍLY Když osová síl v připojeném prutu NSd překročí 0 % plstické únosnosti Npl,Rd jeho průřezu, zorzí se chyové hlášení je zmenšen hodnot návrhového momentu únosnosti Mj,Rd. Pro šrouovné přípoje Hodnot návrhového momentu únosnosti Mj,Rd je zmenšen přítomností osové thové síly NSd h M j,rd M j,rd NSd. h vzdálenost mezi odem tlku odem thu v připojeném prutu Jestliže půsoí osová tlková síl NSd, posuzuje se následující: F c min(v, F, F N Sd N mx(0, (Fc F M M N h j,rd h Fc,wc,Rd Fc,,Rd Vwp,Rd Ftot wp,rd j,rd c,wc,rd c,,rd tot )) ) vzdálenost mezi odem tlku odem thu v připojeném prutu Návrhová tlková únosnost stojiny sloupu Návrhová tlková únosnost stojiny pásnice nosníku Návrhová smyková únosnost stojiny sloupu Sum thových sil v řdě sloupů n Mj,Rd Pro svřovné přípoje F tot min(v wp,rd, F c,wc,rd, F c,,rd, F Když půsoí osová thová síl NSd : F min(f, F ) c N Sd N mx(0, (Fc F M M N h j,rd t,c,rd j,rd t,wc,rd Když půsoí osová tlková síl NSd : F min(v, F, F ) c N Sd N mx(0, (Fc F M M N h j,rd wp,rd j,rd c,wc,rd tot tot )) c,,rd )) t,c,rd, F t,wc, Rd ) h Fc,wc,Rd Fc,,Rd Vwp,Rd Ft,wc,Rd Ft,c,Rd vzdálenost mezi odem tlku odem thu v připojeném prutu Návrhová tlková únosnost stojiny sloupu Návrhová tlková únosnost stojiny pásnice nosníku Návrhová smyková únosnost stojiny sloupu Návrhová únosnost stojiny sloupu v thu Návrhová únosnost pásnice sloupu v thu Strn 7
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.4. EFEKTIVNÍ ŠÍŘKA BEFF Eektivní šířk e použitá ve vzorcích pro výpočet návrhové thové únosnosti stojiny nosníku (F t,w,rd ) návrhové thové únosnosti stojiny sloupu (F t,wc,rd ) pro šrouovný přípoj, jsou rány jko shodné s eektivní délkou nekruhové šlony (ve výstupech jsou tyto hodnoty uvedeny pod hlvičkou l e )..5. VÝPOČET VELIKOSTÍ SVARŮ Výchozí hodnoty pro dvojité koutové svry k pásnici nosníku pro dvojitý koutové svry ke stojině nosníku w jsou následující (viz Odk. [0] Odk. [] (Element (833)) yd 40 N/mm² Velikost svru 0.5 t w 0.5 t w > 40 N/mm² 0.7 t w 0.7 t w w t t w účinná tloušťk svru n pásnici nosníku (koutový svr) účinná tloušťk svru n stojině nosníku (koutový svr) tloušťk pásnice nosníku tloušťk stojiny nosníku Jsou-li správně nstven zákldní dt, spočítjí se velikosti svrů. Výpočet Velikost svru se nvrhuje podle únosnosti spoje. Návrhová síl v pásnici nosníku se určuje podle: F Rd F Rd M Rd h M h Rd návrhová síl v pásnici nosníku návrhová momentová únosnost přípoje rmeno páčení přípoje Návrhová únosnost svru F w y měl ýt větší než síl v pásnici F Rd, vynásoená součinitelem. Hodnot součinitele je (Odk. [], J.3..3.) :.7 pro vyztužené rámy.4 pro nevyztužené rámy Ale v žádném přípdě neude muset návrhová únosnost svru překročit návrhovou plstickou únosnost pásnice nosníku N t.rd : t y N t,rd M 0 šířk pásnice nosníku t tloušťk pásnice nosníku mez kluzu nosníku y Tkže dostáváme F w min ( N t.rd, F Rd ) Návrh velikost svru pro s použitím Přílohy M EC3 (Odk. []) Strn 8
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Fw kde F w u β W Mw u Mw β W návrhová únosnost svru šířk pásnice nosníku mezní pevnost v thu měkčí části součinitel korelce dílčí součinitel spolehlivosti svrů Výpočet w pro svřovné přípoje l, l, l3,3 Or. 4 Uvžujme Or. 4. (Viz tké Odk. [4], pp.545) Průřez je ztěžován momentem M, osovou silou N smykovou silou D. Moment M je deinován kritickou návrhovou momentovou únosností přípoje. Osová síl se ere jko mximální vnitřní osová síl v uzlu, smyková síl D se ere jko mximální posouvjící síl v uzlu. Můžeme stnovit následující vlstnosti : (viz výše) 3 (viz výše) w (ude se počítt) l l h 3 t r l 3 ( t w r) /.0 I l h ² + 6 l 3 + 3 l 3 ( h. t )² A l kde t r t w l + l + 4 šířk pásnice nosníku tloušťk pásnice nosníku poloměr ptního koutu tloušťk stojiny nosníku 3 3 Strn 9
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ velikost svru velikost svru 3 velikost svru 3 l délk pro velikost svru l délk pro velikost svru l 3 délk pro velikost svru 3 A průřezová ploch svrů I moment setrvčnosti svrů Pro stnovení velikosti svru v přípoji se používá iterční proces s jko prmetrem tk dlouho, dokud není splněn podmínk Von Mises (Odk. [], Příloh M/EC3) : σ + 3 ( τ + τ ) N M l σ τ + A I D τ l u β W Mw u σ β w mezní pevnost nejměkčí části součinitel korelce dílčí součinitel spolehlivosti svrů M w u Mw Výpočet w pro šrouovné přípoje Or. 5 Uvžujeme Or. 5. Pro všechny možné skupiny šrouů se stnovuje mximální th n jednotku délky. Th n jednotku délky n Or. 5 je (F i + F i+ )/l. l se ere jko eektivní délk nekruhové šlony pro uvžovnou skupinu šrouů. Ve svru x l x půsoí osová síl N (F i + F i+ ) smyková síl D. Smyková síl D se ere jko část mximální vnitřní smykové síly v uzlu, který půsoí v řdách šrouů i i+. Pro stnovení velikosti svru v přípoji použijeme iterční postup s jko prmetrem, dokud neude splněn podmínk podle Von Mises (Odk. [], Příloh M/EC3) : Strn 0
NEXIS 3 σ + 3 ( τ + τ ) N σ A D τ l τ u β W Mw u σ β w M w u M w mezní pevnost v thu nejměkčí části součinitel korelce dílčí součinitel spolehlivosti pro svry TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ A l.6. VÝPOČET ROZMĚRŮ VÝZTUH Tloušťk výztuhy t h se nvrhuje podle únosnosti spoje. Návrhová únosnost výztuhy odpovídá návrhové únosnosti svru (viz.5). F w y M0 t h návrhová únosnost svru šířk pásnice nosníku mez kluzu dílčí součinitel spolehlivosti tloušťk výztuhy Velikost svru h pro výztuhu je h t h Strn
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.7. TRANSFORMAČNÍ SOUČINITEL Trnsormční součinitel β se počítá podle Odk. [3], vzorec (J.) (J.). M β M j,,sd j,,sd M j,,sd M j,,sd moment v místě průsečíku s nosníkem z levé strny moment v místě průsečíku s nosníkem z prvé strny.8. POUŽITÍ 4 ŠROUBŮ V ŘADĚ Or. 6 Uvžujme Or. 6. Viz tké Odk. [4], části..,.. tulk 3. Jsou-li použity 4 šrouy n řdu, je ke kždé řdě/skupině šrouů přidán přídvná únosnost pásnice sloupu /neo čelní desky. F dd se deinuje jko minimum z F dd,, F dd,, F dd,3, F dd,4, F dd,5 z následujících podmínek: - únosnost dvou vnitřních šrouů je rovn únosnosti šrouů v thu (způso selhání 3) neo je stnoven podle kruhové šlony. - řd šrouů / skupin je vyztužen - skupin šrouů oshuje pouze řdu šrouů Pokud tyto podmínky nejsou plně splněny, F dd 0.0. Strn
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ m F F F F F m dd, dd, dd,3 dd,4 dd,5 min(m, m ) w mt 4m B m t.rd (t m M0 mt y 4y mt d y M0 M0 y + 0B 9m + t M0 + 0B 9y d ) t.rd y t.rd m y kde y M0 t d t B t.rd mez kluzu dílčí součinitel spolehlivosti tloušťk výztuhy tloušťk pásnice / desky návrhová thová únosnost šrouu Strn 3
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.9. POUŽITÍ NÁBĚHŮ.9.. VELIKOST SVARŮ NÁBĚHŮ Výpočet velikostí svrů náěhů jsou rány podle odk. [3] [4]..9... Náěh s pásnicí Or. 7 Velikost svru se určuje podle: Mc 0.7A 3+ tnα M 0t + t A M e M c e ( ) w t návrhový elstický moment únosnosti moment v místě lc Pro mezní stv se uvžuje McMe. Pro velikost svru c se používá podoný vzorec (mezi náěhem čelní deskou /sloupem) : Mc 0.7A c + 3tnα M 0t + t e ( ) w Strn 4
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.9... Náěh ez pásnice Velikost svru wc se počítá podle : Mc A wc M.65L A M e M c L c e c t návrhový elstický moment únosnosti moment v místě lc 0.75 lc Pro mezní stv se uvžuje McMe. Or. 8 Strn 5
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.0. ÚNOSNOST NÁBĚHŮ Or. 9 Je-li pásnice náěhu v thu, návrhová únosnost pásnice nosníku stojiny v tlku se počítá podle : M c,rd Fc,,Rd ( h t ) kde M c,rd návrhový moment únosnosti průřezu nosníku h celková hlouk nosníku tloušťk pásnice nosníku t Hodnoty pro M c,rd, h t mohou ýt vzty z řezu () neo () (viz Or. 9). Vol je proveden podle příslušného nstvení v zákldních dtech. Je-li náěh tlčen, návrhová únosnost F c,h,rd pro tlčenou pásnici náěhu se stnovuje podle ( Odk.[5], Příloh 8-B) ht c y cos( α) Fc,h,Rd M0 kde h min( h, hi ) t c, α viz Or. 7 hi h 4 t c 35 / y c, šířk pásnice náěhu.0.. TLAKOVÁ ÚNOSNOST NÁBĚHU BEZ PÁSNICE Viz Or. 8. Návrhová únosnost stojiny náěhu při plstizování F c,h,rd,yielding se počítá podle: F c,h,rd,yielding h d ht 0.5 h c wc M 0 y Strn 6
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Návrhová únosnost stojiny náěhu při vzpěru F c,h,rd,uckling se počítá následovně : Pro odélníkový průřez (h * t wc ) se součinitel vzpěrné redukce χ počítá kolem měkké osy podle vzpěrné křivky d. Vzpěrná délk l se ere rovn l*0.5. F kde A c,h,rd,uckling A χ h * t wc M y.0.. NÁVRHOVÁ MOMENTOVÁ ÚNOSNOST NÁBĚHŮ NA NOSNÍCÍCH Tlková síl v náěhu může ýt náěhem přenesen do nosníku. Vzorec použitý pro vzpěr stojiny sloupu lze tké použít pro ošetření chyových stvů stojiny nosníku kvůli svislým složkám sil přenesených náěhem. Stnovení návrhového momentu únosnosti M j,rd se ere podle Odk. [3] [4]. Tento návrhový moment únosnosti se porovnává s momentem M c v místě, kde se náěh stýká s nosníkem. Podle Or. 7..0... M j,rd pro náěhy s pásnicí M kde A M e A d r j,rd M e d ( α).5 cot A + 0.5 cot A ( α) M e cot A A ( α) t návrhový elstický moment únosnosti {t c + 5 (t +r)}t w zolení v nosníku d.0... Mj,Rd pro náěhy ez pásnice Viz Or. 8. M kde A M e h d j,rd M e t wc h d A cos ( α) t návrhový elstický moment únosnosti 0.5 h c Strn 7
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.. NÁVRHOVÁ SMYKOVÁ ÚNOSNOST... NÁVRHOVÁ SMYKOVÁ ÚNOSNOST PRO NORMÁLNÍ ŠROUBY Smyková únosnost n rovinu střihu F v,rd se určuje podle Odk.[] tulk 6.5.3. pro šrouy třídy 4.6., 5.6 8.8 0.6 u As Fv,Rd M pro šrouy třídy 4.8., 5.8, 6.8 0.9 F v,rd u A s 0.5 u M A s pevnost šrouu v thu thová ploch šrouu Poznámk: Předpokládá se, že rovin střihu prochází vždy částí šrouu se závity, tkže pro stnovení smykové únosnosti se vždy počítá s thovou plochou šrouu. Návrhová smyková síl se určuje podle (viz Odk. [] J.3...) celková smyková únosnost šrouů v těch řdách šrouů, které nepřenáší zároveň th. 0.4/.04 (8%) z celkové smykové únosnosti šrouů v těch řdách šrouů, které přenášejí tké th Předpokládejme, že máme počet šrouů nt v thu počet šrouů nn netžených. Návrhová smyková síl V Rd je: VRd Fv,Rd 0.8 nt + F v, Rd * nn Únosnost čelní desky v otlčení (F,ep,Rd ) únosnost pásnice sloupu v otlčení (F,c,Rd ) se určuje podle odk.[] tulk 6.5.3..5 α u d t F,Rd M kde d průměr šrouu t tloušťk prvku (čelní desky neo pásnice sloupu) u pevnost prvku v thu (čelní desky neo pásnice sloupu) α e p u nejmenší z ; ; ;. 0 3d 0 3d 0 4 u d 0 průměr díry e okrjová vzdálenost (viz Or. 0) p rozteč šrouů (viz Or. 0) u pevnost šrouu v thu Strn 8
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Or. 0 Předpokládejme, že máme počet šrouů n tot. Návrhová smyková síl V Rd je : V F n Rd,Rd tot... NÁVRHOVÁ SMYKOVÁ ÚNOSNOST PRO PŘEDEPJATÉ ŠROUBY Předpokládejme, že máme počet šrouů n tot. Návrhová předpíncí síl F p,cd se určuje podle odk.[] 6.5.8.. F 0.7 A u A s p,cd u s pevnost šrouu v thu thová ploch šrouu Návrhová únosnost v prokluzu předepjtých vysokopevnostních šrouů Fs,Rd se určuje podle odk.[] 6.5.8.4. ( F 0.8 F ) k s n µ p,cd t,sd Fs,Rd Ms n počet třecích ploch () k s hodnot pro únosnost v prokluzu (.0 pro díry se stndrdními nominálními vůlemi) µ součinitel prokluzu F t,sd půsoící thová síl (NSd/n tot ) Ms dílčí součinitel spolehlivosti pro únosnost prokluzu Návrhová smyková síl V Rd je : V F n Rd s,rd tot Strn 9
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.. SVAŘOVANÝ PŘÍPOJ DESKA - DESKA Or. Uvžujme Or. : Pokud předepíšeme vodorovnou rovnováhu v odě A, máme : ( l _ right) F cos(l _ let) Fl,right cos l, let Pokud předepíšeme svislou rovnováhu v odě A, máme : l,right ( l _ right) + Fl,let sin(l _ let) Fep F sin V mezní stvu je hodnot F ep omezen kpcitou čelní desky : F ep t M 0 y kde šířk čelní desky t tloušťk čelní desky y mez kluzu dílčí součinitel spolehlivosti průřezu pro celkové zplstizování M0 Mimo vodorovné svislé rovnováhy hodnoty Fep v mezním stvu lze spočítt mximální síly F l,right F l,let. Tyto hodnoty ovlivní návrhovou únosnost čelní desky v tlku F c,ep,rd pro oě strny. Strn 0
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.3. PATKY SLOUPŮ.3.. NÁVRHOVÁ ÚNOSNOST V TLAKU N Rd,c se stnovuje podle odk. [5] N A A j Rd, c j výsledná ploch otlčení (tlčená ploch pod ptní deskou) pevnost spoje v otlčení Pro stnovení výsledné dotykové plochy se zvádí přídvná tlčená šířk c. kde t y c t y 3 j M0 tloušťk ocelové ptní desky. mez kluzu oceli ptní desky. Když je průmět ptní desky menší než c, eektivní tlčená ploch se stnovuje podle Or. Tlčená ploch mlý průmět. Když průmět ptní desky překrčuje c, přídvný průmět se znedává, viz Or. 3 Tlčená ploch velký průmět. A tlčená ploch A ploch nezhrnutá do tlčené plochy. Or. Tlčená ploch mlý průmět Strn
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Or. 3 Tlčená ploch velký průmět Pevnost spoje v otlčení j se stnovuje podle: β k j β j j j cd součinitel spoje, může ýt /3 (0.667) v přípdě, že chrkteristická pevnost mlty není menší než 0. chrkteristické pevnosti etonového zákldu tloušťk mltového podlití není větší než 0. nejmenšího šířkového rozměru ocelové ptky. Tto hodnot může ýt nstven v Dt - Beton. cd k j návrhová válcová pevnost etonu zákldů v tlku určená podle: ck cd c ck - je chrkteristická válcová pevnost etonu určená podle Odk. [6]. Tto hodnot může ýt nstven v dilogu Beton - dt. c - dílčí součinitel spolehlivosti pro vlstnosti etonového mteriálu uvedená v Odk. [6] Tuto hodnotu lze nstvit v dilogu Součinitele spolehlivosti (tlčítko Možnosti). součinitel koncentrce, k j kde & jsou rozměry ptní desky & jsou rozměry eektivní plochy. Viz Or. 4. Pro se ere nejmenší z následujících: + r 5 +h 5 le Pro se ere nejmenší z následujících: + r 5 +h 5 le Poznámk : Konzervtivně se k j ere rovno.0, hodnot se dá nstvit v dtech o etonu. Strn
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Bp ptní desk Bp C h r r Or. 4 C etonový zákld Strn 3
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.3.. NÁVRHOVÁ MOMENTOVÁ ÚNOSNOST Stnovení M Rd se provádí podle Odk. []. Moment únosnosti ptní desky je elstický, určení F trd se počítá podle M Je zhrnut nový prvek spoje: eton v tlku. Návrhová tlková únosnost pro eton pod pásnicí: F A c,se,rd kde j A l l j tlčená pevnost spoje tlčená ploch pod tlčenou pásnicí. el,rd l e t 6 (viz Or. 6 - Al, Or. 5 - Al pro náěh ez pásnice, Or. 7 - Al pro náěh s pásnicí) M0 y Or. 5 - A l pro náěh ez pásnice Or. 6 - A l Or. 7 - A l pro náěh s pásnicí Strn 4
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.3.3. NÁVRHOVÁ TAHOVÁ ÚNOSNOST Stnovení NRd,t proíhá podle Odk. []. Je to návrhová thová únosnost pro skupinu všech řd šrouů. (Bez tlkových omezení) NRd,t je únosnost proti thu z důvodu zvednutí..3.4. NÁVRHOVÁ SMYKOVÁ ÚNOSNOST. Stnovení VRd je popsáno v... Jsou přidán následující vlstnost: Smykovou únosnost je možné zvětšit hodnotou třecí únosnosti mezi ptní deskou etonem. (Tto hodnot se dá nstvit v dilogu pro dt o etonu.) Třecí únosnost mezi ocelovou ptní deskou etonem: N V Rd, c k r r N c N sd,c návrhová tlková síl k r součinitel tření mezi ocelí etonem. ( 0.5) r součinitel spolehlivosti pro tření. ( ) Poznámk: k c r mohou ýt nstveny v dilogu pro dt o etonu..3.5. NÁVRHOVÁ SMYKOVÁ ÚNOSNOST SMYKOVÉ ZARÁŽKY Výpočet smykové únosnosti smykové zrážky se provádí podle Odk. [7] pp6-0..3.5.. Návrhová smyková únosnost pro smykovou zrážku tvru I Or. 8 Strn 5
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Smyková únosnost smykové zrážky tvru I jko minimum z následujících smykových únosností : - V Rd, : omezeno únosností etonu - V Rd, : omezeno npětím v pásnici smykové zrážky - V Rd,3 : omezeno npětím ve stojině sloupu - V Rd,4 : omezeno smykovou únosností smykové zrážky Jsou použity následující vzorce : V V V V Rd, Rd, Rd,3 Rd,4 (L q q 3 (t + t L A v 3 l) yd,s M0 p c q cd 3 t h h c L (h + h ) yd,s M0 + 5 k c )t c wc (h + h ) h h M0 c yd,c kde cd L q h t h c yd,s yd,c M0 t p k c wc A v t wc l návrhová hodnot válcové pevnosti etonu v tlku délk smykové zrážky šířk smykové zrážky výšk smykové zrážky tloušťk pásnice smykové zrážky výšk sloupu mez kluzu smykové zrážky mez kluzu sloupu dílčí součinitel spolehlivosti tloušťk ptní desky.4 wc velikost svru pro stojinu sloupu/ptní desku smyková ploch smykové zrážky tloušťk stojiny sloupu 30 mm.3.5.. Návrhová smyková únosnost úhelníkové smykové zrážky Or. 9 Strn 6
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Návrhová smyková únosnost smykové zrážky tvru úhelník je stnoven jko minimum z následujících smykových únosností: - V Rd, : omezeno únosností etonu - V Rd, : omezeno npětím ve smykové zrážce - V Rd,3 : omezeno smykovou únosností smykové zrážky Jsou použity následující vzorce : V V V kde cd L d t h c yd M0 t p l Rd, Rd, Rd,3 d ( L (L 3 t L 4 d 9 h t l) c yd M0 yd cd + 3) M0 Návrhová hodnot válcové pevnosti etonu v tlku Délk smykové zrážky Výšk smykové zrážky Tloušťk pásnice smykové zrážky Výšk sloupu Mez kluzu smykové zrážky Dílčí součinitel spolehlivosti Tloušťk ptní desky 30 mm.3.6. KOTEVNÍ DÉLKA Stnovení kotevní délky kotevních šrouů proíhá podle odk. [6]. Poždovná kotevní délk l,net se počítá podle: l,net α l A A s,req s,prov l,min kde yd u M d l l yd ( ) 4 d Průměr kotevního šrouu. Návrhová mez kluzu kotevního šrouu stnovená podle: 0.9 u M Mezní pevnost v thu pro kotvu. Dílčí součinitel spolehlivosti pro šrouovný přípoj. (.5) Návrhová hodnot vzené npětí n mezi únosnosti. d závisí n vzené podmínce, která je normálně dorá pro ptní desky tké závisí n typu kotevních šrouů (hldké neo vysocevzené) Vzení podmínk typ kotvení se dá nstvit v dilogu Dt - eton. l je zákldní kotevní délk. Strn 7
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ α závisí n způsou kotvení. pro přímé pruty. 0.7 pro křivé pruty. A s,req je nutná thová ploch kotvy Ft,olt M As,req 0.9 u F t,olt je mximální thová sil v kotvách. (způsoená N Rd,t neo M Rd ) M Dílčí součinitel spolehlivosti pro šrouovný přípoj. (.5) Mezní pevnost v thu pro kotvu. u A s,prov je předpokládná thová ploch kotvy. l,min je minimální kotevní délk. l,min je mximum z 0.3 l, 0..3.7. VÝPOČET TAHOVÉ SÍLY V KOTEVNÍCH ŠROUBECH F T,BOLT PODLE VNITŘNÍCH SI. Pokud to uživtel vyžduje, je thová síl v kotvě vypočten podle ktuálních vnitřních sil. Výpočet proíhá podle omezení uvedených v Odk.[4], kpitol 6.4.. Uvžujme následující konigurci: N M Ft Ft N h/ h h Or. 0 Strn 8
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Z momentové rovnováhy vyplývá: M N M N Ft h + h h + F h t h + F h t F t je thová síl v kždé kotvě v tžené olsti, M N jsou ktuální vnitřní síly. Pokud je Ft<0, jsou všechny kotevní šrouy tlčené. Spočítá se minimální délk kotevního šrouu. Je-li Ft>0.0, počítá se hodnot F t,olt. Řdy kotevních šrouů v tžené olsti jsou ty řdy, kde pltí h i > h/..3.8. NÁVRH KRUHOVÉ PODLOŽKY. Návrh kruhové desky proíhá podle Odk. [7] Přípustná thová síl N j v jedné kotvě se stnovuje podle: π r N j 3 cd r 4 v v nejmenší z l d. Viz Or. - Kruhová desk Ve smyslu této rovnice se stnovuje průměr kruhové desky r. Tloušťk t se určuje podle: t 8 r E cd E 0.33 Modul pružnosti kotevního šrouu. Or. - Kruhová desk Strn 9
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.3.9. VLIV OSOVÉ SÍLY Pokud osová síl N Sd v připojovných prutech překročí 0 % plstické únosnosti jejich průřezů, zorzí se vrovné hlášení. Hodnot návrhové momentové únosnosti M j,rd je přítomností osové thové síly N Sd. M h j,rd M j,rd N Sd h. vzdálenost mezi tlčeným tženým odem v připojovném prutu Pokud je přítomn osová tlková síl N Sd, posuzuje se následující : F c min(f, F NSd N mx(0, (Fc F M M N h j,rd c,se,rd j,rd c,,rd ) tot )) h F c,bse,rd F c,,rd F tot Vzdálenost mezi tlčeným tženým odem v připojovném prutu Návrhová tlková únosnost pro eton pod pásnicí. Únosnost pásnice sloupu v otlčení Součet thových si v řdách kotevních šrouů n Mj,Rd Strn 30
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.4. POUŽITÍ NOSNÍKŮ Z OBDÉLNÍKOVÝCH TRUBEK.4.. POUŽITÍ NOSNÍKŮ Z OBDÉLNÍKOVÝCH TRUBEK VE ŠROUBOVANÉM PŘÍPOJE NOSNÍK NA SLOUP Šrouy mohou ýt umístěny vně pásnice nosníku. Při výpočtu chrkteristik přípoje se postupuje podle normální procedury popsné v Odk.[]..4.. POUŽITÍ NOSNÍKŮ Z OBDÉLNÍKOVÝCH TRUBEK V PATKÁCH SLOUPŮ Šrouy mohou ýt umístěny pouze vně pásnice nosníku. Je možné použít tři šrouy v řdě. Rotční tuhost se nepočítá. N Rd,c se stnovuje podle:.4... Návrhová tlková únosnost N Rd,c A j Pokud je průmět ptní desky menší než c, měl y ýt eektivní ploch otlčení uvžován podle následujících orázků: Or. Pokud průmět ptní desky překrčuje c, měl y ýt přídvný průmět znedán, viz Or. 3, A A' Ploch otlčení Ploch nezhrnutá do plochy otlčení.. Strn 3
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Or. 3.4... Návrhová thová únosnost Stnovení N Rd,t vychází z Odk..[]. Uvžujme následující orázky: Or. 4 Or. 5 Přípustná thová síl pro kždý šrou F T,Rd,i se určuje podle Strn 3
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ F T,Rd,i K t p 4' 0.9 yp ²( + δα) p K δ d' p d KT + r α t p ² δ( + + t i ).5 ' (d / ) + t i kde t p Tloušťk desky yp Mez kluzu desky d Průměr díry pro šrou d Průměr šrouu t i Tloušťk odélníkové truky, viz orázky p e w/ e w Pk je celková návrhová thová únosnost N t, Rd ΣFT, Rd, i.4..3. Návrhová momentová únosnost M Rd se určí podle Odk. [] Odk.[]. Or. 6 Strn 33
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ MRd je určen podle M Rd min(f, F ) h T c F T ΣF T,RD,I pro tžené šrouy F c min( F c,se,rd, F c,rhs_lnge ) Návrhová tlková únosnost etonu pod pásnicí F c,se,rd je : F j A l c,se,rd A l j pevnost přípoje v otlčení ploch otlčení pod tlčenou pásnicí. Or. 7 Návrhová tlková únosnost pro tlčenou pásnici odélníkové truky F c,rhs_lnge je: F c,rhs _ lnge t y M0 šířk t tloušťk průřezu odélníkové truky y mez kluzu průřezu odélníkové truky dílčí součinitel spolehlivosti M0.4..4. Vliv normálné síly Strn 34
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Pokud osová síl N Sd v připojeném prutu překročí 0 % plstické únosnosti N pl,rd jeho průřezu, zorzí se vrování. Hodnot návrhové momentové únosnosti M j,rd se kvůli půsoení osové thové síly N Sd zmenší. M h j,rd M j,rd N Sd h. vzdálenost mezi odem tlku thu v připojovném prutu Půsoí-li osová tlková síl N Sd, posuzuje se následující: F min(f c, F NSd N mx(0, (Fc F M M N h j,rd c,se,rd j,rd c,rhs _ lnge,rd tot ) )) h vzdálenost mezi odem tlku thu v připojovném prutu F c,bse,rd Návrhová tlková únosnost etonu pod pásnicí. F c,rhs_lnge,rd Únosnost pásnice odélníkové truky v otlčení Sum thových sil v řdách kotevních šrouů při Mj,Rd F tot.4.3. POUŽITÍ NOSNÍKŮ Z OBDÉLNÍKOVÝCH TRUBEK VE ŠROUBOVANÉM PŘÍPOJI DESKA-DESKA Šrouy mohou ýt umístěny pouze vně pásnice nosníku. Je možné použít tři šrouy v řdě. Tuhost v pootočení se nepočítá. Strn 35
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.5. PŘÍPOJE NA VEDLEJŠÍ OSU SLOUPU.5.. ÚVOD V Odk.[] jsou nvrhován některá rozšíření pro návrh chování v přípdech, kdy je nosník připojován ke stojině sloupu pomocí spojovcího prvku, jko je npř. úhelník, desk pod. Implementce popsná v následujících kpitolách vychází z těchto návrhů. Nové komponenty jsou stojin sloupu vystvená smykovému protlčení ohyu. Byly nlyzovány různé způsoy selhání stojiny sloupu (v zákldě vycházející z teorie plstizčních čr. Momentová únosnost únosnost v pootočení přípoje n vedlejší osu se počítjí podle metod uvedených v Odk.[]. V průěhu návrhu jsou zohledněny následující prvky: Ohy protlčení stojiny sloupu Tžené šrouy Ohýná čelní desk Tžená stojin nosníku Tlčená pásnice stojin nosníku Or. 8 N orázku jsou některé z ěžných typů přípojů n vedlejší osu sloupu, nosníky jsou spojeny se sloupy ez výztuh..5.. PEVNOST STOJINY SLOUPU V OHYBU A PROTLAČENÍ.5... Oecné Plstická únosnost stojiny závisí od její pružnosti průěhu plikce liniové plstizce Způso selhání se dělí n dvě hlvní skupiny: gloální lokální mechnismus odoně jko je nvrhováno v Odk..[] J.3.6. (5) & (6). Lokální mechnismus znmená, že plsizční čár je umístěn pouze v tlčené olsti neo v tžené olsti přípoje, ztímco návrh gloálního selhání předpokládá tvr rozložení plstizčních čr jk v tlčené, tk v tžené olsti přípoje. Ve výpočetním modelu se předpokládá, že nenstává páčení čelní desky neo úhelníku. Tento předpokld je v rozporu s předpokldy uvedenými v Odk.[]. Tento od je stále předmětem výzkumu, le ve většině prktických přípdů lze odpovědně předpokládt, že se páčení mezi prvky přípoje nevyvíjí. Návrhová únosnost stojiny v příčném tlku je pk určen jko: F Rd min(f locl,f glol ). Strn 36
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ F locl F glol F glol Or. 9.5... Deinice návrh lokálního gloálního způsou selhání Moment přenášený nosníkem do stojiny sloupu můžeme rozložit n množství sil F půsoících v tžené tlčené olsti. Předpokládá se, že tyto síly půsoí n ploše (tžená tlčená olst) deinovné rovinou stojiny sloupu. Návrhovou hodnotu momentové únosnosti pk lze spočítt podle: M z F Rd j,rd z F Rd rmeno páčení přípoje únosnost nejměkčí osy části přípoje ve vedlejší ose přípoje Zákldní způsoy selhání dostneme pomocí metod liniové plstizce. V ohyovém mechnismu se předpokládá, že plstické momenty nejsou redukovány přítomností smykových sil kolmých n rovinu stojiny. Plstické momenty n jednotku délky plstizční čáry jsou dány podle: m pl y t w 0.5 t w M0 y mez kluzu tloušťk stojiny sloupu.5..3. Mechnismus lokálního selhání V lokálním způsou selhání stojiny sloupu se uvžuje několik rozdílných mechnismů. Síl F půsoí n tuhém odélníku. Tento odélník je deinován rozměry xc (viz orázek). Svřovný ovod odélník okolo pásnice nosníku neo ztížená olst okolo rozmístění šrouů deinují tuhý odélník.. Rozmístění plstizce je umístěno v tlčené neo tžené olsti. Jko výsledek tété deinice je síl únosnosti vyhodnocen v kždém tuhém odélníku: jeden v tlčené olsti druhý v tžené olsti. Tento mechnismus je přiřzen nejmenší síle F Rd,locl mezi únosností n smykové protlčení kominci smykového protlčení únosnosti v ohyu v tlčené tžené olsti. Pro návrh klouového přípoje je nutné provést několik úprv interpretcí. Strn 37
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ d 0 +0.9 m 0 d d m 0 L Tžená olst c 0 cc 0 +0.9 m c L D m Tlčená olst Or. 30 r nosník pásnice x/ x/ Únosnost n protlčení závisí n způsou ztížení. Pro ztěžovcí způso je protlčení unkcí ovodu protlčení (+c). Pro ztěžovcí způso závisí ovod protlčení n průměru hlv šrouů (neo mtic) počtu šrouů n v tžené/tlčené olsti. Únosnost se určí podle: F F Punching,Rd Punching,Rd t wc y M0 d m ( + c) t wc y : ztěžovcí způso n π d 3 t M0 M0 m wc y : ztěžovcí způso 3 tloušťk stojiny sloupu mez kluzu stojiny sloupu dílčí součinitel spolehlivosti oceli průměrný průměr hlvy šrouů (viz dále) Komince protlčení od ohyu od smyku tké zohledňuje, že plstický moment od plstizční čáry n jednotku délky je redukován přítomností smykové síly. F Com,Rd k t wc y π ( + x) L + x + c +.5 c x + x 3t wc ( + x) M0 0 x +.5 c + 3 t wc pokud [ π L ( + x ) + 4 c] pokud > 0 m m x 0 t wc L L 3 + 0.3 c L t L wc 3 L m m Strn 38
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ m t wc 0.8 c L + +.8 le m c t wc L > 0 k 0.7 + 0.6 ( + c) L pokud + c > 0.5 L pokud + c 0.5 L L + 0.9d c c d m 0 0 + 0.9d d + d m m d d Aplikce pro rámové šrouovné přípoje Pro kždou olst (tlčenou/tženou) se stnoví lokální únosnost n smykové protlčení pro ztěžovcí způso &. Deinuje se tžený tuhý odélník pomocí ovodu kolem šrouů umístěných do tžené olsti (+c). Tuhý odélník v tlčené olsti, skrz který se protlčení přenáší do stojiny sloupu, odpovídá tloušťce pásnice nosníku šířce pásnice nosníku. Stejným způsoem se spočítjí lokální kominovné protlčení ohy pro th i tlk s použitím stejných hodnot ovodu & c. Aplikce pro rámové svřovné přípoje Pro kždou olst (tženou/tlčenou) se stnoví lokální únosnost n smykové protlčení. pro ztěžovcí způsoy &. Pro svřovné přípoje je tžený, resp. tlčený odélník tloušťk pásnice nosníku šířk pásnice nosníku. Stejným způsoem se spočítjí lokální kominovné protlčení ohy pro th i tlk s použitím stejných hodnot ovodu & c..5..4. Gloální mechnismus Při gloálním mechnismu selhání se síl F přenáší do stojiny sloupu pomocí jedné neo více řd šrouů. V tomto přípdě deinice ztížené olsti závisí n vzdálenosti mezi šrouy n poloměrech hlv šrouů (neo mtic) neo n svru kolem pásnice nosníku. Plstizční čáry ovlivňují jk tlčenou, tk tženou olst. Kominovný mechnismus ohyového nmáhání protlčení se vyhodnocuje podle: F Glol,Rd F Com,Rd + m pl + π + ρ z M0 F Com,Rd kominovná únosnost n protlčení lokální ohyová únosnost Strn 39
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ ρ z L pokud pokud z L - z L - 0 Gloální mechnismus selhání ovlivňuje jk tženou, tk tlčenou olst. Pokud jsou rozměry xc tlčené olsti rozdílné od rozměrů tžené olsti, použije se výpočet F Glol,Rd dvkrát, zvlášť pro pro tlčenou olst zvlášť pro tženou olst. Strn 40
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.6. ROTAČNÍ TUHOST A PODDAJNOST.6.. SOUČINITELE TUHOSTI Rotční tuhost se počítá metodou složek, jk je popsáno v Odk. [], část J.4. Jsou použity následující součinitele tuhosti : Součinitel Zákldní složk Vzorec k stojin sloupu ve smyku.38 A βz k k3 k4 k5 k7 stojin sloupu v tlku 0 vc 0.7 d pásnice sloupu, jedn řd šrouů 0.85 l v thu 3 m stojin sloupu v thu, jedn řd šrouů v thu čelní desk, jedn řd šrouů v thu šrouy, jedn řd šrouů v thu e c 0.7 d 0.85.6 m A L t wc 3 e t c e c t wc 3 le t p 3 s A vc z β e d c l e m A s L smyková ploch sloupu rmeno páčení trnsormční prmetr eektivní šířk stojiny sloupu čistá hlouk stojiny sloupu nejkrtší účinná délk pro šrou vzdálenost šrou stojin nosníku (sloupu) účinná thová ploch šrouu délk prodloužení šrouu Správné hodnoty uvedených proměnných viz Odk.[]. Pro šrouovné přípoje čelních desek jsou zákldní složky vztženy k tženým řdám šrouů, jsou reprezentovány jedním součinitelem ekvivlentní tuhosti k eq. Pro šrouovný přípoj nosníku n sloup se používjí následující součinitele: Součinitel Přítomno k eq k x k x k3 x x k4 x x k5 x x k7 x x Pro svřovný přípoj nosníku n sloup se používjí následující součinitele: Součinitel Přítomno k eq k x Strn 4
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ k k3 k4 k5 k7 x x Pokud je použit konigurce se sloupem n vedlejší osu, hodnoty k k jsou nhrzeny k i, součinitel tuhosti v tžené neo tlčené olsti stojiny sloupu v ohyu protlčení. Hodnoty k i se erou podle (viz Odk.[]) : k i t L 3 wc 6 ( β) c.50 c.63 L 0 u 50 u t wc β L c α L α + 3 + 0.08 β 0.75 0.05 α 0. ( β) tn θ k rot 0.4 ( c c β) u θ 35 0 β Součinitel k rot je roven v přípdě, že je zráněno stočení pásnic sloupu. k rot 0.5 0.4 β pro průřezy HE větší než HEA 400 - HEB500 - HEM600 pro průřezy IPE pro průřezy HE menší neo rovné HEA400 - HEB500 - HEM600 Pro šrouovné přípoje desk-desk jsou použity následující součinitele: Součinitel Přítomno k eq k k k3 k4 k5 Let side k5 Right side x x x x k7 x x Svřovné přípoje desk-desk jsou uvžovány jko tuhé. Pro přípoje ptky sloupů jsou použity následující součinitele: Součinitel Přítomno k eq k k k3 k4 Strn 4
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ k5 x x k7 x x kc x Viz tké Odk.[6]. Hodnot L v součiniteli k7 se ere jko volná délk kotevního šrouu plus volná délk zpuštěné části. Volná délk kotevních šrouů je rovn tloušťce ptní desky plus výšk hlvy kotevního šrouu. Volná délk zpuštěné části je rovn 8*průměr kotvy. Tuhost k c je součinitel tuhosti pro tlčenou olst etonového loku. AlEc k c Eh eq A l dotyková ploch pod tlčenou pásnicí modul pružnosti etonu E c E h eq ( ) / 3 ck 8 9.5 + (E c v Gp, ck v Mp) Youngův modul pružnosti oceli) ekvivlentní výšk ( ) e kde e e jsou zloženy n odélníku pro stnovení A l A l e x e e + Strn 43
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.6.. VÝPOČET TUHOSTÍ Progrm počítá 3 tuhosti: Sj,ini Sj Sj,Mrd počáteční rotční tuhost rotční tuhost, vztženou k ktuálnímu momentu M j,sd rotční tuhost, vztženou k Mj,Rd (ez vlivu osové síly) Hodnoty pro Sj,ini Sj lze nlézt v číselném výstupu. Momentově-rotční digrm vychází z hodnot Sj,ini Sj,MRd. Or. 3.6.3. KLASIFIKACE TUHOSTI Přípoje jsou klsiikovány jko tuhé, klouové neo polotuhé podle jejich tuhosti z srovnáním počáteční rotční tuhosti Sj,ini s hrničními hodnotmi klsiikce uvedených v Odk.[] Or. J.8. Když je Sj,ini > Sj,rigid, přípoj je tuhý. Když je Sj,ini < Sj,pinned, přípoj je klsiikován jko klouový. Když je Sj,ini<Sj,rigid Sj,ini>Sj,pinned, přípoj je klsiikován jko polotuhý. Pro ztužené rámy : EI Sj,rigid 8 L EI Sj,pinned 0.5 L Pro neztužené rámy: EI Sj,rigid 5 L EI Sj,pinned 0.5 L Pro ptní desky se používá (viz Odk.[7]) : EIc Sj,rigid 5 L EI Sj,pinned 0.5 L c c c Strn 44
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ I L I c L c E moment setrvčnosti nosníku rozpětí nosníku moment setrvčnosti sloupu výšk ptr sloupu Youngův modul pružnosti.6.4. POSOUZENÍ POŽADOVANÉ TUHOSTI Aktuální tuhost přípoje se porovnává s poždovnou tuhostí, odvozené s průměrnou tuhostí přípoje použitou ve výpočetním modelu. Viz tké Odk. [5] část 6.., Odk. [8] Odk. [9]. Nejnižší nejvyšší hrnice deinující poždovnou tuhost:: Rám Ztužený Neztužený Spodní hrnice Sj,low 8Sj,pp E I 0 E I + Sj,pp L 4 Sj,pp E I 30 E I + Sj,pp L 8 E I Sj,pp L 8 E I Sj,pp > L 4 E I Sj,pp L 4 E I Sj,pp > L Horní hrnice Sj,upper 0Sj,pp E I 8 E I Sj,pp L 30Sj,pp E I 4 E I Sj,pp L Pro přípoje ptek sloupů se používá následující extrpolce: Spodní hrnice 6 Sj,pp E Ic 0 E I + Sj,pp L c c 6 E I Sj,pp L 6 E I Sj,pp > L c c c c Horní hrnice 0Sj,pp E Ic 6 E I Sj,pp L c c I L I c L c E Sj,pp Sj,ini Sj,low Sj,upper moment setrvčnosti nosníku rozpětí nosníku moment setrvčnosti sloupu výšk ptr sloupu Youngův modul průměrná tuhost přípoje ktuální počáteční tuhost přípoje spodní hrnice tuhosti horní hrnice tuhosti Je-li ve výpočetním modelu použit lineární pružin, posuzuje se následující: Když je Sj,ini > Sj,low Sj,ini<Sj,upper, odpovídá ktuální tuhost přípoje plikovné tuhosti Sj,pp výpočetního modelu. Hodnot Sj,pp se ere jko hodnot lineární pružiny uvedená pro <i y> (v dilogu pro deinici klouů), násoená součinitelem modiikce tuhosti η. Strn 45
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ Typ přípoje η šrouovný nosník-sloup svřovný nosník-sloup svřovný desk-desk 3 ptk sloupu 3 Je-li ve výpočetním modelu použit nelineární pružin, posuzuje se následující: Když je Sj > Sj,low Sj<Sj,upper, odpovídá ktuální tuhost přípoje plikovné Sj,pp výpočetního modelu. Hodnot Sj,pp se ere jko výpočetní tuhost deinovná nelineární pružinou..6.4.. Převedení tuhosti přípoje do výpočetního modelu Jkmile je šlon přípoje zdán do uzlu klepnutím n [Zdání], lze ktuální tuhost přípoje převést do výpočetního modelu. Hodnot lineární pružiny pro <i y> (v dilogu Klouy) se ere jko Sj,ini dělená součinitelem modiikce tuhosti η. Pro symetrické přípoje které jsou ztíženy v oou směrech (npř. th ve vrcholu th vespod), se ere hodnot tuhosti lineární pružiny pro <i y> (v dilogu Klouy) jko menší z Sj,ini v oou směrech dělená součinitelem modiikce tuhosti η. Zároveň se vygeneruje nelineární unkce, která reprezentuje momentově-rotční digrm podle následujícího orázku. M MRd+ 0.66 0.66 MRd- Fi- 3Fi- Sj,ini- Sj,ini+ Fi+ 3Fi+ i Or. 3.6.5. TŘÍDY PODDAJNOSTI Podle Odk.[5] část 4.7 se přípoje klsiikují následovně : Spoj třídy : plnou plstickou redistriucí vnitřních sil v přípoji je dosženo Mj,Rd je k dispozici dosttečná rotční kpcit tk, že je možné provést plstický výpočet návrh konstrukce. Spoj třídy : plnou plstickou redistriucí vnitřních sil v přípoji je dosženo Mj,Rd, le rotční kpcit přípoje je omezená. Provádí se elstický výpočet konstrukce, který je možné kominovt s plstickým posouzením přípojů. Plstický výpočet rámu je tké možný, jen pokud nedává výsledky z důvodu poždovné velké rotční kpcity přípojů v místech, kde mohou prvděpodoně vzniknout plstické klouy. Spoj třídy 3: křehké porušení (neo nestilit) limituje momentovou únosnost neumožňuje plnou redistriuci vnitřních sil v přípoji. Je nutný elstický posudek přípoje, pokud se neprokáže, že v místě přípoje nevzniká klou. Strn 46
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ.6.6. KLASIFIKACE PODDAJNOSTI PRO ŠROUBOVANÉ PŘÍPOJE Pokud je selhání přípoje umístěno ve smykové olsti stojiny sloupu, přípoj je klsiikován jko poddjný, t. j. přípoj třídy. Pokud místo selhání leží mimo smykovou olst, klsiikce se odvozuje od následujícího: Klsiikce podle poddjnosti u t 0.36 d Poddjný y Tříd 0.36 u y u d < t 0.53 d Střední y u t > 0.53 d Nepoddjný 3 y t d u y tloušťk uďto pásnice sloupu neo čelní desky nominální průměr šrouů mezní thová pevnost šrouu mez kluzu příslušné zákldní složky.6.7. KLASIFIKACE PODDAJNOSTI PRO SVAŘOVANÉ PŘÍPOJE Pokud je místo selhání přípoje umístěno ve smykové olsti stojiny sloupu, je přípoj klsiikován jko poddjný, t. j. přípoj třídy. Pokud místo selhání není ve smykové olsti, je přípoj klsiikován jko střední n poddjnost, t. j. přípoj třídy. Strn 47
NEXIS 3 TEORIE RÁMOVÝCH PŘÍPOJŮ. TEORETICKÉ ZÁKLADY PRO RÁMOVÉ KLOUBOVÉ PŘÍPOJE.. ÚVOD V této příloze jsou uvedeny inormce o způsoech výpočtu rámových klouových přípojů. Jsou podporovány následující čtyři typy rámových klouových přípojů : Typ desk přivřená k nosníku, přivřená ke sloupu Typ desk přišrouovná k nosníku, přivřená ke sloupu Typ 3 úhelníku přivřený k nosníku i ke sloupu Typ 4 krátká čelní desk přivřená k nosníku, přišrouovná ke sloupu Or. 33 Or. 34 Or. 35 Or. 36 Pro kždý typ se počítá návrhová smyková únosnost V Rd (se zohledněním půsoící osové síly N ) návrhová tlková / thová únosnost N Rd. Návrhová smyková únosnost se počítá pro následující způsoy selhání : návrhová smyková únosnost pro prvky přípoje návrhová smyková únosnost nosníku návrhová loková smyková únosnost návrhová smyková únosnost pro rozložení šrouů ve stojině nosníku návrhová smyková únosnost pro rozložení šrouů ve sloupu Návrhová tlková / thová únosnost se počítá pro následující chyové stvy : návrhová tlková / thová únosnost prvků přípoje návrhová tlková / thová únosnost nosníku návrhová tlková únosnost pro rozložení šrouů ve sloupu V kpitole. je uveden přehled zkrtek, které jsou použity v dilozích ve výstupech. V kpitole.3 je uveden teorie pro výpočet různých návrhových smykových únosností návrhových tlkových / thových únosností. Strn 48
NEXIS 3 TEORIE KLOUBOVÝCH PŘÍPOJŮ.. SEZNAM ZKRATEK τ Smykové npětí µ Součinitel prokluzu Prmetr velikosti svru δ Prmetr velikosti svru β Trnsormční prmetr ρ Součinitel redukce Γ Prmetr velikosti svru Normálné npětí ve svřovné části σ τ τ σ D σ M σ N β w A A 3 l,w l,el A net As A v A v.net B d c D d d 0 do e e F,w,Rd F,el,Rd Fp,Cd Fs,Rd Ft,Sd u u Smykové npětí ve svřovné části Smykové npětí ve svřovné části Npětí kolem odu d při výpočtu návrhové smykové únosnosti pro šrouy ve sloupu Normálné npětí vyvozené momentem M Normálné npětí vyvozené osovou silou N Součinitel korelce při výpočtu velikosti svrů Ploch nosníku Ploch prvku Prmetr pro návrhovou smykovou únosnost šrouů ve sloupu Rmeno páčení - Střed šrouu - Velikost svru Poloh středu šrouu vztžená ke spodní strně desky (směr x) délk v lokové smykové únosnosti délk v lokové smykové únosnosti délk v lokové smykové únosnosti hodnot Al pro stojinu nosníku hodnot Al pro prvek Redukovná ploch nosníku Redukovná ploch prvku Thová ploch šrouu Smyková ploch nosníku Redukovná smyková ploch prvku nosníku Prmetr pro návrhovou smykovou únosnost pro šrouy ve sloupu Šířk Poloh středu šrouu vztžená k dolní strně desky (směr y) Délk ve výpočtu návrhové smykové únosnosti pro šrouy ve sloupu Mximální vodorovná vzdálenost mezi šrouy středy šrouů Smyková síl n desce Průměr šrouu Mximální vodorovná vzdálenost mezi šrouy středy šrouů Průměr díry Průměr díry Příčný průměr hlvy šrouu Okrjová vzdálenost Únosnost stojiny nosníku v otlčení Únosnost prvku v otlčení Návrhová předpíncí síl Návrhová únosnost předepjtých vysocepevnostních šrouů v prokluzu Půsoící thová síl Mezní pevnost prvku Mezní pevnost šrouu Strn 49