Manuál

Posúdenie kútového zvaru — manuál

Kompletný sprievodca návrhom a posúdením kútového zvarového pripojenia podľa STN EN 1993-1-8.

Obsah

1. Čo kalkulačka počíta
2. Princíp výpočtu
3. Konštrukčné zásady
4. Metóda jednotkovej dĺžky
5. Metóda zložiek napätia
6. Príklad výpočtu
7. Normy a literatúra

Účel kalkulačky

Kalkulačka navrhne a posúdi kútový zvarový pripoj prúta zo širokej pásovej ocele ku styčníkovému plechu. Posúdenie prebieha dvoma metódami podľa normy — metódou odolnosti jednotkovej dĺžky a metódou zložiek napätia.

Typické použitie: Pripojenie diagonál, zvislíc a pásov priehradových nosníkov ku styčníkovým plechom. Študentské zadania z oceľových konštrukcií.

Ťahová odolnosť prierezu

N_t,Rd = A × f_y / γ_M0

kde:
  A    — plocha prierezu = b × t [mm²]
  f_y  — medza klzu ocele [MPa]
  γ_M0 = 1,00

Návrhová pevnosť zvaru v šmyku

f_vw,d = (f_u / √3) / (β_w × γ_M2)

kde:
  f_u  — medza pevnosti ocele [MPa]
  β_w  — korelačný faktor (závisí od triedy ocele)
  γ_M2 = 1,25

Korelačný faktor β_w

Trieda ocele	β_w	f_y [MPa]	f_u [MPa]
S 235	0,80	235	360
S 275	0,85	275	430
S 355	0,90	355	510
S 420	1,00	420	520
S 460	1,00	460	540

Hrúbka kútového zvaru

a_min — závisí od hrúbky spájaných prvkov:
  t ≤ 10 mm  → a_min = 3 mm
  t 11–20 mm → a_min = 4 mm
  t 21–30 mm → a_min = 5 mm
  t > 30 mm  → a_min = 6 mm

a_max = 0,707 × t (menšia hrúbka spájaných prvkov)

Dĺžka kútového zvaru

L_w,min = max(6 × a ; 30 mm)
L_w,max = 150 × a

Pozor: Pri zvaroch dlhších ako L_w,max sa odolnosť redukuje faktorom β_Lw. Kalkulačka tento prípad signalizuje varovním.

Princíp

Odolnosť zvaru sa vyjadrí ako sila na jednotku dĺžky (N/mm). Nezávisí od orientácie zvaru voči smeru sily — jednoduché a rýchle posúdenie.

F_w,Rd = f_vw,d × a     [N/mm]

F_w,Ed = N_Ed / ΣL_w   [N/mm]

Podmienka:  F_w,Ed ≤ F_w,Rd

Princíp

Sily sa rozložia na zložky kolmé a rovnobežné s osou zvaru. Každý zvar sa posudzuje samostatne. Presnejšia metóda — rozlišuje bočné a čelné zvary.

Podmienka 1:
√(σ⊥² + 3×(τ⊥² + τ‖²)) ≤ f_u / (β_w × γ_M2)

Podmienka 2:
σ⊥ ≤ 0,9 × f_u / γ_M2

Bočný zvar

Zaťaženie rovnobežné s osou zvaru → σ⊥ = 0, τ⊥ = 0, τ‖ = F/(a×L). Výsledná odolnosť: F_w1 = f_vw,d × a × L_w1.

Čelný zvar

Zaťaženie kolmé na os zvaru → σ⊥ = τ⊥ = 0,707 × F/(a×L), σ‖ = τ‖ = 0. Odolnosť sa určí z oboch podmienok — rozhoduje menšia hodnota.

Prút 200×12 mm, oceľ S 235, a=5 mm

Vstup: b=200 mm, t=12 mm, tp=20 mm, S 235, a=5 mm
       Lw1=180 mm (bočné), Lw2=200 mm (čelný)

1. N_t,Rd = 2400 × 235 / 1,00 = 564,00 kN
2. f_vw,d = (360/√3) / (0,80 × 1,25) = 207,85 MPa
3. F_w,Rd = 207,85 × 5 = 1039,25 N/mm

Metóda 1:
  F_w,Ed = 564000 / (2×180 + 200) = 1007,14 N/mm
  1007,14 ≤ 1039,25 → VYHOVUJE

Metóda 2:
  Bočný: Fw1 = 187,07 kN
  Čelný: Fw2 = min(254,60; 366,62) = 254,60 kN
  Fw,Rd = 2×187,07 + 254,60 = 628,74 kN
  564,00 ≤ 628,74 → VYHOVUJE

Overenie: Zadajte tieto hodnoty do kalkulačky a porovnajte výsledky.

Použité normy

Norma	Oblasť
STN EN 1993-1-8	Navrhovanie oceľových konštrukcií — Navrhovanie stykov
STN EN 1993-1-1	Navrhovanie oceľových konštrukcií — Všeobecné pravidlá

Upozornenie: Výsledky kalkulačky slúžia ako orientačná pomôcka a nie sú náhradou odborného posudku autorizovaného stavebného inžiniera. Pre stavebné povolenie a realizáciu je potrebný statický výpočet spracovaný oprávnenou osobou.