Obliczając nośność elementu z otworami należy przyjmować przekrój netto, czyli po odjęciu od przekroju brutto wykonanych otworów. Zgodnie z normą PN-EN 1993-1-1 obliczając nośność elementów z otworami należy stosować redukcję pola przekroju o pole otworów. Ponadto w takich przekrojach wymaga się dodatkowego sprawdzenia naprężeń rozrywających, ponieważ otwory w przekroju powodują nierównomierny rozkład naprężeń oraz ich wzrost.
Nośność elementu z otworami
Podczas obliczeń nośności elementu rozciąganego należy sprawdzić następujący warunek [1]:
\[{N_{Ed}} ≤ {N_{t,Rd}}
\]
gdzie:
- NEd – siła podłużna (rozciągająca) występująca w przekroju (obliczeniowa siła podłużna),
- Nt,Rd – obliczeniowa nośność przy rozciąganiu.
Zgodnie z normą [1] nośność elementu z otworami należy obliczać według następującego wzoru:
\[N_{u,Rd} = \frac {0,9 \cdot A_{net} \cdot f_u}{Ү_{M2}}
\]
gdzie:
- Anet – pole przekroju netto po uwzględnieniu otworów na łączniki,
- fu – wytrzymałość stali na rozciąganie,
- ҮM2 – współczynnik materiałowy γM2 = 1,25,
- 0,9 – współczynnik uwzględniający niezamierzone mimośrody oraz spiętrzenia naprężeń.
Ostatecznie obliczeniowa nośność na rozciąganie stanowi wartość minimalną z dwóch wartości: nośność elementu po uwzględnieniu otworów oraz nośność elementu bez otworów:
\[N_{t,Rd}=min \{ N_{t,Rd1}, N_{t,Rd2}\}
\]
Nośność przekroju bez otworów, czyli nośność plastyczną przekroju, oblicza się według następującego wzoru:
\[N_{t,Rd1}=N_{pl,Rd}= \frac{A \cdot f_y}{\gamma_{M0}}
\]
gdzie:
- A – pole przekroju poprzecznego elementu bez otworów,
- fy – granica plastyczności stali,
- ҮM0 = 1,0 – współczynnik częściowy, w przypadku sprawdzania nośności przekroju poprzecznego.
Literatura:
[1] PN-EN 1993-1-1 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[2] Kozłowski A. Konstrukcje stalowe. Przykłady obliczeń wg PN-EN 1993-1, Część pierwsza wybrane elementy i połączenia. Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2009.
Zobacz też:
Kratownice – budowa, statyka i wyznaczalność
Ramy – budowa, statyka i wyznaczalność
