Vi använder oss av kakor för bättre upplevelse. Läs mer här.stäng

14.2.5 Brott i stålplåtar

Publicerad 2017-01-19

Eurokod 5 förutsätter att bärförmågan för förbandets stålplåtar ska kontrolleras. Detta ska göras enligt Eurokod 3 – Stålkonstruktioner. Flera olika brottmoder kan uppträda: dragbrott, tryckbrott, skjuvbrott och böjbrott, en kombination av dessa samt hålkantbrott. Med de kombinationer av plåttjocklek och fästdonsdiameter som allmänt används är risken för hålkantbrott närmast obefintlig. Hålkantbrott för stålplåtarna betraktas därför inte i fortsättningen.

Dragbrott i stålplåt
För denna brottmod finns två möjligheter som bör beaktas, antingen att hela tvärsnittet brister eller att nettotvärsnittet brister. Nettotvärsnittet är den del av tvärsnittet som återstår när hålen för fästdonen beaktas. Den mindre bärförmågan av dessa två är dimensionerande.

Bärförmågan Npl,Rd för hela tvärsnittet är:

14.9    \({N_{\rm pl,Rd}} = \frac{{{f_\rm y} \cdot A}}{{{\gamma _{\rm M0}}}}\)

Bärförmågan Nu,Rd för nettotvärsnittet är:

14.10    \({N_{\rm u,Rd}} = \frac{{0,9 \cdot {f_\rm u} \cdot {A_{\rm net}}}}{{{\gamma _{\rm M2}}}}\)

där:

fy är sträckgränsen för stålmaterialet [MPa].
fu är brottgränsen för stålmaterialet [MPa].
A är tvärsnittets bruttoarea för stålplåten [mm2].
Anet är tvärsnittets nettoarea för stålplåten (genom en hålrad) [mm2].
γM0 är partialkoefficienten för materialet, 1,0.

 

\({\gamma _{\rm M2}} = \max \left[ {1,1;0,9 \cdot \frac{{{f_\rm u}}}{{{f_\rm y}}}} \right]\)

Tryckbrott i stålplåt
Nc,Rd är bärförmågan vid tryck under förutsättning att ingen lokal instabilitet förekommer och beräknas enligt följande:

14.11    \({N_{\rm c,Rd}} = \frac{{A \cdot {f_\rm y}}}{{{\gamma _{\rm M0}}}}\)

där:

fy är sträckgränsen för stålmaterialet [MPa].
A är tvärsnittets bruttoarea för stålplåten [mm2].
γM0 är partialkoefficienten för materialet, 1,0.

 

Inverkan av hål behöver inte beaktas om hålen är fyllda med fästdon. Stålplåtens buckling behöver inte kontrolleras om avståndet mellan fästdonen a1 är mindre än:

14.12    \({a_1} \le 9t \cdot \varepsilon = 9t\sqrt {\frac{{235}}{{{f_y}}}} \)

I annat fall bör bucklingsrisken kontrolleras. Stålplåten antas då fungera som en tryckt pelare (Eulerknäckning). Knäcklängden antas då vara 0,6 gånger avståndet mellan dymlingarna, alltså 0,6 a1, där: t är plåttjockleken [mm].

ε är en dimensionslös faktor för bestämning av stålplåtens tvärsnittsklass.

Böjbrott i stålplåt
Om hela tvärsnittet blir fullständigt plastiskt gäller följande:

14.13    \({M_{\rm c,Rd}} = \frac{{{W_{\rm pl}}{f_\rm y}}}{{{\gamma _{M0}}}}\)

där:

Mc,Rd är dimensionerande böjmomentkapacitet [Nmm].
Wpl är det plastiska böjmotståndet för stålplåten, se nedan [mm3].
fy är sträckgränsen för stålmaterialet [MPa].
γM0 är partialkoefficienten för materialet, 1,0.

 

Värdet för det plastiska böjmotståndet beräknas (per definition) utgående från det böjmoment som motsvarar ett helt plasticerat tvärsnitt, se figur 14.9:

14.14    \({M_{\rm pl}} = \int\limits_A {\sigma z{\rm d}A} = {W_{\rm pl}}{f_\rm y}\)

För ett rektangulärt tvärsnitt är böjmomentet (se spänningsfördelningen i figur 14.9):

14.15    \({M_{\rm pl}} = 2 \cdot {f_\rm y}b\frac{h}{2} \cdot \frac{h}{4} = \frac{{{f_\rm y}b{h^2}}}{4}\)

där h är tvärsnittets höjd och b dess bredd.

Av ekvationerna 14.14 och 14.15 fås:

14.16    \({W_{\rm pl}} = \frac{{b{h^2}}}{4}\)

Hålens inverkan i den dragna zonen behöver inte beaktas så länge följande gäller:

14.17    \(\frac{{{A_{\rm net}} \cdot 0,9 \cdot {f_\rm u}}}{{{\gamma _{\rm M2}}}} \ge \frac{{A \cdot {f_\rm y}}}{{{\gamma _{\rm M0}}}}\)

fu är brottgränsen för stålmaterialet [MPa].
A är tvärsnittets bruttoarea utsatt för dragspänning [mm2].
Anet är tvärsnittets nettoarea utsatt för dragspänning [mm2].
γM0 är partialkoefficienten för materialet, 1,0.

 

\({\gamma _{\rm M2}} = {\rm max}\left[ {1,1;0,9 \cdot \frac{{{f_\rm u}}}{{{f_\rm y}}}} \right]\)

Hålens inverkan i den tryckta zonen behöver inte beaktas om hålen är fyllda med fästdon.

Skjuvbrott i stålplåt
Bärförmågan vid skjuvning kan beräknas enligt följande om hela tvärsnittet blir fullständigt plastiskt:

14.18    \({V_{\rm c,Rd}} = {V_{\rm pl}} = \frac{{{A_\rm v}\left( {{f_\rm y}/\sqrt 3 } \right)}}{{{\gamma _{\rm M0}}}}\)

där:

Vc,Rd är dimensionerande tvärkraftskapacitet [N].
fy är sträckgränsen för stålmaterialet [MPa].
Av är tvärsnittets skjuvarea [mm2].
γM0 är partialkoefficienten för materialet, 1,0.

 

Samverkan av spänningarna
Följande brottkriterium kan användas när stålplåten utsätts för samtidigt verkande normalkrafter och tvärkrafter:

14.19    \({\left( {\frac{{{\sigma _{\rm x,Ed}}}}{{{f_\rm y}/{\gamma _{\rm M0}}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{{\sigma _{\rm z,Ed}}}}{{{f_\rm y}/{\gamma _{\rm M0}}}}} \right)^2} - \left( {\frac{{{\sigma _{\rm x,Ed}}}}{{{f_\rm y}/{\gamma _{\rm M0}}}}} \right)\left( {\frac{{{\sigma _{\rm z,Ed}}}}{{{f_\rm y}/{\gamma _{\rm M0}}}}} \right) + 3\left( {\frac{{{\tau _{\rm Ed}}}}{{{f_\rm y}/{\gamma _{\rm M0}}}}} \right) \le 1\)

där:

σx,Ed är dimensioneringsvärdet för normalspänningen i stålplåtens längdriktning.
σz,Ed är dimensioneringsvärdet för normalspänningen vinkelrätt mot stålplåtens längdriktning.
τEd är dimensioneringsvärdet för skjuvspänningen.
fy är sträckgränsen för stålmaterialet.
γM0 är partialkoefficienten för materialet, 1,0.

 

Detta kriterium är konservativt eftersom det inte beaktar de gynnsamma effekterna av plasticeringen. Stålplåtens kapacitet kan uppskattas mera realistiskt om andra interaktionsekvationer används för de krafter som verkar i tvärsnittet (normalkraft, N, tvärkraft, V, och moment, M). Sådana ekvationer kan också tillämpas för tvärsnitt med hål, om tvärsnittets nettoarea och nettoböjmotstånd används (reducerade värden som beaktar hålen).

 


Gislavedsbron


Figur 14.9
Det plastiska böjmotståndet definieras med hjälp av böjmomentet som uppstår i ett helt plasticerat tvärsnitt.

Om TräGuiden

TräGuiden tillhandahåller information om trä och träbyggande. Webbsidan drivs av Svenskt Trä, en del av Skogsindustrierna, och utgör med sina nära en miljon besökare per år ett viktigt informationsnav för byggande i Sverige.

TräGuiden beskriver tekniska lösningar för träbyggande samt innehåller information om trämaterialets egenskaper. TräGuidens innehåll av illustrationer och konstruktionslösningar kan fritt skrivas ut eller delas med andra.

Det finns också nedladdningsbara ritningar i CAD-format på TräGuiden.

Klicka här för sajtkarta

Stäng sajtkarta

Prenumerera på TräGuidens
populära nyhetsbrev

Se tidigare nyhetsbrev
På din mobil fungerar TräGuiden bäst i stående läge.Ok

Hantera dina pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

Du har inga sparade pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

pin

Du vet väl att du kan spara sidor till senare. Samla här pins för de sidor du besöker ofta och enkelt vill kunna återkomma till.

  • Lägg till
  • Du har redan lagt till den här sidan.

Skicka pins

Ett enkelt sätt att spara dina pins är att maila dem

Du har nu skickat dina pins!

Något gick fel. Kontrollera e-postadressen och prova igen.

Dela sidan