Téma:
Posouzení styčníku K prutů z CHS podle EN 1993-1-8
Poznámka:
U svařovaných příhradových konstrukcí lze použít uzavřené kruhové průřezy. Tyto konstrukce jsou oblíbené při realizaci transparentních střech. V našem příspěvku popisujeme zvláštnosti posouzení spojů u dutých průřezů.
Popis:
Obecné
Štíhlé příhradové konstrukce z uzavřených průřezů jsou v architektuře oblíbené. Počítačem podporovaná tvorba střihů a geometrií přípojů umožňuje vytvářet i složité prostorové styčníky. V našem příspěvku popisujeme posouzení styčníku K. Všímáme si přitom zvláštností při zadání a posouzení.
Údaje k modelu
Materiál: S355
Průřez pásu: RO 108x6,3 | DIN 2448, DIN 2458
Průřez diagonál: RO 60,3x4 | DIN 2448, DIN 2458
Rozměry: viz obrázek
Přiřazení styčníku k typu spoje
Typ přípoje je u styčníku dutých profilů dán nejen geometrií, ale také směrem působení normálových sil v diagonálách. V našem příkladu působí v posuzovaném uzlu č. 28 na prutu č. 35 (diagonála 1) tahová síla a na prutu č. 36 (diagonála 2) tlaková síla. Při takovém rozdělení vnitřních sil je typ spoje styčník K. Pokud by v obou diagonálách působil tlak nebo tah, byl by typem spoje styčník Y.
Ověření rozsahu platnosti
Rozhodujícím faktorem pro posouzení je dodržení mezních hodnot platnosti. Velmi důležitým bodem je poměr průměru diagonály a pásu. Pokud neleží v rozmezí 0,2 ≤ d-i / d-o ≤ 1,0, nelze posouzení provést. Poměr průměrů d-i / d-o se označuje také jako β. Norma EN 1993-1-8 [1] stanoví rozsah platnosti pro diagonály a pásové pruty a také vymezení překrytí diagonál v tabulce 7.1. Pokud by měla být mezi diagonálami mezera, musí být také dodržen minimální rozměr g ≥ t-1 + t-2. Přitom t je příslušná tloušťka stěny diagonál. Stejně tak platí pro pruty namáhané tlakem požadavek na zařazení do třídy průřezu 1 nebo 2. Příslušné ověření se provede podle EN 1993-1-1 [2], kapitoly 5.5.
Posouzení
V našem příkladu styčník splňuje rozsah platnosti podle tabulky 7.1. Proto podle EN 1993-1-8, kapitoly 7.4.1(2) stačí posoudit pásový prut na porušení povrchu pásu a prolomení smykem.
Porušení povrchu pásu vlivem normálové síly podle EN 1993-1-8, tabulky 7.2, řádku 3.2:
Stanovení poměru průměru a stěny γ
γ = 8,57
Stanovení součinitele k-g
k-g = 1,72
Stanovení součinitele napětí v pásu k-p
f-p je napětí v pásu od počáteční normálové síly N-p a přídavného momentu vlivem excentricity. Vzhledem k tomu, že v pásu působí tlak i tah, bude se uvažovat N-p = 0. Kromě toho je excentricita přípoje tak malá, že se nemusí zohlednit přídavný moment od excentrického přípoje diagonál. Pomocný součinitel f-p je tak nulový. Znaménková konvence u tlakových a tahových sil v programech RFEM a RSTAB se liší od normy EN 1993-1-8. Proto byl vzorec pro k-p upraven.
k-p = 1,0
Stanovení dovolené mezní vnitřní síly N-Rd
N-1,Rd = N-2,Rd = 257,36 kN
N-1,Ed / N-1,Rd = 197,56 / 257,36 = 0,77