NS 3472 (2001) (Norwegian Language)
128
NORSK STANDARD NS 3472 3. utgave september 2001 ICS 91.080.10 Søkeord: stålkonstruksjoner, beregnings og konstruksjonsregler Descriptors: steel structures, design rules Prosjektering av stålkonstruksjoner Beregnings og konstruksjonsregler Steel structures Design rules Norsk versjon Standarden er fastsatt av Norges Standardiserings Standarden er utarbeidet av Norges forbund (NSF). Den kan bestilles fra NSF, som Byggstandardiseringsràd (NBR), som også er faglig også gir opplysninger om andre norske og ansvarlig for standarden og kan gi opplysninger om utenlandske standarder. saksinnholdet. Postboks 353 Skøyen, 0213 OSLO Postboks 129 Blindern, 0314 OSLO Telefon: 22 04 92 00 Telefaks: 22 04 92 11 Telefon: 22 96 59 50 Telefaks: 22 60 85 70 Prisgruppe 170 © NSF Gjengivelse uten tillatelse forbudt
-
Upload
breeeeezzzzze -
Category
Documents
-
view
1.017 -
download
40
description
Norwegian code
Transcript of NS 3472 (2001) (Norwegian Language)
NORSK STANDARD NS 34723. utgave september 2001
ICS 91.080.10Søkeord: stålkonstruksjoner, beregnings og konstruksjonsreglerDescriptors: steel structures, design rules
Prosjektering av stålkonstruksjonerBeregnings og konstruksjonsregler
Steel structuresDesign rules
Norsk versjon
Standarden er fastsatt av Norges Standardiserings Standarden er utarbeidet av Norgesforbund (NSF). Den kan bestilles fra NSF, som Byggstandardiseringsràd (NBR), som også er fagligogså gir opplysninger om andre norske og ansvarlig for standarden og kan gi opplysninger omutenlandske standarder. saksinnholdet.
Postboks 353 Skøyen, 0213 OSLO Postboks 129 Blindern, 0314 OSLOTelefon: 22 04 92 00 Telefaks: 22 04 92 11 Telefon: 22 96 59 50 Telefaks: 22 60 85 70
Prisgruppe 170 © NSF Gjengivelse uten tillatelse forbudt
NORSK STANDARD NS 3472
Prosjektering av stålkonstruksjonerBeregnings og konstruksjonsregler
lnnhold
Forord ............................................................................................................................................... ..6
Orientering .................................................................................................................................................. ..6
1 Omfang ................................................................................................................................................ ..7
2 Normative referanser ............................................................................................................................ ..7
3 Tenner og definisjoner ......................................................................................................................... ..9
4 Symboler og systemkoordinater ........................................................................................................ ..114.1 Symboler ................................................................................................................................... ..1 14.2 Symboler for indekser ............................................................................................................... _. 124.3 Systemkoordinater..................................................................................................................... .. 13
5 Prosjektforutsetninger ....................................................................................................................... .. 135. 1 Generelt ..................................................................................................................................... _. 1 35.2 Bruksforutsetninger ................................................................................................................... .. 135 .3 Utførelsesforutsetninger ............................................................................................................ .. 1 4
6 Pålitelighetsklasser ............................................................................................................................ ._ 146.1 Generelt ..................................................................................................................................... _. 146.2 Kvalitetssikring ......................................................................................................................... .. 146.3 Dimensjonerende situasjoner..................................................................................................... .. 14
7 Krav til materialer og utførelse ......................................................................................................... ._ 147.1 Generelt ..................................................................................................................................... .. 147.2 Kontroll av utførelse .................................................................................................................. .. 147.3 Krav til materialer ..................................................................................................................... .. 15
8 Krav til prosjektering og dokumentasjon .......................................................................................... .. 198.1 Generelt ..................................................................................................................................... .. 198.2 Konstruksjonsberegninger ......................................................................................................... .. 198.3 Produksjonsunderlag ................................................................................................................. ..208.4 Prosjekteringskontroll ............................................................................................................... ..208.5 Kontrollplan for utførelsen ........................................................................................................ ..20
9 Last og lastvirkning ........................................................................................................................... ..2l9. 1 Lastantakelser ............................................................................................................................ ..2 19.2 Fysiske størrelser ....................................................................................................................... ..2l9.3 Lastvirkninger ........................................................................................................................... ..219.4 Samvirkekonstruksjoner ............................................................................................................ ..2l
10 Dimensjonenngsprinsipper............................................................................................................. ..2l1 0.1 Generelt ..................................................................................................................................... ..2l1 0.2 Grensetilstander ......................................................................................................................... ..2l
Side 2NS 3472:2001
10.3 Dimensjonerende lastvirkninger................................................................................................ ..2210.4 Dirnensjonerende materialfasthet ............................................................................................... ..22
1 1 Grunnlag for dimensjonering ved beregning ................................................................................... ..231 1.1 Generelt ..................................................................................................................................... ..231 1.2 Virkning av deformasj oner........................................................................................................ ..2311.3 Elastisk global analyse .............................................................................................................. ..2311.4 Plastisk global analyse............................................................................................................... ..2311.5 Ikke lineær global analyse ......................................................................................................... ..24l 1.6 Geometriske avvik..................................................................................................................... ..2411.7 Slankhetskrav for staver ............................................................................................................ ..26
12 Ordinær bruddgrensetilstand .......................................................................................................... ..2612.1 Klassifisering av tverrsnitt.................................................................................................12.2 Kapasitet av tven°snitt.........................................................................................................12.3 Knekking av staver .............................................................................................................12.4 Knekking av plater .................................................................................................................... ..4512.5 Skrueforbindelser ...................................................................................................................... ..5712.6 Sveiste forbindelser ................................................................................................................... ..67
13 Dimensjonering mot utmatting ....................................................................................................... ..721 3. 1 Generelt ..................................................................................................................................... .. 721 3.2 Lastvirkningsanalysen ............................................................................................................... .. 721 3.3 Utmattingskapasitet ................................................................................................................... .. 731 3.4 Utmattingsfastheter ................................................................................................................... _. 7413.5 Modiñsert utmattingsfasthet...................................................................................................... ..80
1 4 Ulykkesgrensetilstanden................................................................................................................. .. 8 114.1 Generelt ..................................................................................................................................... ..8114.2 Brannteknisk dimensj onering .................................................................................................... ..81
1 5 Bruksgrensetilstanden..................................................................................................................... ..901 5. 1 Generelt ..................................................................................................................................... ..901 5 .2 Deformasj oner ........................................................................................................................... ..901 5.3 Vibrasjoner ................................................................................................................................ ..901 5.4 Analyse og dimensjonering ....................................................................................................... ..90
1 6 Korrosjonsbeskyttelse..................................................................................................................... ..9016. 1 Generelt ..................................................................................................................................... ..9016.2 Typer av korrosjonsbeskyttelse ................................................................................................. ..90
Tillegg A (normativt) ................................................................................................................................ ..92
A. 13 Dimensjonering mot utmatting ......................................................................................................... ..92
Tillegg B (informativt) ............................................................................................................................ ._ 1 12Anvisninger og forenklede metoder .................................................................................................... ..l12B.12.3 Knekking av staver................................................................................................................... ..112B.12.4 Knekking av plater ................................................................................................................... .. 121
Litteratur.................................................................................................................................................. ._ 127
Tabeller
Tabell 1 ~ Pålitelighetsklasser ................................................................................................................... .. 14Tabell 2 Kontrollklasse for utførelse ...................................................................................................... _. 14
Tabell 3 Nominelle fasthetsverdier (N/mmz) ......................................................................................... .. 16
Tabell 4 Maksimale tykkelser i millimeter for ulike stålsorter (Pålitelighetsklasse 3) ....... ..Tabell 5 ~ Maksimale tykkelser i millimeter for ulike stålsorter (Pålitelighetsklasse 1 og 2)
Tabell 6 ~ Krav til prosjekteringskontroll ............................................................................... ..
Tabell 7 ~ Grenseverdier for tverrsnittsdelers slankhet.......................................................... ..
Tabell 8 Grenseverdier for vinkelprofiler og rør .................................................................. ..
Tabell 9 Tverrsnittsparametre a og fl for interaksjon ......................................................... _.
Tabell 10 Ekvivalent formfeilfaktor a for knekkurver......................................................... ..
Tabell 11 Grunnlag for valg av knekkurve for ulike tverrsnittsformer ............................... ..
Tabell 12 Ekvivalent momentfaktor ..................................................................................... ..
Tabell 13 Effektiv bredde av trykkpåkjente tverrsnittsdeler med to og ensidig opplagring
Side 3NS 3472:2001
................. ..18
................. ..l9
................. ..20
................. ..28
................. ..29
................. ..33
................. ..35
................. ..38
................. ..44
................. ..47
Tabell 14 ~ Knekkingstallet k., ............................................................................................... ._ 48
Tabell 15 Knekkingsfaktor gw for skjærknekking av plater ............................................... ..
Tabell 16 Reduksjonsfaktorer B; og ,63 for inrrfesting av vinkelprofiler ............................. _.
Tabell 17 ~ Minste hull og kantavstander .............................................................................. ._
................. ..50
................. ..65
................. ..66Tabell 18 Korrelasjonsfaktor flw ......................................................................................... .. 68
Tabell 19 ~ Utmattingsparametre for konstruksjoner i luft ..................................................... ..
Tabell 20 Utmattingsparametre for konstruksjoner med katodisk beskyttelse i sjøvann .... ................... ..77
................. ..78Tabell 21 ~ Utmattingsparametre for konstruksjoner i sjøvarm uten katodisk beskyttelse ....................... ..79Tabell 22 Utrnattingsparametre for rørknutepurrkt ............................................................... ..Tabell 23 ~ Eksponenten k for tykkelseseffekt........................................................................ ..
Tabell 24 ~ Relative verdier for flytegrense og elastisitetsmodul .......................................... ..
Tabell 25 Profilfaktor for uisolerte ståltverrsnitt .................................................................. ._
Tabell 26 Profilfaktor for isolerte ståltverrsnitt ................................................................... ..
Tabell A.1 Detaljer uten sveis (fortsatt) ........................................................................... ..
Tabell A.2 Skrudde forbindelser .......................................................................................... ._
Tabell A.3 Kontinuerlige sveiser orientert parallelt med lastvirkrringen ............................ ._
Tabell A.3 Kontinuerlige sveiser orientert parallelt med lastvirkningen (fortsatt) ............. _.Tabell A.4 Avbrutte sveiser orientert parallelt med lastvirkningen .................................... ._
Tabell A.5 Tverrgående buttsveiser, tosidig sveist ............................................................. ._Tabell A.5 Tverrgående buttsveiser, tosidig sveist (fortsatt) ............................................... ..
Tabell A.5 Tverrgående buttsveiser, tosidig sveist (fortsatt) ............................................... ..
Tabell A.6 Tverrgående buttsveiser, ensidig sveist ............................................................. _.
Tabell A.7 Påsveiste detalj er på overflate eller kant ........................................................... ._
Tabell A.7 Påsveiste detalj er på overflate eller kant (fortsatt) ............................................ ..
Tabell A.7 Påsveiste detalj er på overflate eller kant (fortsatt) ............................................ ..
................. ..80
................. ..80
................. ..83
................. ..85.................. ..87
Tabell A.1 Detaljer uten sveis .......................................................................................... .. ................. ..92
................. ..93
................. ..93
................. ..94
................. ..95
................. ..96
................. ..97
................. ..98
................. ..99
............... ..lO0
............... ..101
............... ..l02
............... ..103
Side 4NS 347232001
Tabell A.8 ~ Forbindelser med lastbærende sveiser........................................................... _.Tabell A_8 Forbindelser med lastbærende sveiser (fortsatt) ............................................ _.
Tabell A.8 ~ Forbindelser med lastbærende sveiser (fortsatt) ............................................ _.
Tabell A.9 Hulprofiler ..................................................................................................... __
Tabell A.9 Hulprofiler (fortsatt) ...................................................................................... ._
Tabell A.9 Hulprofiler (fortsatt) ...................................................................................... _.
Tabell A.l0 Detaljer til rørkonstruksjoner ...................................................................... _.
Tabell A.l0 Detaljer til rørkonstruksjoner (fortsatt) ....................................................... _.Tabell B.1 Translasj ons og rotasjonsstivhet for momentpåkjente staver ....................... _.
Tabell B_2 ~ Klassifisering av gittersystem........................................................................ ._Tabell B.3 ~ Koeffisienter for vipping ved lineært varierende moment ............................ _.
Tabell B.4 Koeffisient C2 for vipping av bjelker med tverrlast ...................................... _.
Figurer
Figur 1 Definisjon av tverrsnittsgeometri og akser ........................................................ _.
Figur 2 Skjevstilling og tverrlaster på avstivningssystemer ............................................ _.
Figur 3 Knekkingsfaktor 1 for bøyningsknekking av staver ........................................... ._Figur 4 Eksempler på sarnrnensatte trykkstaver .............................................................. ._Figur 5 Skjærstivhet for ulike forgitringssystemer.......................................................... ._Figur 6 Vippingsfaktor XLT for vipping .......................................................................... ._
Figur 7 Forskyvning av arealsenter i tverrsnittsklasse 4 (lneffektive arealer er skravert)
Figur 8 ~ Knekkingsfaktor ;(W for skjærknekking av plater............................................. _.
Figur 9 Utforming av endestivere ................................................................................... _.
Figur 10 Eksempler på konsentrert last på steg ............................................................... ._
Figur 11 Lastutbredelse for konsentrerte laster ............................................................... _.
Figur 12 Avstivet plate med eksempler på stivertverrsnitt .............................................. _.
Figur 13 Tverrstiver beregningsmessig initialdeformasjon .......................................... __
Figur 14 Definisjon av hull og kantavstander ................................................................ _.
Figur 15 Krefler på grumr av hevarrnvirking .................................................................. _.Figur 16 ~ Geometrikrav til bolteleddforbindelse .............................................................. ._
Figur 17 ~ Grunnlag for beregning av nettotverrsnitt ........................................................ _.
Figur 18 ~ Utrivingfigurer for skruegrupper ...................................................................... _.
Figur 19 Vinkelprofil festet i ett ben ............................................................................... ._
Figur 20 Lange skrueforbindelser ................................................................................... _.Figur 21 Illustrasjon av buttsveiser, kilsveiser og K sveiser........................................... ._
Figur 22 Spenningskomponenter i kilsveisen.................................................................. ._
Figur 23 Definisjon av a mål for kilsveiser......................................................................... _.
Figur 24 ~ Buttsveiser med delvis ennomsveising.............................................................. ._
Figur 25 Fuger for K sveiser (T buttsveiser) ...................................................................... ._
Figur 26 Avbrutte kilsveiser ................................................................................................ _.
Figur 27 ~ Ugunstige ensidige K og kilsveiser ..................................................................... __
Figur 28 Utmattingskurver for konstruksjoner i luft ........................................................... ._
Figur 29 Utmattingskurver for konstruksjoner med katodisk beskyttelse i sjøvarm ........... ._
.............................. ._78Figur 30 Utrnattingskurver for konstruksjoner i sjøvann uten katodisk beskyttelse
Side 5NS 3472:2001
................. ._69
................. _.70
................. _.70
_________________ __7l
................. ..71
................. ..76
................. ..77
Figur 31 ~ Utrnattingskurver T for rørknutepunkt ____________________________________________________________________________________ ..79
Figur 32 Sperrrring tøyningsdiagram for stål ved høye temperaturer .................................. ._ ................. __82
Figur 33 Temperaturavhengige reduksjonsfaktorer ............................................................................... ..83
Figur B.1 ~ Basissystemer for beregning av knekklengde ......................................... _.
Figur B.2 a Knekklengdefaktor for system I og III _____________________________________________________________ _.
Figur B_2 b Knekklengdefaktor for system II ..................................................................... ._
Figur B.2 c _ Knekklengdefaktor for system IV .................................................................... __
Figur B_2 d Knekklengdefaktor for system V ..................................................................... ._
Figur B.3 Gurtens knekklengde for knekking om svake akse _____________________________________________ _.
Figur B.4 ~ Aktuelle gittersystemer ....................................................................................... ._Figur B.5 Plate med langs og tverrgående stivere______________________________________________________________ ._Figur B_6 Avstivet plate og stivergeometri ......................................................................... _.Figur B.7 Geometri av avstivet platefelt ............................................................................. _.
............... ..112
............... ._l13
............... ._l14
_______________ ..114
............... ._115
_______________ ._116
............... ._116
............... ..12l
............... ..l23
............... ..l25
Side 6NS 347222001
ForordDenne 3. utgaven av NS 3472 erstatter 2. utgave, juni 1984 og senere opplag av samme utgave.Standarden er fiillstendig omarbeidet.
Revisjonen er gjennomført på grunnlag av NS ENV 1993 1 1. NS 3472 følger denne europeiskeførstandarden så langt det er funnet formålstjenlig.
Standarden er tilpasset NS 3490, som er den norske utgaven av ENV 1991 1: Basis ofdesign.
Tillegg A er nonnativt og inngår i standardens bestemmelser. Tillegg B er infonnativt og gir anvisningerog tilnærmede beregningsmetoder til enkelte punkter i standarden innenfor standardens bestermnelser_Nummereringen følger standardens nummerering med bokstaven A hhv. B foran nummeret.
OrienteringI herrhold til § 6 1 i Tekniskeforskrifter tilplan og bygningsloven (PBL) kan bestemmelsene i PBL ogkravene i forskriftene anses oppfylt dersom det benyttes metoder i samsvar med Norsk Standard.
1 Omfang
Side 7NS 3472:2001
Standarden fastlegger regler for prosjektering av stålkonstruksjoner. Med stålkonstruksjoner forstås idenne standard bærende konstruksjoner i bygninger, bruer, master, stativer, kranbaner, kraner osv.Bærende konstruksjoner for faste og flytende installasjoner på kontinentalsokkelen er også dekket. Forenkelte av konstruksjonene kan myndighetsgitte regler komme i tillegg.
Prosjektering etter denne standarden omfatter å klarlegge prosjektforutsetninger og utarbeidekonstruksjonsberegninger, tegninger og annen nødvendig dokumentasjon, samt angi krav til materialer,utførelse og kontroll.
Standarden gjelder for stålmaterialer innenfor de angitte fasthetsklasser.
Standarden forutsetter at prosjekteringen utføres av fagfolk med den nødvendige teoretiske og praktiskeinnsikt.
2 Normative referanserDenne standarden viser til de etterfølgende udaterte standarder. Det er den siste utgaven som gjelder.
NS EN 1363 lNS EN 1363 2NS 3420 P1
NS 3420 P3NS 3420 P5NS 3464
NS 3473NS 3476
NS 3479NS 3490
NS 3491 1
NS 3491 2
NS 3491 5
NS 3919
Prøving av brannmotstand Del 1: Generelle kravPrøving av branrrrnotstand Del 2: Altemative prosedyrer og tilleggsprosedyrerBeskrivelsestekster for bygg og anlegg Del P1: StålkonstruksjonerBeskrivelsestekster for bygg og anlegg Del 3: Tynnplatekonstruksjoner av stålprofilerBeskrivelsestekster for bygg og anlegg Del 5: KorrosjonsbeskyttelseUtførelse av stålkonstruksjoner Allmenne regler og regler for bygninger
Prosjektering av betongkonstruksjoner Beregnings og konstruksjonsreglerProsjektering av samvirkekonstruksjoneri stål og betong Beregning ogdimensj oneringProsjektering av bygningskonstruksj oner Dimensjonerende laster”Prosjektering av konstruksjoner Krav til pålitelighetProsjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster ~ Del 1: Egenlaster ognyttelasterProsjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster Del 2: Laster påkonstruksjoner ved brann”Prosjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster Del 5:Temperaturpåvirkninger”Brannteknisk klassifisering av materialer, bygningsdeler, kledninger og overflater
NS EN ISO 12944 1 Maling og lakk Korrosj onsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer Del 1: Generell introduksjon (ISO 12944 1 : 1998)
NS EN ISO 12944 2 Maling og lakk ~ Korrosj onsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer Del 2: Klassifisering av miljøet (ISO 12944 2:l998)
NS EN ISO 12944 3 Maling og lakk Korrosj onsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer « Del 3: Vurdering av utfonning (ISO 12944 3:1998)
NS EN ISO 12944 4 Maling og lakk Korrosj onsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer Del 4: Overflatetyper og forbehandling (ISO 12944 4:1998)
1) NS 3479 vil bli erstattet av NS 3490 og 3491. NS 3491 vil bli utgitt i separate deler for hver lasttype. Inntil disse deler foreligger, kan derelevante punkter i NS 3479 benyttes, se punkt 9.1.
2) Under utgivelse3) Under utgivelse
Side 8NS 3472:2001
NS EN ISO 12944 5 Maling og lakk Korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer Del 5: Beskyttende malingssystemer (ISO 12944 5: 1998)
NS EN ISO 12944 6 Maling og lakk Korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer ~ Del 6: Metoder for laboratorieprøving av holdbarhet (ISO 129446: 1 998)
NS EN ISO 12944 7 Maling og lakk Korrosj onsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer Del 7: Utførelse og kontroll av malearbeid (ISO 12944 7:1998)
NS EN ISO 12944 8 Maling og lakk Korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjoner med beskyttendemalingssystemer Del 8: Utarbeidelse av spesifikasjoner for nye konstruksjoner ogvedlikehold (ISO 12944 8: 1998)
NS EN ISO 14713 Korrosjonsbeskyttelse av jem og stål i konstruksjoner Sink ogaluminiumsbelegg Retningslinjer
NS EN 10025 Vannvalsede produkter av ulegerte konstruksjonsstål Tekniske leveringsbetingelserNS EN 10113 1 Varnrvalsede produkter av sveisbare finkonrbehandlede konstruksjonsstål Del 1:
Generelle leveringsbetingelsern
NS EN 10113 2 Vannvalsede produkter av sveisbare finkombehandlede konstruksjonsstål Del 2:Leveringsbetingelser for normalisert stål/nonnalisert og Valset stål
NS EN 10113 3 Varrnvalsede produkter av sveisbare finkombehandlede konstruksjonsstål Del 3:Leveringsbetingelser for termomekanisk valset stål
NS EN 10137 1 Plater og bredflatstål av høyfast stål i seigherdet eller utskillingsherdet tilstand Del 1Generelle leveringsbetingelser
NS EN 10137 2 Plater og bredflatstål av høyfast stål i seigherdet eller utskillingsherdet tilstand Del 2Leveringsbetingelser for seigherdet stål
NS EN 10137 3 Plater og bredflatstål og høyfast stål i seigherdet eller utskillingsherdet tilstand Del 3Leveringsbetingelser for utskillingsherdede stål
NS EN 10155 Konstruksjonsstål med forbedret motstand mot atrnosfærisk korrosjon Tekrriskeleveringsbetingelser
NS EN 10210 1 Varmvalsede hulprofiler av ulegerte og firrkornbehandlede konstruksjonsstål Del 1:Tekniske leveringsbetingelser
NS EN 10219 1 Kaldfonnede sveiste hulprofiler av ulegerte og finkombehandlede konstruksjonsstålDel 1: Tekniske leveringsbetingelser
prEN 10225 Weldable structural steels for fixed offshore structures.“
ENV 1991 1 Eurocode 1 Basis of design and actions on structures Part 1: Basis of design
NS ENV 1993 l 1 Eurocode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner Del 1 1: Generelle regler ogregler for bygninger
ENV 1993 1 2 Eurocode 3: General rules ~ Part 1 2: Structural fire designENV 1993 1 5 Eurocode: General rules ~ Part 1 5: Supplementary rules for planar plated structures
without transverse loadingENV 1993 2 Eurocode 3: Design of steel structures Part 2: Supplementary rules for bridges
NT FIRE 021 Insulation of steel products Fire protection
1) Under utarbeidelse
Side 9NS 3472:2001
3 Termer og definisjonerNS 3490 inneholder termer og definisjoner som gjelder for alle konstruksj onsmater ialer_I denne standarden elderfølgende definisjoner der enkelte også finnes i NS 3490:
3.1analyseberegning av lastvirkningene i konstruksjonen
3.2brannmotstand 'tid i minutter som en bygningsdel motstår oppvanning uten å miste de branntekniske egenskaper somkreves av den
3.3bruddgrensetilstandtilstand som er knyttet til sammenbrudd eller andre lignende former for konstruksjonssvikt[NS 3490]
3.3.1ordinær bruddgrensetilstandbruddgrensetilstand som er knyttet til ordinære laster
3.3.2ulykkesgrensetllstandspesiell bruddgrensetilstand som svarer til sarnrnenbrudd etter en lite sannsynlig hendelse med uvanligeforhold for konstruksjonen, f.eks. brann, eksplosjon, støt, lokal svikt osv.
3.3.3utmattingsgrensetilstandspesiell bruddgrensetilstand som svarer til brudd på grunn av virkrringen av gjentatte laster
3.4bruksgrensetilstandbruksgrensetilstandene er knyttet til spesifiserte kriterier for en konstruksjon eller en konstruksjonsdel vednormal bruk[NS 3490]
3.5dimensjonerende brukstidforventet periode en konstruksjon til et tiltenkt formål og med forventet vedlikehold skal brukes uten atdet er nødvendig med betydelig reparasjon[NS 3490]
3.6dimensjonerende lastlast som skal brukes ved undersøkelse av en konstruksjon i den angitte grensetilstand
3.7dimensjonerende lastvirkninglastvirkrring beregnet på grurmlag av dimensj onerende laster
Side 10NS 3472:2001
3.8dimensjonerende materialfasthetmaterialfasthet som kan utnyttes ved beregning av kapasitet
3.9dimensjoneringfastleggelse av dimensjoner eller påvisning av at dimensjonene er tilstrekkelige til at kravene igrensetilstandene er tilfredsstilt
3.1 0kapasitetmekanisk egenskap til en komponent, et tverrsnitt eller en konstruksjonsdel knyttet tilbruddgrensetilstanden
3.1 1karakteristisk lastlast med en fastlagt sannsynlighet, basert på årsekstremer for at den ikke overskrides et enkelt år. Forlaster som er spesifisert med maksimalverdier som ikke tillates overskredet, benyttes maksimalverdiensom karakteristisk last
3.1 2karakteristisk materialfasthetmaterialfasthet bestemt ved prøving med en fastlagt sannsynlighet for at den ikke skal bli underskredet
3.1 3konstruksjonsberegningberegning som viser at kravene i de ulike grensetilstandene blir oppfyltMERKNAD Konstruksjonsberegninger omfatter analyse og dimensjonering
3.14kritisk materialtemperaturtemperatur der materialets dimensjonerende fasthet er redusert til den beregningsmessige spermingen ivedkommende grensetilstand
3.1 5lastpåførte konsentrerte og fordelte krefter som virker på konstruksjonen og påførte forskyvninger ellertøyninger i konstruksjonenMERKNAD Tennen “last” brukes i det vesentlige i samrne betydning som formen “påvirkning”_ “Last” brukes oftetil å beskrive bare lcraflpåvirkningen, men omfatter i denne standarden også virkningene av påførte forskyvninger ogtøyninger[NS3490]
3.1 6lastfaktorpartialfaktor for last (påvirkning)[NS 3490]
3. 1 7lastvirkningfølgene av påvirkninger på konstruksjonen, f_eks. snittkraft, moment, spemring, tøyning eller forskyvning[NS 3490]
3.18materialfaktorfaktor som karakteristisk fasthet skal divideres med for å gi dimensjonerende fasthetMERKNAD: Materialfaktoren tar hensyn til usikkerheten i materialfasthet og tverrsnittsgeometrr Usrkkerheter rmodellen for beregning av kapasitet inngår i reglene for beregning av kapasitet for de ulike bruddformer
3.19produksjonsunderlagarbeidsbesknvelser og tegninger den utførende skal ha for å kunne utføre arbeidet i henhold tilprosjekteringsforutsetningene[Ns 3490]
3.20prosjekterendeperson eller foretak som utfører prosjekteringen
3.21samvirkekonstruksjonkonstruksjon med tverrsnitt satt samrnen av deler av betong eller av betong og stål, hvor delene virkersammen ved overføring av laster
3.22spennviddeavstand mellom de forutsatte oppleggsreaksjonenes senterlinjer
3.23spenningsviddedifferensen mellom største og minste spenning ved en variasjon i lasten
3.24systemlinjereferanselinje i den benyttede beregningsmodellen
4 Symboler og systemkoordinater
4.1 SymbolerSymbol
QQQQQC/J22§F"*C§'71f11D>
Størrelse Enhet
tverrsnittsareal mmzstålets elastisitetsmodul N/mmkraft, last Nskjærrnodul N/rnrn2. arealmoment mm4lengde, teoretisk spermvidde mmmoment Nrnrnaksialkraft Nlastvekslingstalllastvirkningskj ærkraft Nvolum mm3tverrsnittsmodul mm3rotrnål for sveis mmkantlengde mrn
NS 3472 2001
2
2
l
1
l
Side 12NS 3472:2001
<~,s,><Q <as*e==5>» =~\m=._e~7f
=~|Q%ä=Qt§
bredde eller kantlengdediametereksentrisitet, ende og kantavstandmaterialfasthettotalhøyde av tverrsnitttreghetsradiuskoeffisient, faktornonnalisert momentnonnalisert aksialkraftantallskrueavstand, hullavstandradiuslastutbredelsetid, branmnotstand i minuttertykkelsetemperaturutvidelseskoeffisientknekkingsfaktor 1lengdetøyning, regnet positiv som forlengelseflytespermingsforholdlastfaktormaterialfaktorfaktor mht. skjærslankhettemperaturnorrnalsperrrring, regnet positiv for strekkskjærspenning
4.2 Symboler for indekserIrrdekser som brukes i standarden, har følgende betydning:
~«= +=gèo.g3oo <» jçezzsgfi
<::g=,* c::5~w:t:
grensevippingmomentaksialkraftmotstandtorsjonsmomentskjærkraftbruttotrykksonekritiskdimensjonerende fasthet eller kapasiteteffektivdimensjonerende lastvirkningflens (for geometriske størrelser)lastvirknig, hhv. kapasitet ved høy temperaturgurt, flenskarakteristisk verdilengdemiddelverdinettoverdiplastiskstiverbruddfasthetskjær
rrnnmmnnnN/mmzmmmrn
mmmmmmminmm
, o/oo
°CN/mmN/mm
2
2
:j_ci>~<g
Side 13NS 3472:2001
steg, sveisflytningegenskap ved høy temperaturnonnalparallell
4.3 SystemkoordinaterFølgende konvensj on er benyttet for koordinatakser, se figur 1:
x akse
y akse
z akse
u aksev akse
irbrrrfiri” rrrårrrfmr
komponentens lengdeakse
tverrsnittets sterke akse; for Vinkelprofil akse parallelt med minste virrkelben
tverrsnittets svake akse; for virrkelprofil akse parallelt med største vinkelben
tverrsnittets sterke akse når den ikke faller sammen med y aksentverrsnittets svake akse når den ikke faller sammen med z aksen
ZI
I____T__E ~"' N/,r\\I:r 1 Ei i
Figur 1 Definisjon av tverrsnittsgeometri og akser
5 Prosjektforutsetninger
5.1 GenereltProsjektforutsetningene skal være klarlagt når det elderbruk og utførelse. Disse er grunnleggende for atkonstruksjoner prosjektert etter denne standarden får den pålitelighet som er krevd i NS 3490.Den prosjekterende skal påse at bruksforutsetningene fremskaffes.
5.2 BruksforutsetningerStandarden forutsetter at det foreligger tilstrekkelig inforrnasjon om konstruksj onens bruk og drift.Informasjonen skal omfatte
beskrivelse av konstruksj onens bruks og driftsforutsetninger;
lastbeskrivelse;
miljøbetingelser.
Standarden forutsetter videre at
konstruksj onens bruksbetingelser ikke blir endret uten ny vurdering av sikkerhet og funksjon;
~ konstruksjonen blir tilfredsstillende vedlikeholdt, slik at sikkerhet og funksjonsdyktighetopprettholdes.
Side 14NS 3472:2001
5.3 Utførelsesforutsetninger
Standarden forutsetter at stålarbeider ikke utføres før:det nødvendige produksjonsunderlag foreligger;de nødvendige beregninger er utført, og prosjekteringskontroll, som krevd i 8.4, er gjennomført.
6 Pålitelighetsklasser
6.1 Generelt
Pålitelighetsklassen fastsettes i samsvar med NS 3490 i forhold til de mulige konsekvenser av brudd ellerfunksjonssvikt av en konstruksjon eller konstruksjonsdel.
Tabell 1 Pålitelighetsklasser
Pàlitelighetsklasse Konsekvensl Liten2 Middels
Stor
Særlig storAU)
Konstruksjonsdeler som ikke inngår pi hovedbæresystemet av en konstruksjon, kan ha laverepålitelighetsklasse enn hovedbæresystemet.MERKNAD: NS 3490 gir veiledende eksempler for fastsettelse av pâlitelighetsklasse.
6.2 KvalitetssikringKrav til kvalitetssikring er gitt i NS 3490.
6.3 Dimensjonerende situasjonerKonstruksjoner skal undersøkes for dimensj onerende situasjoner som, angitt i NS 3490.
7 Krav til materialer og utførelse
7.1 GenereltKrav til materialer og utførelse skal fremgå av produksjonsunderlaget.
Stålkonstruksjoner skal utføres i samsvar med NS 3464.
7.2 Kontroll av utførelse7.2.1 Den prosjekterende skal angi kontrollklasse på grunnlag av pålitelighetsklasse, i samsvar med tabell2 og bestemmelsene i NS 3490.
Tabell 2 Kontrollklasse for utførelse
BegrensetNormal
DJ UtvidetIk Skal spesifiseres
Pàlitelighetsklasse Kontrollklasse for utførelsel2
Side 14NS 3472:2001
5.3 Utførelsesforutsetninger
Standarden forutsetter at stålarbeider ikke utføres før:det nødvendige produksjonsunderlag foreligger;de nødvendige beregninger er utført, og prosjekteringskontroll, som krevd i 8.4, er gjennomført.
6 Pålitelighetsklasser
6.1 Generelt
Pålitelighetsklassen fastsettes i samsvar med NS 3490 i forhold til de mulige konsekvenser av brudd ellerfunksjonssvikt av en konstruksjon eller konstruksjonsdel.
Tabell 1 Pålitelighetsklasser
Pàlitelighetsklasse Konsekvens1 Liten2 Middels
Stor
Særlig storAU)
Konstruksjonsdeler som ikke inngår gi hovedbæresystemet av en konstruksjon, kan ha laverepålitelighetsklasse enn hovedbæresystemet.MERKNAD: NS 3490 gir veiledende eksempler for fastsettelse av pålitelighetsklasse.
6.2 KvalitetssikringKrav til kvalitetssikring er gitt i NS 3490.
6.3 Dimensjonerende situasjonerKonstruksjoner skal undersøkes for dimensj onerende situasjoner som, angitt i NS 3490.
7 Krav til materialer og utførelse
7.1 GenereltKrav til materialer og utførelse skal fremgå av produksjonsunderlaget_
Stålkonstruksjoner skal utføres i samsvar med NS 3464.
7.2 Kontroll av utførelse7.2.1 Den prosjekterende skal angi kontrollklasse på grunnlag av pålitelighetsklasse, i samsvar med tabell2 og bestemrnelsene i NS 3490.
Tabell 2 Kontrollklasse for utførelse
BegrensetNonnal
DJ UtvidetIk Skal spesifiseres
Pàlitelighetsklasse Kontrollklasse for utførelse12
Side 15NS 3472:2001
Kravene til kontroll av utførelse er gitt i NS 3490 og i NS 3464.
Det forutsettes at det for prosjekter i pålitelighetsklasse 2, 3 og 4 utarbeides en kontrollplan, og at denutførte kontroll dokumenteres. Planen skal fremheve de omrader som er særlig viktige.
7.2.2 For stålarbeider i klasse u tv i d e t k o n tr o 1 1 skal det foreskrives at kontrollen utføres av foretaksom er uavhengige av de utførende foretak.
7.3 Krav til materialerGrumimaterialer og forbindelsesmidler skal tilfredsstille kravene i Norsk Standard, se punkt 2.
For levering og kontroll av materialer henvises det til NS 3464.
7.3.1 Stàlsorter og konstruksjonsfastheter
7.3.1.1 Nominelle fasthetsverdierDe nominelle verdier for flytespenning fy og strekkfasthet jf., er gitt i tabell 3 for de vanligstekonstruksj onsstål.
Flytespenningsforholdet 5 er definert ved
8: ,der fy innsettesiN/mm2.y
Side 16NS 3472:2001
Tabell 3 Nominelle fasthetsverdier (Nlmmz)
1§40mm 4omm<1Ssomm°)Stàlsort
fy 111 Å fir
Ns EN 100251)Ns EN 10210 1Ns EN 10219 1s235 235 360s275 275 430S355 355 510
Ns EN 101132)S275 N/NL 275 390s355 N/NL 355 490s420 N/NL 420 540s460 N/NL 460 570
S275 M/ML 275 380S355 M/ML 355 “ 470S420 l\/I/ML 420 520S460 M/ML 460 550
Ns EN 10137 4)s46o Q/QL/QL1 460 570
Ns EN10155 5)S235 W 235 360s355 W 355 510
215255
335
235335390430
255 4)335 4)390 4)430 4)
340410490
370470520550
360 4)450 4)500 4)530 4)
440 550
215 340335 490
l) Vanlig konstruksjonsstål.2) Finkornstål.3) Seigherdingsstål.4) Gjelder for plater med 40 mm < t S 63 mm.5) Rusttrege stål.6) For t > 80 rmn kan verdiene fra produktstandarden legges til grunn.
7.3.2 Materialkrav ved global plastisk analyse
Side 17NS 3472:2001
Dersom en global plastisk analyse benyttes for konstruksjonen skal materialet tilfredsstille følgende tretilleggskrav:
a) Forholdet mellom de nominelle verdier avfu ogfy skal tilfredsstille
Il 21,2fy
b) bruddforlengelsen 55 ikke er rnindre enn 15 %
c) tøyningen 6., som svarer til fu skal tilfredsstille
euz l5sy
der sy er tøyningen som svarer til
Stålsortene som er gitt i tabell 3 kan anses å tilfredsstille disse kravene.
7.3.3 Slagseighet
Materialet skal ha tilstrekkelig slagseighet, slik at sprøbrudd ikke opptrer ved konstruksjonens lavestedriftstemperatur i løpet av dens dimensjonerende brukstid. Driflstemperaturen bestennnes på grunnlag av50 års returperiode.Dette kravet kan anses oppfylt dersom platetykkelsen ikke overskrider verdiene i henholdsvis tabell 4 forkonstruksjoner i pålitelighetsklasse 3 og tabell 5 for pålitelighetsklasse 1 og 2.MERKNAD 1 NS 3491 5 som er under utarbeidelse, vil gi døgnminimumstemperatur med 50 års returperiode for118 målestasjoner i Norge.MERKNAD 2 Regler for støtbelastede konstruksjoner er gitt i ENV 1993 2, Armex C.
Side 18NS 3472:2001
Tabell 4 Maksimale tykkelser i millimeter for ulike stålsorter (Pålitelighetsklasse 3)
Stàlsort Laveste drifistemperatur 01)Standard Betegnelse 0 °C 10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C
PJS EHQ10025
S235JRS235J0S235J2
25>l00>l00
1680
>l0045
>l003045
2035
1625
S275JRS275J0S275J2
20>l00>l00
75>l00
40100
2540
2030 20
S355JR
S355J0
S355J2
S355K2
16
75
>l00
>l00
55
100
>l00
35
75
>l00
20
35
75
16
25
40
1620
NS EN10113
S275N/MS275NL/ML
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
100>l00
45100
25
90S355N/MS355NL/ML
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
_75>l00
40
752040
S420N/MS420NL/ML
>l00
>l00>l00
>l00>l00
>l0045
1003545
2530
S460N/MS460NL/ML
>l00>l00
>l00>l00
100>l00
4075
3040
2030
Ns EN 2)10137
s460Qs460QLs460QL1
>l00>l00>l00
100>l00>l00
40100
>l00
204075
3040
2030
1) For konstruksjoner som er utmattingsbelastet, skal maksimal tykkelse velges etter verdier forminste driftstemperatur 20 °C. Angivelsen > 100 i tabellen betyr at tykkelsen kan være størreenn 100 mm og at en egen vurdering er nødvendig for å fastsette grensen.2) Seigherdingsstål (Q stål)
Tabell 5 Maksimale tykkelser i millimeter for ulike stålsorter(Pålitelighetsklasse 1 og 2)
Side 19NS 3472:2001
Stålsort Laveste driftstemperaturStandard Betegnelse 0 °C 10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50°C
NS EN10025
S235JRS235J0S23 5J2
45>l00>l00
30>l00>l00
25
>l00
>l00
16100
>l0045
>l0025
75S275JRS275J0S275J2
45>l00>l00
30>l00>l00
20100
>l0075
>l0040100
3075
S355JRS355J0S355J2S355K2
40
>l00
>l00
>l00
20
>l00
>l00
>l00
75
>l00
>l00
45
>l00
>l00
35
75
>l00
25
45
100
NS EN10113
S275N/M
S275NL/ML
>l00>l00
>l00>l00
>l00
>l00
>l00>l00
>l00>l00
100>l00
S355N/MS355NL/ML
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
100>l00
S420N/MS420NL/ML
>l00
>l00
>l00
>l00
>l00
>l00
>l00
>l00
>l00>l00
80
95S460N/MS460NL/ML
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
>l00>l00
100>l00
7590
Ns 13N))10137
s460Qs460QLs460QL1
>l00>l00>l00
>l00>l00>l00
100>l00>l00
75>l00>l00
45100
>l00
357590
1) Seigherdingsstål (Q stål)
8 Krav til prosjektering og dokumentasjon
8.1 GenereltDokumentasjon etter denne standarden skal være datert og underskrevet av den prosjekterende. Denutførte prosjekteringskontroll skal fremgå.
8.2 Konstruksjonsberegninger
Konstruksj onsberegningene skal gi tilstrekkelig infonnasjon om de forutsetninger som er lagt til grumr forprosjekteringen. Informasjonen skal omfatte følgende:
bruksforutsetninger;~ pålitelighetsklasse(r);
~ lastantakelser;underlagets eller grunnens egenskaper;miljøpåvirking;
krav til brannmotstand;
11
1111
I
11
1
1
11
Side 20NS 3472:2001
øvrige forutsetninger for konstruksjonsberegningene.
Beregningene skal angi:
~ beregningsmodell;materialer;
kontrollklasser;toleranser, toleranseklasse;
beregningsmetoder;
~ dimensjonerende lastvirkninger;
dimensjonering i samsvar med denne standard.
For ikke alminnelig kjente beregningsmetoder skal kilder oppgis eller formler utledes så langt atriktigheten kan kontrolleres. For datamaskinprogram skal det foreligge dokumentasjon som redegjør forprograrmnets teorigrumrlag, metoder, gyldighetsområde, innlesning av data og utskrift av resultater samtutprøving og kontroll. Utskriften skal irmeholde fullstendig identifikasjon av programversjonen ogberegningsforutsetningene slik at resultatene kan kontrolleres.
8.3 ProduksjonsunderlagProduksjonsunderlaget skal bestå av tegninger, beskrivelser og spesifikasjoner som entydig beskriverhvordan konstruksjonen skal utføres. NS 3464, og NS 3420 P1 angir hva som skal inngå iproduksjonsunderlaget.
8.4 ProsjekteringskontrollKonstruksj onsberegninger og tegninger skal kontrolleres. Utført kontroll skal dateres og signeres.Krav til kontroll av prosjekteringen er fastsatt på grunnlag av konstruksjonens pålitelighetsklasse(r) isamsvar med NS 3490, som vist i tabell 6.
Tabell 6 Krav til prosjekteringskontroll
Pàlitelighetsklasse 1 Kontrollklasse for prosjekteringl 1 Begrenset2 Normal
UtvidetSkal spesifiseresBLA
8.5 Kontrollplan for utførelsenDen prosjekterende skal angi hvilke deler av konstruksjonen der det er særlig viktig at utførelsen blirnøye kontrollert, slik at dette kan innarbeides i kontrollplanen, se 7.2.
Side 21NS 3472:2001
9 Last og lastvirkning
9.1 Lastantakelser9.1.1 Konstruksjoner skal beregnes for de laster som er gitt i NS 3490 og NS 3491, andre gjeldendelastforskrifter og spesifikasjoner fra tiltakshaver.
Det skal tas hensyn til lasttilstander under bygging som har betydning for konstruksj onens senerefunksj onsdyktighet.9.1.2 Det skal tas hensyn til virkningene av temperaturendringer der dette har betydning forkonstruksjonens funksjon og bæreevne.
9.2 Fysiske størrelser
Følgende nominelle verdier kan benyttes som karakteristiske verdier for konstruksjonsstål:
~ e1astisitetsmodulE = 2,1 x 105 N/mmz;
V skjærmodul G = 0,8 x 105 N/mmz;
~ tverrkontraksj onstall v= 0,3;
massetetthet p = 7850 kg/m3;
~ tyngdetetthet ;/= 77 kN/m3;
stålets temperaturutvidelseskoeffisient a = 12 x l0`6 per °C..
9.3 Lastvirkninger9.3.1 Lastvirkningene beregnes på grunnlag av konstruksjonen.s systemlinjer eller flater. Det skal tashensyn til avvik fra tilsiktet systemgeometri der dette har vesentlig betydning for lastvirkningene.Systemtoleranser er gitt i NS 3464.
9.3.2 Reglene for beregning av lastvirkninger er gitt under de enkelte grensetilstander.
9.4 Samvirkekonstruksjoner9.4.1 Konstruksjoner der konstruksjonsdeler av betong skal virke sammen med konstruksjonsdeler avstål, skal beregnes i henhold til reglene i NS 3476. Ståldelene kan beregnes og dimensjoneres etterreglene i denne standarden.9.4.2 I bruksgrensetilstanden skal det tas hensyn til om de enkelte laster påføres før eller etter at samvirkeer etablert.
10 Dimensjoneringsprinsipper
10.1 Generelt
Dimensjonering kan baseres på beregninger eller prøving eller en kombinasjon av disse.MERKNAD Denne standarden gir ikke regler for dimensjonering ved prøving. NS 3490 gir retningslinjer fordimensjonering ved prøving. ENV 1993, Annex Y gir også anvisninger for dimensjonering ved prøving.
10.2 Grensetilstander10.2.1 Konstruksjoner skal tilfredsstille kravene i følgende grensetilstander:
ordinær bruddgrensetilstand;ulykkesgrensetilstanden;
Side 22NS 3472:2001
utrnattingsgrensetilstanden;
bruksgrensetilstanden.
10.2.2 I ordinær bruddgrensetilstand og ulykkesgrensetilstanden skal det påvises ved beregning eller veden kombinasjon av beregning og prøving at kapasiteten er større enn de dimensjonerende lastvirkninger.
10.2.3 I utmattingsgrensetilstanden påvises at konstruksjonen tåler de forutsatte lastvekslinger.
10.2.4 Ved dimensjonering i bruksgrensetilstanden skal det påvises at konstruksjonen under hele sinbrukstid tilfredsstiller krav knyttet til dens bruk og forrnål. Krav til grenseverdier skal fremgå avforutsetningene for konstruksjonsberegningene. Krav til bruksgrensetilstanden skal også sikrekonstruksj onens bestandighet og bæreevne.
Påvisningen kan omfatte:tøyninger;forskyvninger;
dynamiske virkninger.
10.3 Dimensjonerende lastvirkninger10.3.1 Dimensjonerende lastvirkninger bestennnes ved bruk av laster iihenhold til 9.1.1 og lastfaktorer, isamsvar med NS 3490.10.3.2 Dimensj onerende lastvirkninger forårsaket av påførte deformasjoner ved temperaturendringer,støttesenkninger osv. er enten pennanente laster (G) eller variable laster (Q) og skal behandlestilsvarende, se NS 3490.
10.3.3 Ved dimensjonering for laster i utmattingsgrensetilstanden skal lastfaktoren settes lik 1,0 for allelaster, se l3.2.1.
10.4 Dimensjonerende materialfasthet
10.4.1 Ved dimensjonering ved beregning fastsettes en dimensjonerende materialfasthet ved atkarakteristisk fasthet divideres med en materialfaktor ;fM. Karakteristisk materialfasthet settes lik denominelle verdier forfy ellerfu gitt i 7.3, avhengig av hvilken kapasitet som påvises.
Materialfaktoren skal ta hensyn til usikkerheter i materialfasthet og tverrsnittsgeometri. Materialfaktoreneer fastsatt uten hensyn til eventuell kapasitetsreduksjon forårsaket av korrosjon eller mekanisk nedbryting.
10.4.2 MaterialfaktorerFor materialfaktorer benyttes følgende verdier:
a) Ordinær bruddgrensetilstand
Tverrsnittskapasitet ml = 1,10
Stavknekking 7/M] = 1,10
Kapasitet av svekket tverrsnitt ;/M; = 1,25
Skrue og bolteforbindelser nm = 1,25
Sveiste forbindelser ;/M2 = 1,25
Friksjonsforbindelser ;»M3 = 1,25
For spesielle tilfeller kan ;»M3 ha annen verdi, se 12.5.2.7.
Side 23NS 3472:2001
b) Ulykkesgrensetilstanden
Alle materialfaktorer settes lik 1,0
c) Utmattingsgrensetilstanden
Materialfaktor 7»Mf= 1,0
Under spesielle betingelser kan andre verdier benyttes, se 13.3.1.
d) BruksgrensetilstandenAlle materialfaktorer settes lik 1,0, unntatt i friksjonsforbindelser, der faktoren nm settes lik 1,10.
11 Grunnlag for dimensjoneringved beregning
11.1 GenereltPåvisning av konstruksjonens eller komponentenes kapasitet i bruddgrensetilstanden skal baseres på enlastvirkningsanalyse i henhold til en av følgende metoder:
Elastisk global analyse
Plastisk global analyse
Ikke lineær global analyseDimensjonering av konstruksjonens komponenter (påvisning av kapasitet) kan baseres på:
Elastisitetsteorien
Plastisitetsteorien
Ved beregning av lastvirkningene skal de karakteristiske lastene multipliseres med de relevantelastfaktorene i henhold til NS 3490.
11.2 Virkning av deformasjonerDen globale analysen kan gjennomføres etter en
a) 1. ordens analyse basert på konstruksj onens initialgeometri, der aksialkreflenes innvirkning påkonstruksjonens stivhet og endringer i konstruksjonens geometri som skyldes lastene, neglisjeres.Slike analyser kan benyttes for avstivede konstruksjoner der de horisontale krefter kan tas avavstivningssystemet og for konstruksjoner som har tilstrekkelig sideveis stivhet, slik at tillegget i deindre krefler, som skyldes knutepunktenes forskyvning, kan neglisjeres. I motsatt fall må det tashensyn til virkningen av deformasjonene ved den etterfølgende dimensjonering.
b) 2. ordens analyse som tar hensyn til at deformasjoner som skyldes lastene, vil påvirke snittlcreftenesfordeling og størrelse i konstruksjonen. Slike analyser kan benyttes for alle konstruksj onstyper.
11.3 Elastisk global analyseAnalysen forutsetter at materialets spermings tøyningsrelasjon er lineær med en elastisitetsmodul Euavhengig av spenningsnivået. Denne antakelse kan benyttes både for 1. og 2. ordens analyse.
Ved analysen skal det tas hensyn til eventuell redusert stivhet av komponenter på grunn avskjærdeformasj oner (shear lag).
En elastisk lastvirkrringsanalyse kan kombineres med en plastisk beregning av komponentenestverrsnittskapasitet.
11.4 Plastisk global analyse
Ved bruk av en plastisk global analyse (flyteleddberegning) skal komponentene ha tilstrekkeligrotasjonskapasiteti de områder hvor det forutsettes at flyteledd vil opptre, se 12.1.2, og tverrsnittet skal
11
111
Side 24NS 3472:2001
ha en symmetriakse i belastningens plan. Komponentene skal være avstivet mot sideveis forskyvning ialle punkter hvor flyteledd dannes.
1 1.5 Ikke lineær global analyse
Ikke lineære analyser ivaretar ikke lineariteter som både skyldes endringer i konstruksjonens geometri ogmaterialets inelastiske oppførsel. Slike analyser integrerer lastvirkningsanalysen og dimensj oneringen, ogegen påvisning av kapasiteten er unødvendig.
Med mindre det tas hensyn til lokal knekning i analysen, skal komponentene tilhøre tverrsnittsklasse 1.Beregningsmodellen skal kurme representere konstruksjonstypens virkelige oppførsel.
I analysen skal det tas hensyn til relevante materialegenskaper, egenspenninger, geometriskeimperfeksjoner, 2. ordens effekter, og eventuelle deformasjoneri forbindelser og konstruksjonsdetalj er.
11.6 Geometriske awik
Virkningen av geometriske avvik skal ivaretas i den globale lastvirkningsanalysen, ved analysen aveventuelle avstivningssystemer, samt ved dimensj oneringen av de enkelte komponenter.
Beregningsmessig kan avvikene ivaretas med et representativt avvik i beregningsmodellens geometri ellerved at konstruksjonen påføres en ekvivalent belastning i beregningsmodellen, se figur 2.
11.6.1 Rammer og etasjebyggFor rarnrner og etasj ebygg består det representative geometriske avvik av en skjevstilling <1) av søylene
Ø = ióo ke ks
med
ØG =1/200
ke: j0,5+ 1~ og kCS1,0nC
1 1ks: 0,2+ og kS§1,0nS
ne er antall søyler i det betraktede plan
der
ns er antall etasjer.
Søyler som er belastet med en aksialkrafl som er mindre enn 50 % av middelverdien av aksialkreftene ide betraktede søylene skal ikke medtas i ne. Søyler som ikke er gjennomgående over alle ns etasjer, skalikke medregnes i nc.
Altemativt skal hver etasjeskiller i rammen belastes med en horisontalkraft som med hensyn til likevekter ekvivalent med skjevstillingen Ø, se figur 2a.
1 1.6.2 AvstivningssystemerVed beregning av snittkrefter i avstivningssystemet for en trykkbelastet stav eller flens kan det tas hensyntil komponentenes initielle avvik ved å gi systemet en representativ utbøying med amplitude lik
Side 25NS 347212001
L%=4§rder L er avstivningsystemets spennvidde og kr skal oppfylle betingelsene:
kr = 10,2+i og kr 31,0nr
Her er nr antall komponenter som skal avstives.Altemativt benyttes for en enkelt komponent en ekvivalent jevnt fordelt last over avstivningssystemetslengde, se figur 2.b. Verdien av q settes lik:
Æ for ó`q SL_ 50L 2500
q ._
_« Nf(1 + a) for 6 >iL_ 60L 41 2500der Nf er aksialkraften i staven eller trykkflensen, åq er forskyvningen av avstivningssystemet på grunnav q og eventuelle ytre laster. Koeffisienten 01 er gitt ved
69a=500~L og a20,2
1 N F,_____1 .L ............................ 4
” 1 1 1 1 1 1 1A T 1 j>fl><M><b<_j11 11 11
G~
9
N
F1'__, d)N ÖF1
!!fiS!!_,M, 1111 1111 11141fl1w0><s<0§
..^`““”“ 1 1 1 1 Ia) Søyler og etasjebygg b) Avstivningsystem
Figur 2 Skjevstilling og tverrlaster på avstivningssystemer
Side 26NS 3472:2001
Dersom flere staver eller flenser skal fastholdes er
N(kr + 0,2)Z_f for aq Siq Z 60L 2500N L(kr+ for åq W
der Z Nf er surmnen av aksialkreftene i de avstivede komponenter.
11.6.3 StaverVed dimensjonering av trykkstaver ivaretas normalt virkningen av de geometriske avvik gjermom brukenav knekkurvene, se 12.3.2 og 12.3.4.Ved bruk av 2. ordens analyse for staver kan staven gis en initiell utbøyning slik at de effekter som erinnebygd i knekkurvene også blir ivaretatt i analysen. Utbøyningens amplitude e0,d kan avledes av stavensslankhet, relevant knekkingskurve og analysemetode.MERKNAD NS ENV 1993 1 1 gir ytterligere informasjon.
Dersom det er nødvendig å inkludere stavenes geometriske avvik i en global analyse, skal detgjermomføres en 2. ordens analyse av konstruksjonen basert på de relevante verdier av eoyd.
1 1 .7 Slankhetskrav for staver `
_ . . LTrykkstaver 1 bærende konstruksjoner skal ikke ha større slankhet enn Å = _ = 250.1
Strekkstaver kan utføres med slankhet Á større enn 250 dersom det kan påvises at en større slankhet ikkefører til ugunstige deforrnasjoner eller skader under produksjon, transport, montasje eller i den ferdigekonstruksjonen.
12 Ordinær bruddgrensetilstand
12.1 Klassifisering av tverrsnitt
12.1.1 GenereltI en global plastisk analyse forutsettes at det dannes plastiske ledd i konstruksjonens komponenter, og atdisse ledd har tilstrekkelig rotasjonskapasitet til at momentene i konstruksjonen kan omlagres, se 11.4.Dette oppnås ved krav til slankheten av komponentenes tverrsnittsdeler.
En global elastisk analyse kan emiomføresfor tverrsnittsdeler med vilkårlig slankhet forutsatt at det tashensyn til at lokal knekking kan begrense tverrsnittets stivhet og kapasitet.
12.1.2 KlassifiseringKomponenters tverrsnitt eller tverrsnittsdeler kan grupperes i fire klasser:
Tverrsnittsklasse 1 er tverrsnitt som kan danne plastiske flyteledd med tilstrekkelig rotasjonskapasitet tilat en plastisk analyse kan benyttes.
Tverrsnittsklasse 2 er tverrsnitt som kan utvikle dets plastiske momentkapasitet, men som har begrensetrotasj onskapasitet.
Tverrsnitrsklasse 3 er tverrsnitt som kan nå flytning i det mest påkjente fiber før lokal knekking irmtreffer.
Side 27NS 3472:2001
Tverrsnittsklasse 4 er tverrsnitt der det må tas hensyn til lokal knekking ved beregning av stivhet ogkapasitet.
Grenseverdien for tverrsnittsdelenes slankhet, uttrykt ved forholdet mellom bredde og tykkelse, er gitt itabell 7 for tverrsnittsklassene 1, 2 og 3. Tverrsnittsdeler som ikke tilfredsstiller kravene til klasse 3,tilhører klasse 4.
Grenseverdiene for slankheten for vinkelprofiler og sirkulære hulprofiler er gitt i tabell 8.
Tven'snittsklassen for et tverrsnitt settes nonnalt lik klassen for den tverrsnittsdel som har høyesteklassifiseringstall (minst gunstige klassifisering).
Det henvises til 12.4.3.1 for beregning av effektive tverrsnitt i tverrsnittsklasse 4.
Side 28Ns 3472:2001 2 = 1/wläí
Tabell 7 Grenseverdier for tverrsnittsdelers slankhet
Tverrsnitlsdel Klasset Klasse2 Klasse3
Steg
5:41d/1,533: :
11
dIt,,S38e dlt,,s42e
4 44334d/t,s72e d/t,,s83e d/t,,s12 te
ååñåor>0,5
_ 396:d"'*'S(1sa 11
uS0.5ss111.40,
01°^ >^era>0.5
456:d"'S(1aa 1)
0rs0,54151:d/l.S~;
\|1> 1126e
d/“S 2+w
Indre llensb
. Z I
O' :YN 1 (Dv v,°_`f
b/t,s42e
1=11r1a11111=1az11'f 11=ü =iiril11"11=:=fli11'1z=a:1l:1:a mggjjgjjgrjji' fij111;ga;§;g=;1);)g;§;;;;gzgzgsgzerggrg
ursrze bll,s 12:
111111111111 111 =1iri'1l1*111 11 =E'11i1i1r11111s:==r1%11'11limarit'Å Å
b/t, S 33 s
111111|1l1`| 1'Å Å Å Å
b/l,s38e b/1,542:
Utstikkende flens
11.Z
:E:i:EEi:EEEi:iE::::1::::1:1::::4:::L:1:::::1::::::::1n::L
szsefizsezaaeazssíiszrrraeaazrsreezsas1ze1seeese;ze;;ee1A
Valsel:dt,s10eSveist : dl, S 9 e
112311:111315iiiæéfzflzzeæfii1èiizàiizazrzaaazzaiaeaaa1zffi:1§11111t~3§2'2zslilzifiifiáiæzzzzælizzsszzazzággggA
Valsel:dl,s11eSveist:c/t,s10e
_A
Valset: dt s 15 eSvelst : dt, S 1 te
'yffifiiiiiiliiiiiii
Valset : 1:/ts 10 daSveist : dl, S 9 da
Valsetzr/l,S11e/otSveist:dt,s10e/or
Vi'
Valset:dt,s23e~lli;'sve1s1;a1,s21e~lT,T
311
Å 11==1=='l111a”f&31=iiifi§i1ázez:1a§=
Valst:d s«É.§=e i' ovlu
_Sveíst:dl,s är;
var 1 _T."Eset dtrs a a
S `st:d 5 103““ 1 57.7Valset 1 cll, S 23 e \/li;Sveist : dl, s 21 e WC
311) Sniltkreller som forårsaker den viste spenningstordeling 2) Gjelder tor rektangulære hubroñler3) kr, er knekkingslallel. se tabell 14 E er delinert i 7.3.1.1
Side 29NS 347222001
Tabell 8 Grenseverdier for vinkelprofiler og rør
Tverrsnitt 1) Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3
hl N %s15s+
I h+bt b it 511,52fr
+ ígsoä Ésvoé Éseoéd M 1 t 1
..__,,L
1) Opptredende snittkrefter2) s er definerti 7.3.1
12.2 Kapasitet av tverrsnitt
12.2.1 GenereltTverrsnittskapasiteten for staver kan bestemmes på grunnlag av elastisk spenningsfordeling eller plastiskspenningsfordeling.Det skal tas hensyn til skj ærdeformasjonenes virkning på spenningsfordelingen i tverrsnittet (shear lag)der dette har betydning for kapasiteten.Det henvises til 12.4.3 for tverrsnitt i klasse 4, der lokal knekking begrenser kapasiten og 12.4.4 forskjærknekking av steg.
I tillegg til påvisning av tverrsnittenes kapasitet skal komponentene undersøkes med hensyn til knekkingog vipping.
12.2.2 BeregningsforutsetningerDen elastiske kapasiteten kan bestennnes på basis av von Mises flytekriterium, som for en planspenningstilstand gir _
2 2 2 _ fy,/o'x +o'y o'xo'y +3z'Xy Sfd i7/M1
Den plastiske kapasiteten kan beregnes på basis av plastisitetsteoriens nedre grenseteorem ved å velge enspenningsfordeling over tverrsnittet som er i likevekt med de ytre snittkrefter, og som ikke noe stedoverskrider materialets dimensj onerende spenning. Det forutsettes at materialet har tilstrekkelig duktilitettil at den valgte spenningsfordeling kan inntre. Den plastiske kapasiteten kan bare utnyttes for tverrsnitt iklasse 1 og 2.
Side 30NS 347222001
12.2.3 Aksialkrafl
12.2.3.1 Strekkbelastede staverDimensjoneringskriteriet er:
der An er stavens areal i et snitt svekket av skruehull, se 12.5 3 2, eller andre lokale innsnevringer
For skrudde forbindelser i kategori C (friksjonsforbindelser), se 12 5 1 1, er dimensjoneringskriteriet
Det kan forutsettes at 30 % av kraften er overført ved friksjon foran hvert skruehull
Det skal tas hensyn til eksentiisiteter og lastomlagring som skyldes stavens iiirifesting i tilstøtendekonstruksjonskomponenter. For vinkelprofiler innfestet i kun ett ben henvises til 12 5 3 4
Nf S Nd der Nd er den minste av_f_y_AVM1
0,9ÅAn7M2
fNf §Nd= Y AnVM1
12.2.3.2 Trykkbelastede staverDimensjoneringkriteiiet er:
der
fNf SNd ='°l flAA
BA:
7ivi1
1 for tverrsnittsklasse 1, 2 og 3
4% for tverrsnittsklasse 4
Am beregnes i henhold til 12.4.3.l.__? Stavens kapasitet med hensyn til knekking skal påvises etter 12 3
12.2.4 Moment
For énaksialt moment er dimensjoneringskiiteriet:
der
flwp:
71vi1
1 for tverrsnittsklasse 1 og 2W_ for tverrsnittsklasse 3WPWig for tverrsnittsklasse 4
WP
Side 31NS 3472:2001
Wp er tverrsnittets plastiske tverrsnittsmodul. Den effektive tverrsnittsmodul Weff bestemmes i henhold til12.4.3.1.For tverrsnitt svekket av hull skal dessuten følgende betingelse oppfylles:
Mf SMd =0,9 JÉL WnVM2 '
der tverrsnittsmodulen Wn for det svekkede tverrsnitt skal ta hensyn til skmehull i den strekkpåkjente delav tverrsnittet, og til overstore eller avlange hull i den trykkpåkjente del.
Dersom svekkelsen skyldes skruehull i forbindelser i kategori C, skal følgende betingelse oppfylles:
fMf SMC] =_LWn
7Mi
12.2.5 SkjærkraftTverrsnittet skal tilfredsstille kapasitetskravet
fyVf §Vd =iA7Mi*/5 V
der AV er tverrsnittets skjærareal.
Skjærknekking vil begrense kapasiteten for stegplater med slankhet større enn 72 s/ 77 for uavstivede stegog 31 ex/E / 17 for avstivede steg, se 12.4.4. kr er gitt i 1_2.4.4.2.
Faktoren 17 er gitti 12.4.4.
For profiler belastet parallelt med steget gjelder
AV = A 2btf + (tw + 2r) tf for valsede I profiler
Av = A 2btf + (tw + r) tf for valsede U profiler
AV = Zbwtw for sveiste profilerder de geometriske størrelsene er definert på figur 1.
For sveiste profiler med endestivere kan kapasiteten alternativt bestemmes etter 12.4.4. Det forutsetter atsveisene er dimensjonert for den økte skj ærkraften.
For hulprofiler gjelder
AV = 2 A for sirkulære profilerfr
AV = h A for rektangulære profilerh + b
der h er tverrsnittets høyde i skjærkraftens retning og b er den andre tverrsnittsdimensjonen, se figur 1.
Dersom skj ærarealet er svekket av skruehull, skal det også påvises at
fuV SV Ii Af d 2/M2`/g v,n
der Am er skj ærarealets nettotverrsnitt.
Side 32NS 3472:2001
12.2.6 Moment og aksialkraftDe reduserte momentkapasiteter er gitt ved
MNd,y : mYMd,y
MNd,z : mZMd,Z
der reduksjonsfaktorene my og mz bestemmes for de ulike tverrsnittsformer som angitt i det følgende
For rektangulære massive tverrsnitt i tverrsnittsklasse 1 og 2 er den plastiske kapasiteten gitt ved
n2 + m 51
der de normaliserte snittkrefter er
Nn= ÅNa
Mm = Hi (for relevant bøyningsakse)
d _
Interaksjon mellom aksialkraft og moment gir en redusert momentkapasitet
MM =(1 n2)Md =}ÉMd
der m er reduksjonsfaktoren.
For valsede og sveiste I profiler med like flenser i tverrsnittsklasse 1 og 2 gjelder:
my :(1 n)/(1 0,541) og my 31,0
1 forníam Z __ 2
Z 1 F) forn>a1 a
derA _
a= i=!Æf og a§0,5A A
AS er profilets stegareal mellom flensene.
For valsede rektangulære hulprofiler i tverrsnittsklasse 1 og 2 med konstant veggtykkelse t gjelder
_ 1_n .__
my=í 6355 og my§l,0
mz = li og ml 31,0l_0,5Clf
Side 33NS 3472:2001
der
aw =1 2 I E og awS0,5A
af =1~% og afS0,5
Her er b og h henholdsvis profilets bredde og høyde.
Sveiste rektangulære kassetverrsnitt i tverrsnittsklasse l og 2 kan dimensjoneres etter de sammeinteraksjonsfonnler dersom følgende betingelser oppfylles
aw =1 Æ og aw§0,5A
2htwaf =l~ Ã og af 50,5
der tf og tw er henholdsvis flensenes og stegenes tykkelse.
Påvisning av kapasitet ved interaksjon mellom aksialkraft og biaksialt moment for tverrsnittsklasse 1 og 2kan utføres med:
G flEl _+_ ÆL S 1
MNa,y MN<i,z
De tverrsnittsavhengige eksponentene a og ,B er gitt i tabell 9.
Tabell 9 Tverrsnittsparametre a og ,B for interaksjon
Eksponent I og H tverrsnitt Sirkulære rør Rektangulære hulprofiler Rektangulære tverrsnitt
L66 oga < 61,13n2 _ 1,73 +1,s 113
Sn og/i_l som a som a
En konservativ kapasitet fås ved å sette a = fl = l,0 eller ved en lineær interaksjon på fonnen
n + my+ mz S 1
For tverrsnittsklasse 3 benyttes lineær interaksjon mellom lastvirkningene.
For tverrsnittsklasse 4 benyttes lineær interaksjon mellom lastvirkningene, der det tas hensyn tileksentrisitetsmomenter som skyldes at arealsenteret i det effektive tverrsnitt er forskjøvet:
Nf + Mfiy +NfØNy + Mflz +NfeNz SI
N<1 Md,y M<i,z
Kapasitetene Nd, Md,y og Md,Z beregnes for det effektive tverrsnitt uten interaksjon mellom snittkreftene,og er gitt i 12.2.3.2 og l2.2.4. Det henvises til figur 7 for eNy og eNZ, som betegner forskyvningene avarealsentret på grunn av aksialkraften.
Side 34NS 3472:2001
12.2.7 Moment og skjærkraft
Dersom Vf/ Vd S 0,5, der Vd er den plastiske kapasiteten, kan skjærkraftens innvirkning påmomentkapasiteten neglisjeres. For større skjærkrefter kan skjærarealets innvirkning påmomentkapasiteten beregnes på basis av en redusert flytespenning
fy,v =fy(1 P)
VaFor tverrsnitt med like flenser belastet med moment om sterk akse blir dimensjoneringskriteriet:
der
2
2Mf S 1 _ p AvMd 4twW
der Wbestemmes i henhold til 12.2.4, avhengig av tveirsnittsklassen.
12.2.8 Moment, skjærkraft og aksialkraft
Dersom Vf/ Vd S 0,5, der Vd er den plastiske kapasiteten, dimensjoneres tverrsnittet etter l2.2.6 utenhensyn til Vf.
For Vf/ Vd > 0,5 er kapasitetskravet oppfylt dersom2
VMr 5Md,fl +(Md.n `Md,fl)[1`[2%`1j]
<1
der
Md,fl er momentkapasitet av flensene alene
Mdm er plastisk momentkapasitet av tverrsnittet etter reduksjon for aksialkraften etterl2.2.6.
For bjelker med ulike flenser bestennnes Md,fl på basis av den minste flensen.
12.3 Knekking av staver
12.3.1 GenereltVed dimensjonering av staver belastet med trykkraft, eller trykkraft i kombinasjon med moment, skal dettas hensyn til stavens egenspenninger, formfeil og utbøyningens virkning på snittkreftene. Kurvene gitt ifigur 3 og figur 6 innkluderer disse effekter.
12.3.2 Bøyningsknekking
12.3.2.1 KnekkspenningKnekkingskapasiteten av en trykkstav kan påvises med
fNf SN1<<1 =%,3AAir=IN.1
J/Mi
der ,6A er gitt i l2.2.3.2 og 75 er knekkingsfaktoren for den relevante akse.
Side 35NS 3472:2001
For staver med konstant aksialkraft og konstant tven°snitt er 1 gitt som en fimksjon av den relativeslankhet Å gittifigur 3.
;;=íf =?~L for220,2fy 2 ~2(15 + yi Ø /l
derfk er k:nekkspenningen og
qs = 0,5 [1 +01 (7, 0,2)+Z2]. a er ekvivalent formfeilsfaktor fra tabell 10
`__ 18AAfy _i ilÅ“\l'T,,““1,i7*'f52=L__k
l
der Lk er stavens kriekklengde. Treghetsradien beregnes på grunnlag av brutto tverrsnittsareal for alletveirsnittsklasser.
Slankheten /ll som svarer til flytning er gitt ved
/l1=7r Å=93,9.9fy
og Ncf er den lineariserte knekklasten (Eulerlasten) for staven. a er definert i 7.3.1 .1.
Knekkingskurve
G 21 0,34 0,49
Tabell 10 Ekvivalent formfeilfaktor a for knekkurver
` ao l a b í c Q d I
Side 36NS 3472:2001
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
,././%<:////
0.9
0.8
0.7
><0.6
2* I \ \0.3 \\
Knekkngsfaktor
/4/0.1
0_01|1|||1|1|1||1||111111110.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Relativ slankhet lt
Figur 3 Knekkingsfaktor jf for bøyningsknekking av staver
12.3.2.2 Valg av knekkingskurve
Den relevante knekkingskurven bestemmes fra tabell ll avhengig av stavens tverrsnittsform,tilvirkningsmåte og materialets fasthet.
12.3.2.3 Knekklengde
Knekklengden Lk for en stav avhenger av innspenningsforholdene ved stavens ender, og kan bestemmesved en linearisert knekkingsanalyse.
Dersom ikke mere nøyaktige analyser gjennomføres, kan Lk beregnes som angitt i B.l2.3.
12.3.2.4 Varierende tverrsnittStaver med tverrsnitt som varierer langs stavens lengde, kan dimensjoneres på basis av 2. ordens analyseI dette tilfellet skal analysemodellen omfatte en ekvivalent initiell formfeil, se. 1 1.6.3.MERKNAD NS ENV 1993 l l gir nærmere retningslinjer.
12.3.2.5 Trykkstaver av vinkelprofil
Side 37NS 3472:2001
Ved dimensjonering av trykkstaver av vinkelprofil skal det tas hensyn til fastholdelsen fra tilstøtendeguitstaver og til eksentrisiteten i lastiririføringen.
For staver der stavendene er fastholdt mot forskyvning og der minst to skruer er benyttet i en skruddforbindelse, kan staven betraktes som sentrisk belastet stav med en effektiv slankhet /ieff gitt ved
2. ,ff,y = 0,35 + 0,7;ly (knekking om v v aksen)
LH, : 0,50 + o,7Zy (imeiaang om y y aksen)
Ãefgz = 0,50 + 0,722 (knekking om z z aksen)
Stavens knekklengde settes lik stavens systemlengde, og knekkspenningen bestemmes etter kurve b, sel2.3.2.2.
Side 38NS 3472:2001
Tabell 11 Grunnlag for valg av knekkurve for ulike tverrsnittsformer
Tverrsnittsform Gyldighetsområde BøyningsakseS 235S 275S 355S 420
S 460
valsede I profiler
z
+_” _ 1
%>1,2l,s40mm
40mm<tf<100mmN<N“<1oI| N'<N`< OU'U'N NNNN
OO
hE 51,2t,s100mm
tf>100mmN”<N`<ncinN'<N`< CLQOU' Oflfllfll
Sveiste I profilerZ ' '__,.
if 1 ll f`:>~1
'w:_ '_,; r 'z z
l,s40mm
lf>40mmN<N`<IIIcN“<N`< 0.00C' QOOU'
Rør og hulprofiler
QÉIÉIVarmformel alle 8
Kaldformel alle b b
Sveiste kassetverrsnitt
{.|PI
» .E
Sveiser med a > 1/2 og
3 < aofi
{'°D'
<30
Y'Y
z z
C
C
C
C
Øvrige tilfeller alle b b1___°__+L proliler
L alle b b
U og T profiler samt massive profileralle C C
Side 39NS 3472:2001
12.3.3 Sammensatte staver
12.3.3.1 GenereltSammensatte staver består normalt av to eller flere gurtstaver forbundet med forgitring eller knuteplater ito eller flere plan, og betegnes henholdsvis som gitterstaver og rammestaver, se figur 4.
erL=I N ` fi§'"fI} If_Lí;í'í=É_II
Tverrsnitt
H. h0
vri? arr r~ air_I=.'i'i"__ I_ _I=_=* _" "”"_ I_
_`F=`É`___`É"_ __'_"L`:;___`_f '_f=` ____":I__'É'__._'___`~4
Gltterstav Rammestav
Figur 4 Eksempler på sammensatte trykkstaver
I lastvirkningsanalysen betraktes den sammensatte staven som et konstruksj onssystem, og detgjennomføres en 2. ordens global analyse av systemet. I denne beregningen skal det tas hensyn tilskjærdeformasjonene i systemet og til virkningen av en initiell sinusformet fomifeil med amplitudeeo = L/500, der L er stavens lengde.
Dimensjoneringen foregår ved at kapasiteten påvises for hver enkelt komponent i den sammensatte stav,dvs. gurtstaver, forgitring, bindeplater og deres forbindelser. Det skal tas hensyn til knekningstendenseridelstavene. Det er ikke nødvendig å vurdere knekking av den sammensatte staven betraktet somkomponent da dette er tatt hensyn til i lastvirkningsanalysen.
12.3.3.2 Snittkrefter ved forenklet beregningDersom ikke snittkreftene bestennnes på basis av en fullstendig 2. ordens analyse, kan følgendeforenklete fremgangsmåte benyttes.
Ved beregningen av den lineariserte knekldast NGU, tas det hensyn til skjærdeformasjonene i forgitring ogknuteplater med formelen
1 1 1____ :_? + __
Ncr,v Ner Sv
der Ncr er stavens kritiske last på grunn av bøyningsknekking og SV er den kraft som gir enenhetsforskyvning i forgitiingen, her betegnet som forgitringens skj ærstivhet. Sv er gitt i 12.3.3.3 forgitterstaver og i l2.3.3.4 for rarmnestaver. Dersom forgitringsplanene ikke er parallelle, skal SV vurderesspesielt.
Side 40NS 3472:2001
Den initielle formfeil gir tilleggskreftene
M _ Nfeo _i Nfft f_ Nf `soo1_ Nf
N°Y1V Ncr,v
NV :ZEM :Limf,s L f,s 5001 Nf
Ncr,v
i henholdsvis midtsnitt og ved stavender av den sammensatte staven.
Snittkrefter som skyldes eventuelle ytre tverrlaster skal, multipliseres med samme forsterkningsfaktorsom brukt ovenfor.
12.3.3.3 Gitterstaver
Skjærstivheten Sy er gitt på figur 5 for tre typiske forgitringssystemer.
For gitterstaver med to like gurter er gitterstavens effektive 2. arealmoment
Jeff = 0,5h§ Ag
der A g er gurtstavens areal og hf, er avstanden mellom gurtstavenes arealsentre.
Bidraget til gurtkraften i stavens midtsnitt fra tilleggsmomentet Mffs er
MrNf g=TsO
Ved dimensjonering av gurtstavene mot knekking i forgitringens plan settes knekklengden liksystemlengden a, se figur 5. For gitterstaver med fire gurter er knekklengden for gurtstavene gitt iB. l2.3.3 for enkelte typiske utforminger.
For enkelte forgitringssystemer kan det oppstå tvangskrefter på grunn av deformasjonene i systemet, seB.l2.3.3.
8 I El 3 8 3
ÅZ XL*flEA.,ah.,2 nEAfah,2 nEA,,an,2s,= _ , s =_ , s = TA h V <1 V 211d3(1+_,<i_9_)
Aid:n = antall parallelle forgitringsplan Ad og A, refererer til ett forgitringsplan
Figur 5 Skjærstivhet for ulike forgitringssystemer
Side 41NS 3472:2001
12.3.3.4 Rammestaver
Rammestaver skal ha bindeplater i hver stavende og indre bindeplater slik at a S L / 3 .
Dersom man ikke tar hensyn til fleksibiliteten av bindeplatene ved beregning av skjærstivheten SV, skalendeplatene og de indre platene ha en bredde som er minst henholdsvis ho og 0,5 ho.
Dersom bindeplatene videre tilfredsstiller kravet
IÆ 2 10 Åhf, a
er skjærstivheten gitt ved
22/I ElgSV _ az
der
Ib er 2. arealmoment av en bindeplate
lg er 2. arealmoment av en gurtstav
n er antall forgittringsplan
Med to like gurter er rammestavens 2. arealmoment
Jeff = 0,5 hå Ag + #21,der reduksjonsfaktoren p er gitt ved
1 for Å S 75
= 2 _ Å1” 75 for75</l<l50
0 fora S 150
Rammestavens slankhet ít beregnes på basis av verdien av Jeff for p = 1.
Påvisning av kapasitet mot knekking av gurtstaven i bindeplatenes plan utføres med en knekklengde liksystemlengden a, se figur 4.
12.3.4 Vipping av momentpåkjente staver
12.3.4.1 VippekapasitetKapasiteten av en stav belastet med moment om sterk akse kan påvises med:
fMf,y 5 Ma,b I 2'LrMa,y = ZL'rflwpWp,y :Y
7'M1
der flwp er gitti l2.2.4.
Vippingsfaktoren 1/LT er en funksjon av den relative vippingslankheten 2lLT, og er gitt på figur 6.
Side 42NS 3472:2001
gsfaktorXH
V'PP`fl
med
10111 |||||i||I||1||||||||
oa \
.Ois
0.2
0 6
OOIIIIIIIIIIIIIJII__lI|lIIII
_ Valsepiofiler _Sveiste profiler
3 \\30.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Relativ slankhet 'ÃLT
Figur 6 Vippingsfaktor xu for vipping
ZLT = 1 ~ for En 2 0,4I 2
ØLT + Øfr _ ÅLT
11,, = 0,s[1+a,_, (111 0,4)+ZÉ1]_ f WÃLT I flWi> iw fy
MOT
Ekvivalent formfeilfaktor aLT er gitt ved
Mcf er det lineariserte elastiske vippingsmomentet for staven, og avhenger av innspenningsforholdene,
0,21 for valseprofiler0fLT =
0.49 for sveiste profiler
momentvariasjonen langs staven og lastens angrepspunkt. Anvisning for beregning av Mer er gitt iB.l2.3.4. Tverrsnittskonstantene som inngår i Mer, beregnes med netto tverrsnittsareal.
Side 43NS 3472:2001
12.3.4.2 Momentbelastede trykkstaver
Trykkstaver som også er momentbelastet skal tilfredsstille kapasitetskravet
nmaks + kymy + kzmz S l
med
n"maks :1*
Imin
Zmin :mini/fy, Zz)
Ved beregning av de normaliserte momenter my og mz skal dimensjonerende snittkrefter innsettes medsine maksimalverdier.
Momentkorreksj onsfaktorene er gitt ved
k,=1 11, 'l~ og k,§1,s (1=y,z)lil/M1
11,_/11(2flM_, 4)+§, <>g11,§0,9 (1=y,z)
og tverrsnittsparameteren ôi er
1
W .Ei 13 for tverrsnittsklasse log 2 (i == y, z)
ål I Wei
0 for tverrsnittsklasse 3 og 4
De ekvivalente momentfaktorene ,BM y og ,3M Z ivaretar virlmingen av momentvariasj onen langs staven7 S
for bøyning om henholdsvis y og z aksen, og er gitt i tabell 12.
For tverrsnittsklasse 4 skal det ved påvisning av kapasitet tas hensyn til at nøytralaksens forskyvning i deteffektive tverrsnitt vil medføre et tilleggsmoment på grunn av aksialkraftens eksentrisitet både for my ogmz.
Dersom vipping ikke er forhindret, skal det dessuten påvises at følgende betingelse er oppfylt
ml +kLT Å+kZmZ slZz ZLT
med
kLT:1_#LT"ni 0gk1.T51=0Zz 7/Mi
HLT I 0,15 Iíl /311/1,LT _ 1) og IULT 5 019
der ZLT er Vippingsfaktoren, se l2.3.4 og BM (flu) bestemmes fr a tabell 12.
Side 44NS 3472:2001
Tabell 12 Ekvivalent momentfaktor
Momentdiagram BM (fiu)
M* 1/M1 i=.1_,=1.8 vw151051
:IMO BM.o=l 3
:IMO BM'o=1,4
"~_i_M°
11,"`~~i.M
Mlk `°"`4 IAM'
M, = | MM, | pga tverrlasl alene1.. ` ` \ ` 1 M
M ~ °I ~ 2 A M' | MM, I dersom momentet har samme fortegn
A M =I MM I * I MM I d°'$°'“ '“°"'°"I°I °"df°' f°fI°9"
Mi A MMO
,, MoI3M=I3M,y* KMII3M,0'BM_y)
12.3.5 Torsjonsknekking
For staver med åpne tverrsnitt kan stavens kritiske last NC, være bestemt av interaksjon mellomtorsjonsknekking og bøyningsknekking.
Den relative slankhet ET for kombinert torsj ons og bøyningsknekking er gitt ved
ET : j18A Afy
Ncr
Det henvises til B.l2.3.5 for bestemmelse av Ncf.
Tabell l 1 med bøyningsakse z legges til grunn for valg av knekkurve ved beregning av knekkspenning
Side 45NS 3472:2001
12.4 Knekking av plater
12.4.1 Generelt
For plateformede tverrsnittsdeler belastet i sitt eget plan kan lokal knekking begrense både komponentenskapasitet og stivhet. Tverrsnittsklassifiseringen etter 12.1 benyttes for å avgjøre om lokal knekking vilinntre.
For plater der knekking imitrer for trykkspenninger lavere enn flytespenningen, kan platens overkritiskekapasitet utnyttes. Kapasiteten bestemrnes på basis av flytning i det ytterste fiber av ett effektivt tverrsnitt.
Utnyttelsen av overkritisk kapasitet kan i enkelte tilfeller medføre at det oppstår synlige buler ved normalbruk. Ved entattbelastning kan slik buling medføre fare for utmatting. Avhengig av konstruksjonstypekan det derfor være nødvendig å begrense utnyttelsen av overkritisk kapasitet, se l2.4.3.3.
12.4.2 Bøyningsindusert stegknekkingBøyningsindusert stegknekking er forhindret dersom stegets slankhet tilfredsstiller betingelsen:
' b Al
tw ff,y Af,C
der AW er stegets areal, Afic er arealet av trykkflensen, ogfiy er flensens flytespenning.
Faktoren kd, har verdiene
0,3 for flens i klasse 1k4> = 0,4 for flens i klasse 2
0,55 for flens i klasse 3 og 4
12.4.3 Aksialbelastede plater
12.4.3.1 Effektive tverrsnitt i tverrsnittsklasse 4For trykkpåkjente tverrsnitt i tverrsnittsklasse 4 beregnes tverrsnittets overkritiske kapasitet på basis av eteffektivt tverrsnitt, der kun en effektiv del av bredden er virksom for de tverrsnittsdeler som knekker ut.Det antas en lineær spenningsvariasj on over det effektive tverrsnittet.
Det effektive areal av en plan trykkbelastet tverrsnittsdel med bredde bp, tykkelse tog areal AC er gitt ved
Ac,eff : XpAc
Reduksjonsfaktoren jp ivaretar effekten av plateknekning og er gitt ved
1 for ap s 0,673IP I L1022 for Ip > 0 673
fåder den reduserte plateslankheten er gitt ved
" fy bp lÅp : i :Å i
ac, r 23,4 6,/kaSpenningsfordelingen og opplagerbetingelsene langs platens render bestemmer det effektive arealslokalisering innenfor platedelen, se tabell 13.
Side 46NS 3472:2001
Platens lineariserte knekkspenning er gitt ved:
O cr : ko' UE
V 27Z`E f 2U = _ < >E 12(1 V2) bl, _
Knekkingstallet ka avhenger av platens opplagerbetingelser og spermingsfordeling, se tabell 14.
For tverrsnittsdelens bredde bp benyttes den relevante verdi (d, b, h 3t, c) som angitt i tabell 7. Forlikebenede vinkelprofiler settes bp = h , og for ulikebenede profiler settes bp = 0,5 (b + h) eller bp = h ,se tabell 8. For flenser beregnes spenningsforholdet 1/1 i tabell 13 på basis av bruttotverrsnittet. For stegbestennnes 1/1 på basis av trykkflensens effektive bredde og stegets bruttotverrsnitt.
Det effektive areal Aeff settes lik summen av tverrsnittets strekkbelastede areal og den effektive del avdet trykkbelastede areal. Ved beregning av den effektive tverrsnittsmodul Weff skal det tas hensyn til atarealsenteret for det effektive tverrsnitt er forskjøvet i forhold til arealsenteret for bruttotverrsnittet, sefigur 7.
Side 47NS 347212001
Tabell 13 Effektiv bredde av trykkpåkjente tverrsnittsdeler med to og énsidigopplagring
Spenningsfordeling Effektiv bredde
.9
U'
,..9E _?3
\v=1bm = Xp bbe, = 0.5 bebe, = 0,5 b,
9}:U: w=%f
0SW<ibe, = xp b
2bet = 5__ç beit
be2 = ball ` bet
U22 W:
9>1ÉÉEE':`:.ÉIIíEEEÉ.`
.UQ
.9
\y<0ball = Xp bo =
bet = 0'4 beit
be! = ors befl
_b_Xp1_\V
02' cl O^ 2w 3
iii'
o=l
O
OSWS1be" = xp C
'fs
_?«Z :I "' .,,=2
01
\y<0ball = Xp bc =
__9___Xp1_W
S' QPQ
É ClQ .usV\I
OSWS1be" = xp c
Á O'0 2 wzi
\y<0ball = xp bc =
_.L.X.p1_W
Side 48NS 3472:2001
Tabell 14 Knekkingstallet kø
Spenningsfordeling Knekkingstall ku
rvlàr
EciI[[[°iw" __i ii ii ii iiii ii ii i| i|ii
'Éii
CUQO' O'
Oíwíi k0= B 'Z
.
1,05+\|/
1 §w<o kU=7,a1 e,29w+9,7aw2
O' U
HCcr
G WU OSWS1 k =_*_
.Vo
O' CS
1 f; W 51 i<,= o,s7 o,21\,, +o,o7 W2
Q__©(,>C3#0:
`l
+@G
1f;w<o kG=1,7 s,ow+17,1W2
12.4.3.2 TverrsnittskapasitetFor aksialbelastede tverrsnitt påvises kapasiteten etter l2.2.3.2 og for momentbelastede tverrsnitt etterl2.2.4.
For tverrsnitt belastet med aksialkraft skal det tas hensyn til eksentrisitetsmomentet
AMf= Nf BN
som skyldes arealsentrets forskyvning eN på grunn av aksialkraften alene, se figur 7.
YIZ Z Z
_.__L__
I I i
ÃÅI
ig
Eiia) Aksialbelastning b) Momentbelastning
Figur 7 Forskyvning av arealsenter i tverrsnittsklasse 4(Ineffektive arealer er skravert)
Side 49NS 3472:2001
12.4.3.3 Begrensning av gjentatt utknekking
I tilfeller der utnyttelsen av den overkritiske kapasitet kan medføre gjentatt utknekkingibruksgrensetilstanden, skal platens slankhet begrenses for å unngå utmattingsskade.Kapasitetspåvisningen kan foretas ved at den beregningsmessige dimensjonerende nonnalspenning ikkeoverskrider platens initielle lcnekkspenningfkp.
1 for /ip S 0,8
ål: 1~o,s(7.,, 0,8) f5ro,s<Z,,§1,25Y 1
72 for 1,25 < /ipÅr»
12.4.4 Skjærbelastede plater
12.4.4.1 Generelt
Skjærbelastede plater med slankhet bw /tw større enn 72 5 / 17 for uavstivede steg og 31 6 Jk, / 17 foravstivede steg skal undersøkes for skjærknekking, og utføres med tverrstivere ved opplegg. bw og tw ergitt på figur 9. Faktoren 17 tar hensyn til materialets fastning i skjær og virkningen av flenser ogendestiver.
17 = 1,20 for S235, S275 og S355
17 = 1,05 for S420 og S460
e er deñnerti 7.3.l.l.
12.4.4.2 SkjærkapasitetDen overkritiske kapasitet kan påvises med følgende dimensjoneringskriterium:
fwyVfgr/d= 4111»;/M1\/5 vw w
der fw,y er stegets flytespenning og knekkingsfaktoren ygv er gitt ved
Ã/V :/ifw +/1/v,f og Zv S 77
Zw og ,1/Vi representerer henholdsvis stegets og flensenes bidrag til skjærkapasiteten.Knekkingsfaktoren lvaf er gitt i B.l2.4.3. En konservativ verdi av Vd fås ved å neglisjere ;(V,f .
Knekkingsfaktoren ;gW er gitti tabell 15 og figur 8 for tilfellene myke og stive endestivere.
Side 50NS 3472:2001
1 4||11ii|i|i|iiii
=l.21.2 n
Illillliilill
n=l.05
1.0
>50.8
faktor
nekkngs
9 03 |\ Stiv endestiver
K .O4>
0.2Myk endestiver
J
\{L
00|l|llilillilllli_l||ill|||i|
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 _ 2.5 3.0 3 5Relativ slankhet M
Figur 8 Knekkingsfaktor gw for skjærknekking av plater
For steg med mellomliggende tverrstivere er den relative slankhet gitt ved
2 : fw,y : 1 bl
t/3%, 37,4 8 ,/E :Wder
Tcr :kr O E
der kr er knekktallet for stegpanelet betraktet som fritt opplagt på flenser og tverrstivere
Tabell 15 Knekkingsfaktor ZW for skjærknekking av plater
_ Zw Zw
Ãw Stiv endestiver Myk endestiver
iw < 0,83
U
gägíw <1,08fi
ZW 21,08
77 77
0,83
/iw1,37
0,7 + iw
0,83iw0,83/iw
ry = 1,20 for S235, S275 og S355. 77: 1,05 for S420 og S460
For steg med tverrstivere kun ved opplegg benyttes
iw =;_blV_ ( iw 1/v1»'«*"V°"*""“'i')86,48 tw
Det henvises til B.12.4 for steg som også har langsgående stivere.
Knekkingstallet k, for et fritt opplagt platefelt er gitt ved
bw 2 a5,34 + 4,0 _ for 21
a _, bwkT = 2
bw a4,0 + 5,34 _ for <1
a bw
der a er avstanden mellom tverrstiverne, se figur 9.
Side 51NS 3472:2001
For innerfelt mellom mellomliggende tverrstivere og for felt ved et indre opplegg av en kontinuerligplatebærer benyttes verdiene for ;(w for stive endestivere.
Bidraget fra flensenes bøyestivhet til platebærerens skjærkapasitet kan bestemmes i henhold til B. 12.4dersom de ikke er fullt utnyttet for opptak av momentet.
12.4.4.3 Endestivere
Bøyestive endestivere ved opplegg skal overføre oppleggskraflen til stegplaten og forankremembrankreftene i steget.Endestiveren kan utføres som to tosidige tverrstivere, slik at disse virker som flensene i en vertikal bjelkemed lengde bw som spenner mellom platebærerens flenser, og der en stripe av platebærerens steg utgjørstiverenes steg, se figur 9.Hver stiver skal ha et tverrsnittsareal
bAS, 2 41,3, W6
+ 1%*
der e 2 0,1 bw er avstanden mellom stiverne.
_ 1.. Il'
iw l l.Og ` p
A
a) Tverrsnitt b) Stiv endestiver c) Myk endestiver
Figur 9 Utforming av endestivere
Side 52NS 347222001
Altemativt kan endestiveren utføres ved at et profil sveises inn mellom flensene. I dette tilfellet skalstiveren ha et motstandsmoment
WS, 2 4 bw rå,Myke endestivere med liten bøyestivhet, se figur 9c, skal overføre oppleggskraften til steget ogdimensjoneres for denne.Ved beregningen av stiverens aksialkrafikapasitet kan medtas en medvirkende bredde 30 e tw av steget,plassert syrmnetrisk om stiveren. Knekklengden for knekking av stiveren normalt på stegets plan skalikke settes mindre enn 0,75 bw, og knekkurve c skal benyttes. For ensidige eller usymmetriske stivereskal det tas hensyn til lastens eksentrisitet i forhold til stiverens nøytralakse. Stiverens tverrsnittskapasitetskal også påvises i et snitt mot den belastede flens.
Mellomliggende tverrstivere som virker som forankring for et indre panel skal dimensjoneres for enaksialkraft
f ,
N :V il/wtwbwf f 7M1\/5
der den laveste verdi for ygw fra de tilstøtende felt skal benyttes. Ved beregning av ygw skal det ikke tashensyn til stiveren. Kapasiteten beregnes som gitt for endestivere.
Dersom stiveren skal virke som et stivt opplegg for et indre panel, skal stiverens 2. arealmoment Is,tilfredsstille følgende betingelser:
bli 3
1,, 21,slt2' for “ <~/5o2 b..1,, 2 0,75 bwrf; for bi2 4/E
W
Ved ettergivende stivere er det tatt hensyn til stivheten i definisjonen av /iw i 12.4.4.2.
12.4.4.4 Langsgående stivereLangsgående stivere kan utføres med stor eller liten bøyestivhet, og stiverens bidrag til skjærkapasitetenivaretas i henhold til B. 12.4. Stiverens kapasitet skal påvises dersom den forutsettes å oppta krefter.
12.4.4.5 Sveiser
Med mindre Vf overskrider stegets bidrag til Vd, se 12.4.4.2, skal sveisene mellom steg og flenserdimensjoneres for den nominelle skjærstrømmen. For større verdier av Vf kan sveisen dimensjoneres foren skjærstrøm, med kapasiteten gitt av:
f 1
Vd =_' ' W 7]lw
12.4.5 Konsentrerte laster på platerand
12.4.5.1 GenereltFigur 10 viser de vanligst forekommende situasjoner der steget i en platebærer belastes av konsentrertelaster ennomplatebærerens flens. Både avstivede og uavstivede stegplater dekkes av reglene.
1,1.__<.fl
1 I 1
1 I__i.__._.___.__.__%
iFa li, I
Side 53NS 3472:2001
F F F
1 i i,cl s , |§`
S siv”1
a)i<F=e+2(%)2 b)k,=s,s+2(%1)2_ o)1<,=2+eSST:9§e
Figur 10 Eksempler på konsentrert last på steg
12.4.5.2 Dimensjonerende kapasitet
Stegets kapasitet skal påvises med følgende betingelse:
f .Ff íFo =%ZrfwlyMi
Knekkingsfaktoren XP er gitt ved
me
0,5z == 081 SIF ÅF F
EF: ifw,ytwly
FC!
Belastningslengden ly er definert i l2.4.5.3.
Den kritiske last (lineariserte knekklast) settes lik
fåFC, = 0,9kFEbW
der kl; er gitt på figur 10 for de vanligste lastsituasjoner.
Side 54NS 3472:2001
12.4.5.3 Lastutbredelse
1 F 1 FF
\\\
`\
ut:E
,////. .`
_ Å\\
\.
`\
C/7Vi
4/
/.// \___.__
\\\
uff'ii:
/
/// .,i.._
(fliiiU:Q
C/IZ
Figur 11 Lastutbredelse for konsentrerte laster
Lastens utbredelse på flensens overflate bestemmes av stivheten av den konstruksjonskomponent somoverfører lasten, se figur 11. Det kan antas at lasten sprer seg ut med en helning 111 gjennom stivemellomlegg.
For lastsituasjonene vist på figur 10 a) og b) er stegets belastningslengde ly gitt ved
ly :ss +2t_fi1+,im1+m2) _
der p
ml : ff,y Å
fW,y tw
2
"12 =
f
b og tf er henholdsvis flensens bredde og tykkelse. For kassetverrsnitt skal b ikke settes større enn25 tf på hver side av steget.
Dersom dette gir Xp S 0,5, settes m2 = 0 ved beregning av ly.
For lastsituasj onen vist på figur 10 c) er stegets belastningslengde gitt ved
SS 'i Ztf ml +n'l24:?
§+/f > ?o"L/
N
LJ
ly=min lo+tf 2 + +m2
lo i tf m1+m2
der
2
10 =0,skF iflg, +rfW,y bW
Dersom komponenten som påfører den konsentrerte lasten ikke følger bjelkens helning, settes ss = 0 , sefigur 11.
Side 55NS 3472:2001
12.4.5.4 Tverrstivere
Dersom Ff > Fd, skal steget utføres med tverrstivere under lasten. Dersom det forutsettes at et flyteleddskal dannes under lasten, skal steget avstives dersom Ff 2 0,5 Fd. For dimensjonering se 12.4.3.
12.4.6 Interaksjon mellom snittkrefter
12.4.6.1 Interaksjon mellom aksialkraft, moment og skjærkraftDersom flensene alene kan oppta momentet og aksialkraften, kan deres virkning på stegets skjærkapasitetneglisjeres. I motsatt fall tas det hensyn til interaksjonen etter l2.2.7 eller l2.2.8.Dersom flensenes bidrag til skjærkapasiteten er medtatt, skal det tas hensyn til at aksialkraflen kanredusere dette bidraget, se B.12.4.
Kapasiteten skal påvises i bjelkens mest påkjente snitt, dog ikke nærmere enn bw/2 fra et indre opplegg.
12.4.6.2 Interaksjon mellom aksialkraft, moment og konsentrerte lasterTverrsnittets kapasitet kan påvises ved interaksjonsfonnelen
I Ff + 0,8 Nf + Mf” +NfeNY 31,4Fd N, MdyFor tverrsnittsklassene 1, 2 og 3 settes eNy = 0
I tillegg skal tverrsnittet tilfredsstille kravene for tverrlast og for moment og aksialkraft alene.
12.4.7 Avstivede plater med aksialkraft
12.4.7.1 GenereltKapasitetspåvisningen av tverrsnitt og plater i klasse 4 med langsgående stivere, belastet medtrykkspenninger parallelt med stiveme, skal baseres på effektive arealer for de trykkpåkjentetverrsnittsdeler. Den kombinerte virkning av skjærdefonnasjoner (shear lag) og plateknekking skalivaretas når dette er relevant.
Beregningsmodellen skal ta hensyn til interaksjon mellom lokal knekking av platen mellom delangsgående stivere og global knekking av platefeltet (begrenset av flenser og tverrstivere). Figur 12 viseren avstivet plate og noen aktuelle stivertverrsnitt.
í Opplegg / Stiver / Panel
Z 1*
I= L.,b Åpne stivere
Lukkede stivere___..._|__.._|,_.._
IIII II II II IIII II II II II II IIIIIIII II II II II IIIIII II II IIII II_|_____|___
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 1._
374 41'
Figur 12 Avstivet plate med eksempler på stivertverrsnitt
Side 56NS 3472:2001
Beregningsmodellen i 12.4.7.2 er i hovedsak tilpasset avstivede flenser, men kan også benyttes foravstivede steg. B.12.4.7.2 gir detaljerte regler både for avstivede flenser og avstivede steg.
12.4.7.2 Effektivt areal av avstivet plateBeregningen av et effektivt tverrsnittsareal for en aksialbelastet avstivet plate kan gjennomføres etterfølgende trinn:
1) Lokal knekking av platefeltene (panelene) mellom de langsgående stivere medfører at kun enredusert bredde av panelene er effektive. Den effektive bredden av hvert panel uttrykkes vedreduksjonsfaktoren Ip pan , bestemt i henhold til 12.4.
2a) En linearisert elastisk knekkspenning (Eulerspenning) o Cu, for den avstivede plate betraktet som enortotrop plate beregnes. Knekkspenningen kan bestemmes ved hjelp av relevante analytiskeløsninger eller numeriske analyser. Den relative slankhet /ip av den ortotrope plate bestennnes som
en funksjon av acnp og det effektive tverrsnittsareal av det avstivede platefelt. Basert på /ipbosfommos rodrr1<sjorrsfa1<roron Ip r'1rorr1ro1r1r11 12.4.
2b) En linearisert elastisk knekkspenning Gem for denavstivede plate bestennnes ved at den avstivedeplaten betraktes som en fiktiv sentrisk belastet søyle med en spermvidde lik avstanden mellomtverrstiverne og uten randforbindelse med «flensene (dvs. med frie langsgående render).Basert på ccm og det effektive tverrsnittsareal av det avstivede platefeltet beregnes den relative
slankhet /ie av den ñktive søyle. Deretter bestermnes knekkingsfaktoren 1° i henhold til l2.3.2.lmed en formfeilfaktor ae for den fiktive søylen.
2c) Den endelige reduksjonsfaktor gm pga. global plateknekking for platen bestemmes ved interaksjonmellom reduksj onsfaktoren Xp for den ortotrope plate og knekkingsfaktoren 16 for platen betraktetsom søyle.
3) Det effektive tverrsnittsarealet av den trykkpåkj ente del av platen beregnes først ved at ineffektiveplatedeler fjemes i henhold til punkt 1 ovenfor, og deretter ved at de resterende delene reduseres medfaktoren ;gp,c (som innføres som en uniform areal reduksjon, dvs. med bibehold avtverrsnittsformen).
Detaljerte regler for beregningsmodellen er gitt i B.l2.4.7.2.
12.4.7.3 TverrstivereTverrstiverne forutsettes å danne stive opplegg for de langsgående stivere, og skal tilfredstille følgendestivhets og kapasitetskrav.
Ved dimensjoneringen betraktes tverrstiveren som en fritt opplagt bjelke med en sinusfonnet initiellformfeil wo = s/300 , der s settes lik den minste av avstandene a1 og a2 til de nærliggende tverrstivere ogpanelets bredde b, se figur 13. Ved beregning av stivemes tverrsnittsparametre kan det medtas enmedvirkende bredde 30 tw 5 av steget, plassert symrnetrisk om stiveren.
I/Tverrstiverwo
EL ________________ _ _ U mI 3* I 32 I I I” I
Figur 13 Tverrstiver beregningsmessig initialdeformasjon
Side 57NS 3472:2001
Tverrstiveme skal dimensjoneres for en tverrkraft som skyldes at trykkspenningen i de tilstøtendeplatefelt virker på en deformert geometri. Ved beregningen kan de tilstøtende tverrstivere betraktes somudeformerte, og både platefelt og langsgående stivere kan betraktes som fritt opplagret over dissetverrstiverne, se figur 13.
Maksimalspenningen i stiveren skal ikke overskridefd, og tilleggsdefonnasjonen skal ikke overskrideb/300.
Disse krav kan betraktes som oppfylt dersom tverrstiverens 2. arealmoment Ist tilfredsstiller betingelsen
Ur, b 4 30013,2 Ymízj (1+w0u~b_j
der
Ö'(;1 ,ç Nf I lo'fim= à_ +~acryp b al a2
/IZEu: emakS >l,0
Her er emaks avstanden fra stiverens arealsenter til stivertverrsnittets ytterste fiber. Nf er den størstetrykkrafl i de tilstøtende platefelt, men skal ikke settes mindre enn den største trykkspemiing multiplisertmed det halve effektive trykkareal av platefeltet, inkludert stivere. O'cr,c og crcnp kan bestennnes somangitt i B.12.4.7.
12.4.7.4 Langsgående stivereTorsjonsknekking av en langsgående stiver med åpent tverrsnitt kan anses forhindret dersom ett avfølgende krav er oppfylt
I 2
l211Ií] oner Il2sÅIp b 1,, Eder b her er platens bredde mellom stivere og ter platens tykkelse. Ip og IT er henholdsvis stiverens 2.polare arealmoment om stiverens innfestingspunkt til platen og dens torsjonskonstant (St. Venant). Platenskal ikke medregnes i konstantene.Langsgående stivere i steg kan være diskontinuerlige, forutsatt at de ikke medregnes i den del avtverrsnittet som opptar aksialspenningene.
Store trapesfonnede stivere kan betraktes som to separate stivere eller som én stiver lokalisert i stiverenssymmetrilinje.
12.5 Skrueforbindelser
12.5.1 Klassifisering av skrueforbindelser
12.5.1.1 AvskjæringsforbindelserVed dimensj onering av avskjæringsforbindelser skal det skilles mellom følgende kategorier:
Kategori A: Skruer i avskjæring/hullkanttrykk
Side 58NS 3472:2001
Det kan benyttes vanlige eller høyfaste skruer fra fasthetsklasse 4.6 til 10.9. Skruehullene utføres somnonnalhull etter NS 3464. Det stilles ikke krav til forspenning av skruene.
Dimensjonerende kraft per skrue skal ikke overskride skruens kapasitet med hensyn til hullkanttrykkFb,d eller avskjæring FV,d.
Kategori B: Glidningsforhindret i bruksgrensetilstanden
Det skal benyttes høyfaste skruer i fasthetsklasse 8.8 eller 10.9 med kontrollert forspenning etterNS 3464. Skruehullene utføres som normallhull eller avlange hull. Glidning i forbindelsen skal ikkeinntreffe i bruksgrensetilstanden.
Dimensjonerende kraft i skruen i bruksgrensetilstanden skal ikke overskride skruens friksjonskapasitetFsyd _ I bruddgrensetilstanden skal kapasitetene Fb,d og Fvyd med hensyn til henholdsvis hullkanttrykkog avskjæring ikke overskrides.Kategori C: Glidningsforhindret i bruddgrensetilstanden
Forbindelsen utføres med høyfaste skruer i fasthetsklasse 8.8 eller 10.9 med kontrollert forspenning etterNS 3464. Skriiehull kan være normale, overstore eller avlange. Glidning skal ikke inntreffe ibruddgrensetilstanden.
Dimensjonerende kraft i skruen i bruddgrensetilstanden skal ikke overskride skruens friksjonskapasitetFS d _
12.5.1.2 Strekkpåkjente skruer
Ved dimensjonering av skrueforbindelser påkjent i strekk skal det skilles mellom:
Kategori D: Forbindelser med skruer uten forspenningDet skal benyttes vanlige eller høyfaste skruer i fasthetsklasse 4.6 til 10.9. Forspenning av skruene er ikkepåkrevd. Denne kategorien skal ikke benyttes dersom forbindelsen er utsatt for hyppig variasjon istrekkraften.
Dimensjonerende strekkrafti skruen skal ikke overskride skruens kapasitet med hensyn til strekk Fhd .
Kategori E: Forbindelser med forspente skruer
Det skal benyttes høyfaste skruer i fasthetsklasse 8.8 eller 10.9 med kontrollert forsperming etterNS 3464.
Dimensjonerende strekldaft i sknien skal ikke overskride skruens kapasitet med hensyn til strekk Fdj.
12.5.2 Kapasitet av enkeltskruer
12.5.2.1 AvskjæringDersom avskjæring inntrer i skruens gjengede del er kapasiteten per avskjæringsnitt
0,6 AÆ 5 for skruer 4.6 og 8.8
FM: 711/12” 0,5 AÆ for skruer 10.9
VM2
der
ful, er skruens strekkfasthetAS er skruens spenningsareal
Dersom avskjæringssnittet ligger i skruens ugjengede del, er
0,6 AFM =__{r_b_711/12
der
A er tverrsnittsarealet av skruens skaft
Side 59NS 3472:2001
For skruer med skåme gjenger skal kapasiteten Fdo, ved avskj æring i skruens gjengede del multipliseresmed 0,85. Uttrykkene for Fdo, gjelder kun dersom skruene benyttes i hull med normal klaring etterl2.5.4.4.
12.5.2.2 Trykk mot hullkant
Skruens kapasitet med hensyn til hullkanttrykk er
F : ca 2,5 fodrd,b
7”1v12
der
1a er den minste av [Å , ll , eller IJ3dO 0 4 fil3d
Forbindelsens kant og endeavstander er definert i figur 14. do er hulldiameteren, se l2.5.4.4.
Dersom kantavstanden e2 21,5 do og skrueavstanden normalt på kraftretningen p2 2 3,0 do settes
c = 1,0. I motsatt fall settes
e2 _*0,94,P2_
c=min
1,840 FUJI\)uJt\_)
for 1,2do S e2 S l,5do
for 2,4do S po í3,0do
Skruenes kapasitet med hensyn til hullkanttrykk reduseres ikke dersom den gjengede del er helt ellerdelvis i kontakt med grunnmaterialet
Figur 14 Definisjon av hull og kantavstander
For énsnittet skjøt med kun én skrue settes
I,5fodtFor =""“?
YM2
à I2
P2 (B
FIT* <8 <I>o ___4å_%\ 2»
Side 60NS 3472:2001
Underlagsskiver skal benyttes under både hode og mutter dersom høyfaste skruer anvendes i énsnittedeskjøter med kun én skruerad vinkelrett på kraftretningen.
12.5.2.3 Strekkbelastede skruerSkruens kapasitet i strekk er
0,9 AFd,t : fu,b s
71/12
For skruer med skåme gjenger skal F4,, multipliseres med 0,85.
Ved beregning av dimensjonerende lastvirkning Ff skal det tas hensyn til hevarmeffekten som skyldesdeformasjoner i forbindelsen, se 12.5.2.4.
12.5.2.4 HevarmvirkningI skrudde forbindelser belastet med en ytre strekkrafl skal skruene dimensjoneres for både den ytre lastsamt eventuelle hevamrkrefter som skyldes defonnasjonene i forbindelsen, se figur 15.
N=F+Q N=F`+Q
Q 1 I I I 10 =hevarmkraftI I
1///4.í.§gH,.Ø7/ÅKØYZ/”'%“////2
llllvw ' aviIzr
Figur 15 Krefter på grunn av hevarmvirking
Hevarmkraftens størrelse avhenger av den relative stivhet og geometrien av elementene i forbindelsen.
12.5.2.5 Skruer belastet i strekk og avskjæringSkruer som er belastet i både avskjæring og strekk, skal tilfredsstille kravet
2 2F F
Fav For
Ffo, er dimensjonerende avskjæringskraft i skrue (lastvirkning)
der
Ffo er dimensjonerende strekkraft i skrue (lastvirkning)
12.5.2.6 BolteleddforbindelseBolteleddforbindelser er avskjæringsforbindelser utført med én skrue, og der det stilles krav til frirotasjon.
Forbindelsens geometri skal tilfredsstille kravene på figur 16.Boltens kapasitet skal tilfreds tille fs ølgende betingelser:
2 0,6 ANf Sgpdov :Li7'1v12
Nf SFd,b
7M2
0,8f W1MfSMd:_Y=PiYM2
2 2Æ.. + Æ <1
Fd,v Md _
der momentet i bolten forenklet kan settes lik
Og lj,
Mf =%Nf(2t1+4c+t2)
t2 og c er definert på figur 16.
Valgt tykkelse '
Nra red,
o o,7so,r er I til_t_ _t_ 1,31 1,
2 1
J . Valgt geometri :y N 2d
Side 61NS 3472:2001
re 0,sN'I iI0,sNazüj. ...il ' I I
2fyt 3 ' fy
MN, do oO§2,sre>irr*rY
Figur 16 Geometrikrav til bolteleddforbindelse
Side 62NS 3472:2001
12.5.2.7 FriksjonskapasitetSkruens kapasitet mot glidning er
knpFd,s :_$__Fc,d
7M3
der
Fmd er forspenningskraft
n er antall friksjonsflater
,u er friksjonskoeffisient
1,0 for normale hullks = 0,85 for overstore hull
0,7 for avlange hull
Den beregningsmessige forspermingskraft Fc,d settes lik
Food = 0,63 fooAs , se NS 3464
Forbindelser med overstore hull eller avlange hull orientert parallelt med kraftretningen skaldimensjoneres i henhold til kategori C i bruddgrensetilstanden. I dette tilfellet er
}/M3 =
12.5.2.8 Friksjonskoeffisient
Friksj onskoeffisienten ,u avhenger av den foreskrevne klasse for friksjonsflate, se NS 3464.
0,50 for klasse A friksjonsflater_ 0,40 for klasse B friksjonsflater
y _ 0,30 for klasse C friksjonsflater0,20 for klasse D friksjonsflater
12.5.2.9 Friksjonsforbindelser med strekkbelastning normalt på friksjonsflatenDersom en friksj onsforbindelse er belastet med en ytre strekkraft normalt på friksjonsflaten, skal skruenskapasitet reduseres med følgende reduksjonsformelz
k n,uFd,s :Sí(Fc,d _0=8Ff,t)
7/11/13
For kategori B benyttes verdien av Ffot i bruksgrensetilstanden, mens for kategori C skal Ffit ibruddgrensetilstanden benyttes.
Side 63NS 3472:2001
12.5.3 Kapasitet av skruegrupper
12.5.3.1 BeregningsforutsetningerSkruegruppers kapasitet fastlegges på basis av enkeltskruenes kapasitet.
Fordelingen av kreftene på de enkelte skruer kan for alle skruetyper bestemmes ved en lineær elastiskberegning. Lange skrueforbindelser er unntatt fra derme regelen, se 12.5.3.5.
Dersom forbindelsen har tilstrekkelig duktilitet, kan de opptredende snittkrefter fordeles på de enkeltedeler av forbindelsen på den mest hensiktsmessige måte. Det forutsettes at:
~ den valgte fordeling av indre krefterer i likevekt med de ytre snittkrefter;den valgte krafrfordeling ikke overskrider kapasiteten i noen del av forbindelsen.
Duktilitetskravet er tilfredsstilt for forbindelser i kategori A og B dersom kapasiteten med hensyn tilhullkanttrykk er mindre enn avskjæringskapasiteten.
12.5.3.2 Nettotverrsnitt i strekkpàkjente staverVed beregningen av kapasiteten av en strekkpåkjent stav etter 12.2.3.1 skal det tas hensyn til svekkelsersom skyldes skruehull og andre åpninger.
Stavens nettotverrsnitt Ao settes lik bruttotverrsnittet A fratrukket hulltverrsnittet dot for alle hull somligger i en potensiell bruddlinje normalt på stavens akse.
Dersom hullene i parallelle skruerader er innbyrdes forskjøvet, se figur 17, skal fradraget for hull setteslik den største av følgende verdier
summen av hull i et snitt normalt på stavaksensummen av hull som ligger på en rett eller brukket linje gjennom hullene minus szt / 4p2,
der s er forskyvning av hullene og t er platens tykkelse.For vinkelprofiler og andre profiler hvor skruehullene ligger i mer erm ett plan skal pz måles langs en linjelangs platedelenes midtlinje, se figur 17.
91,91 S pi
Ni O O IN Ni O I O INtai 1 MI I prI O O I I ° I
Figur 17 Grunnlag for beregning av nettotverrsnitt
Side 64NS 3472:2001
12.5.3.3 Utriving av skruegruppe
Utriving av en gruppe skruehull nær enden av en stav eller i en knuteplate skal unngås ved valg avhensiktsmessig hullavstand. Bruddformen består nomialt av strekkbrudd ( fo) i ett snitt ennom
skruehullene normalt på kraftretningen og flytning i skjær ( Ty) i snitt gjennom hullene parallelt medkraftretningen, se figur 18.
lW1222lrilälifirèzsiiiziêfiZilsrzrs11;zsr1aeazeIess=;af
__l 3
' .sssarzerzraezse .s::szeza§s::szs. lærarar ' ======:==!= < ...rf=rirr=....==r==r==mistazzazsaeräzé==.=nei:iiizirza§fiér:..r=§sE§:z% azaaazgerrgzsz ~rgir , I _;5;;;;;;atkr=r==;;=;=om==========;====z=====r=====r«==4= ""=azrz=a=zzf irr. r.ror=rri.==m=rr=.
ir 11,1* .I il” 0 j V I o o V'°1iE'EÉEíåâêlEf`I '""5'E5Ii§EI!"l'É5i2f""'=§í"ilí ='?i7=" ....::5:: 5 .::I?r:::zí
=====1"===i¥=' .~Si==ííl.'*='Eí5E:..,.;:5:%êi:í 'iiíäíåiíå 1:::::::::::::: ::::::::::
35152551E31IâE5E1EE25352ä5Zííilâååäêiíâlíåâíiiêäiíiiii^=zaereiraarss=s="""'eezzzeesssr:z=F""'41==1=1 wzsrsarzaU . zseszzfgzsszizl . fltggli . f
I Il "F ii ~
Y
ai , bi clFigur 18 Utrivingfigurer for skruegrupper
For symmetriske skruegrupper med sentrisk belastning, se figur 18 a), er kapasiteten gitt ved
Neff,d :LAG IFLATI/M2 N! gj/Mj
der
AC, er netto strekkbelastet arealA, er brutto skj ærbelastet areal
For bjelkeender har skjærkraften normalt en eksentrisitet, se figur 18 b), c), og kapasiteten kan settes lik
f fVofo, :0,5 LAC, + _! A,I/M2 JE]/M1
Faktoren 0,5 er imrført for å ivareta virkningen av skjærkraftens eksentrisitet.
12.5.3.4 Innfesting av vinkelprofil i ett ben
For staver med usyrmnetrisk tverrsnitt og staver med usymmetrisk innfesting, for eksempel for staver avVinkelprofil skjøtt med skruer kun i det ene benet, skal det tas hensyn til virkningen av skruenseksentrisitet, kant og endeavstand ved beregningen av stavens aksialkraftkapasitet.
Side 65NS 347222001
91 P1 er, P1 , P1
I Ieziàlldo $ , , fb 4> 4% I
Figur 19 Vinkelprofil festet i ett ben
:ii :IP
'$ $
For Vinkelprofil med kun én rad av skruer, se figur 19, er kapasiteten i stavens nettotverrsnitt
Nd: forlskrue
7M2
ANo = '62"fu for2skruer
VM2
ANd : B3 nfu
71»/12for 3 skruer eller flere
Reduksjonsfaktorene fl2 og fi3 avhenger av avstanden pl mellom skruehullene, se tabell 16. For verdier2,5 do <p1 < 5,0 do interpoleres lineært mellom de gitte verdier.
An er vinkelprofilets nettotverrsnitt. For ulikebenet vinkel festet i det minste benet skal An settes liknettotverrsnittet av en likebenet vinkel med samme dimensjon som det minste benet.
Tabell 16 Reduksjonsfaktorer flz og ,63 for innfesting av vinkelprofiler
2 skruer 0,4 0,5
3 skruer 0,5 0,7
Hullavstand pl g 2,5 do pl 2 5,0 do
eller flere
12.5.3.5 Lange forbindelser
Dersom avstanden Lj (målt i lastretningen) mellom de ytterste skruer i en avskj æringsforbindelseoverskrider 15 d, vil ikke kapasiteten av alle skruer kunne utnyttes fullt ut.
For LJ 2 65d reduseres kapasiteten med 25 %. For 15 d < Lj < 65 d bestemmes reduksjonen ved lineærinterpolasjon.
' 1 Li Li
< I , I I : I 1 I : I I ~ , < 1 I ; = ,| 1 II I I I I I I I I I 1 1 1 1 1 11111_., få:if
É_>.
Figur 20 Lange skrueforbindelser
Reduksjonen elderikke tilfeller der skjærkraften overføres jevnt fordelt over forbindelsens lengde, foreksempel ved overføring av skj ærkraft fra steg til flens i et tverrsnitt.
Side 66NS 3472:2001
12.5.4 Konstruktive krav
12.5.4.1 Generelt
En forbindelse skal normalt ha minst to skruer. Unntatt fra denne regelen er f. eks. irmfesting avdiagonaler i master og lignende konstruksjoner.Ved skjøter skal lasketverrsnittet dimensjoneres for en kraft som er 10 % større enn den som skal opptas.
Ved bruk av fôr med samlet tykkelse tp større enn 1/3 av skruediameteren skal den beregningsmessigekapasitet etter 12.5.2 reduseres med en faktor
94flP:8d+3rP °g fipíl
For dobbelsnittede avskjæringsforbindelser med fôr på begge sider av skjøtsnittet settes tp lik tykkelsenav det tykkeste fôr.
Skjøter i trykkstaver utsatt for knekking skal utføres med samme stivhet og styrke som staven for øvrig.
12.5.4.2 Minste hull og kantavstander _Avstandene el og eo fra skruehullets senter til grunmnaterialets kant, henholdsvis i og normalt på kraftensangrepsretning, skal ikke underskride minsteverdiene gitt i tabell 17. Minsteverdiene for senteravstandenepl og p2 mellom hullene, henholdsvis i og nomralt på kraftretningen, er gitt i samme tabell.
Tabell 17 Minste hull og kantavstander
Minste Optimaleavstander avstander
q 1,2 do 3,0 do
P1 2,2 do 3,75 do
e2 1,2 do 1,5 doP2 2,4 do 3,0 do
De optimale verdier gitt i tabell 17 for hull og kantavstandene er de verdier som gir størst kapasitet medhensyn på hullkanttrykk.For avlange hull skal avstanden fia hullets lengdeakse til nærmeste kant av platematerialet ikke væremindre enn 1,5 do . Avstanden fra sentrum av hullets enderadius til nærmeste kant skal ikke være mindreenn 1,5 do.
12.5.4.3 Største hull og kantavstanderDersom konstruksjonen er eksponert for vær eller amret korrosivt miljø, skal den største ende ellerkantavstand ikke overskride 40 mm + 4 t, der t er tykkelsen av den tynneste platedel som inngår iforbindelsen. I andre tilfeller skal disse avstandene ikke overskride den største av verdiene 12 t eller150 mm.Skrueavstanden pl i hver skruerad og p2 mellom skrueradene skal ikke overskride den minste av verdiene14 t eller 200 mrn.
I trykkpåkjente forbindelser skal ikke kantavstanden f`ra skruehullets senter være så stor at platematerialetkan knekke utenfor skruene. Den største kantavstand kan bestemmes ut fra kravene til b/t for utstikkendeflens i 12.1 .2. Disse kravene gjelder ikke endeavstanden. Tilsvarende skal ikke avstanden p2 mellom
Side 67NS 3472:2001
skrueradene være så stor at platematerialet kan knekke lokalt mellom radene. Forholdet b/t fra 12.1 .2 foret tosidig opplagt platefelt legges til grunn for bestemmelse av største avstand.
12.5.4.4 Klaring i skruehull
Krav til klaring i skruehull er gitt i NS 3464.
For vanlige hull skal
Ml2 Ml4 : do §d+lmm
I M16 M24 : do§d+2mm
M27 : doíd+3mm
I friksj onsforbindelser kan hull med stor klaring og lange hull benyttes i henhold til NS 3464.
12.6 Sveiste forbindelser
12.6.1 GenereltSom lastbærende sveiser benyttes:
buttsveiser, med full eller delvis gjerrnomsveising;
~ kilsveiser;
K sveiser, med full eller delvis gjennomsveising.Slot og pluggsveiser kan benyttes for overføring av skjærkrefier eller for å hindre separasjon avoverlappende plater.
..CI I Fj v I I I I I ButtsveiserI Æ R .»=1f1='zz§Isr=. I I I
Full gjennomsveising Full gjennomsveising Delvis gjennomsveising
__| | | I KilsveiserI I I I
I I l II I I I
Full gjennomsveising Delvis gjennomsveising
K sveiser
Figur 21 Illustrasjon av buttsveiser, kilsveiser og K sveiser
Side 68NS 3472:2001
12.6.2 Kilsveiser
12.6.2.1 Kapasitet av kilsveiser
Sveisens kapasitet per lengdeenhet kan beregrres etter metode a) eller b) gitt nedenfora) Spenningskomponentene på basis av opptredende krefter per sveisens lengdeenhet og følgendespenningskomponenter defineres, se figur 22:
ai norrnalspenning vinkelrett på sveisesnittetri skjærsperrrring i sveisesnittet vinkelrett på sveisens lengdeakserfl skjærspenning i sveisesnittet parallelt med sveisens lengdeakse
Spenningene antas jevnt fordelt over sveisens rotmål a.
Sveisens kapasitet påvises ved spemringene med følgende uttrykk
yiofi +3irí +r“2M2 w
Og
VM2
der
fu er bruddfastheten for forbindelsens svakeste del
fiw er korrelasjonsfaktor
Korrelasjonsfaktoren flw avhenger av grunnmaterialets nominelle bruddfasthet og er gitt r tabell 18
Tabell 18 Korrelasjonsfaktor flw
'Qr:e=.` ti
Li <9
Figur 22 Spenningskomponenter i kilsveisen
S 235S 275S 355S 420S 460
520550
085
1,01,0
StåIS0l1 Bfuddfasthel fu (N/mmz) Korrelasjonsfaktor /iw
360 0,8
430 ,
5 l O 0,9
Side 69NS 3472:2001
b) Sveisens kapasitet per lengdeenhet, uavhengig av kraftens retning i forhold til sveisens orientering, ergitt ved
Fw,d I fw,da
der a er sveisens rotmål, se l2.6.2.2 og figur 23.
Sveisens dimensjonerende skj ærspenning er
Y fwd:Li7 VM2*/5 flw
12.6.2.2 Sveisesømmens geometriKilsveisens nominelle a mål skal settes lik høyden av den største trekant som kan innskrives i kilsveisenstverrsnitt, figur 23 a) og b). Sveisens a mål skal ikke være mindre erm 3 mm.
i'%°'/\'°/`*i W:/\>*iriífi r_:_ 1a) b)
Figur 23 Definisjon av a mål for kilsveiser
Dersom sveisen utføres med automatisk pulversveising, kan det tas hensyn til den ekstra innsveisingen.Det skal ikke regnes med større innsveising enn 20 % eller 2 mm.
Forutsatt at sveisens a mål ikke underskrides langs sveisen, settes sveisens beregningsmessige lengde likden totale lengden.
Sveiser med lengde mindre enn den minste av verdiene 40 mm eller 6 ganger a målet skal ikke benyttesfor lastoverføring.
I laskeskjøter der kilsveisens lengde er større enn 150 a, vil sveisen ikke være uniformt påkjent, ogkapasiteten skal reduseres med en faktor
fl 1 2 0”2Lj 1 0: ~ í S ,
LWJ ” isoader LJ er sveisens lengde i lastoverføringens retning.
12.6.3 Kapasitet av buttsveiserKapasiteten av en buttsveis med full gjennomsveising er lik kapasiteten av den svakeste av de platedelersom inngår i forbindelsen, forutsatt at det benyttes en elektrode som gir et sveiseavsett som har enflytespenning og bruddfasthet som ikke underskrider grunnmaterialets verdier.Buttsveiser med delvis innsveising dimensjoneres som kilsveiser. Det beregningsmessige a mål skalsettes lik den nominelle dybde am, av fugen minus 2 mm, se figur 24.
aår
ii
få
~«1W. ,,...
4.....,.â;.m"”mlfmf'Æ'
.ifs»Wafffil
3
i1ii
ti11
iiii
'i
ses_t..atm
<
,;i1
i
»;l
1
W,»>mmea,F
Z
i
.~.\r«m.<».dig.â
,=
Side 70NS 3472:2001
i f «FI
Figur 24 Buttsveiser med delvis gjennomsveising
K sveiser (T buttsveiser) som består av delvis gjennomsveiste buttsveiser forsterket med kilsveiser, sefigur 25, kan dimensjoneres som en buttsveis med full gjennomsveising. Dette forutsetter at det totalenominelle a mål ikke er mindre enn tykkelsen t av platen som utgjør T ens steg, og at det usveiste gapetikke er større enn den minste av verdiene 0,2 t eller 3 mm.
Dersom disse forutsetninger ikke er tilfredsstilt, skal K sveisen dimensjoneres som en kilsveis. Sveisensa mål skal settes lik det nominelle a mål minus 2 mm, med mindre forsøk understøtter bruk av størreverdi.
nom I í/6\\°°`
Figur 25 Fuger for K sveiser (T buttsveiser)
12.6.4 Kapasitet av sveisegrupper. BeregningsforutsetningerSveisegruppens kapasitet bestemmes på basis av enkeltsveisenes kapasitet per lengdeenhet.
Kraftfordelingen i en sveist forbindelse kan bestemmes ved en lineær elastisk beregning.
Forutsatt at forbindelsen har tilstrekkelig duktilitet, kan en plastisk beregning benyttes, der deopptredende snittkrefter fordeles på de enkelte deler av forbindelsen på den mest hensiktsmessige måte.Det forutsettes at den valgte fordeling av de indre krefter er i likevekt med de ytre snittkrefter, og at denvalgte kraftfordeling ikke overskrider sveisenes kapasitet noe sted i forbindelsen.
Egenspenninger og spenningskomponenter som ikke deltar i kraftoverføringen, kan neglisjeres ikapasitetsberegningen. For lange sveiser henvises til 12.6.2.2.
12.6.5 Utforming av kilsveiserKilsveiser skal normalt utføres med en fugevinkel mellom 60° og l20°. Kilsveiser skal ikke avsluttes påhjørnet av de sammenføyde komponenter, men føres rundt hjørnet i en lengde på to ganger a målet, derdette kan skje i samme plan.
Side 71NS 347222001
Dersom kilsveiser utføres som avbrutte sveiser, skal gapet L1 mellom hver delsveis ikke overskride denminste av følgende verdier:
200 mm12 ganger tykkelsen av tynneste platedel ved trykk
Li er den 1HiHSte HV 16 ganger tykkelsen av tynneste platedel ved strekk25 % av stiveravstanden for stivere som er forbundet til platepåkjent i trykk eller skjær
Avbrutte kilsveiser skal avsluttes med en to sidig sveis med lengde minst lik 75 % av bredden av densmaleste platedel som forbindes. Avbrutte kilsveiser skal ikke brukes for konstruksjoner i korrosivt miljøeller utrnattingspåkjente konstruksjoner.
2 r tb et _L°2min{o.1sb
~ o,7sb,i, L ,L«|, 1 b,Hiii strekk 16*
F J I F L 5 min 16 ti< i :',_j1:ii1'ii; > b 12 11 200 mm. 12 l
th, bi I, T'Y*k 12:,LSmiI1 0'25b
. F ig 200 mm
I iht ,i.' Li_T__T_
Figur 26 Avbrutte kilsveiser
En enkel kilsveis eller K sveis skal ikke benyttes i en usymmetrisk forbindelse der det på grunn av lastenseksentrisitet oppstår et moment om sveisens rot, se figur 27 a) og b). Derimot kan slike sveiser benyttesved sveising rundt periferien av et hulprofil uten at eksentrisitet oppstår.
ii ii %m_i
Figur 27 Ugunstige ensidige K og kilsveiser
Side 72NS 3472:2001
13 Dimensjonering mot utmatting
13.1 Generelt
Påvisning av kapasitet mot utmatting skal sikre at det ikke oppstår konstruksjonssvikt eller skade pågrurm av spennings eller tøyningsindusert sprekkvekst i løpet av konstruksjonens levetid.
Lavsyklus utmatting er karakterisert ved vekslende plastiske tøyninger i plastiske soner ved et begrensetantall vekslinger, og dekkes ved dimensjoneringen i den normale bruddgrensetilstanden.
Høysyklus utmatting skyldes lokal sprekkvekst på grunn av vekslende spenning eller tøyning ved et høytantall vekslinger. Dimensjoneringen kan gjennomføres ved en kapasitetspåvisning basert på S N kurverfor relevante utfomringer av konstruksjonsdetalj en. I spesielle tilfeller kan en bruddmekanisk analyse avsprekkveksten i et kritisk område i en konstruksjonsdetalj legges til grunn.
13.1.1 BegrensningerBestemmelsene i dette punktet gjelder for konstruksjoner med flytespenning mindre enn 700 N/mmz, ogfor skruer i luft eller i sjøvann med korrosjonsbeskyttelse opptil 10.9.
13.1.2 Krav om dimensjonering mot utmatting _Krav om dimensjonering mot utmatting er nomialt ikke nødvendig for bygninger. Dimensjonering forutmatting kan være nødvendig for bæresystemer for kraner og vibrerende maskiner og konstruksjonersom utsettes for svingninger på grunn av vind, bølger, strøm og menneskemengder i bevegelse.
Påvisning av utmattingskapasitet er ikke nødvendig for konstruksjoner i luft dersom den største nominellespenningsvidde tilfredsstiller følgende betingelse
ypf MSL21 (N/mm2)7Mf
13.2 Lastvirkningsanalysen
13.2.1 Utmattende lasterPåvisning av levetid for byggverk med utmattende laster skal utføres i samsvar med relevante standarderog forskrifter.MERKNAD Retningslinjer for fastsettelse av utrnattingslaster for bruer blir gitt i NS 3491 8.
Med mindre det motsatte er eksplisitt angitt, er partialfaktoren ;/Ff for utmattingslasten medtatti disselastene, og verdien 7/Ff = 1,0 benyttes normalt ved dimensjoneringen.
13.2.2 SpenningsberegningDimensjonerende lastvirkninger som skyldes utmattingslasten, skal beregnes etter elastisitetsteorien.
Dynamiske effekter pga. støt eller vibrasjoner skal ivaretas der dette er relevant.
13.2.2.1 Spenningeri grunnmaterialet
Avhengig av den aktuelle konstruksjonsdetalj skal enten den nominelle eller den geometriskespenningsvidde (hot spot spenning) legges til grunn for dimensjoneringen.For klassifiserte detaljer legges den nominelle spermingsvidden til grunn. Virkningen avspenningskonsentrasjoner som er typisk for detalj ens geometriske utfonning, er ivaretatt i S N kurvene.Det skal tas hensyn til eventuelle eksentrisiteter i forbindelsen, tvangsdeformasjoner og
Side 73NS 3472:2001
sekundærspenninger pga. knekking, skjærdeformasjoner og hevarmvirkning. Dersom den potensielleutrnattingssprekken er lokalisert i et område med store spenningskonsentrasjoner som skyldes endringer ikomponentens tverrsnitt, store hull eller utkapp, skal den geometriske spenningsvidden legges til grunn.
Den geometriske spenningsvidden er den største hovedspenningsvidden i grunnmaterialet i det punktetder utmattingssprekken vil initieres, normalt ved sveisens tå eller ved en armen kjerv. Spenningsviddenbestemrnes ved å multiplisere den nominelle spenning med en spenningskonsentrasj onsfaktor (SCF), somivaretar virkningen av tverrsnittsendringer, hull og utkapp, samt sekundærspenninger i knutepunkter.For rørknutepunkt og uklassifiserte detaljer legges den geometriske spenningsvidde til grunn.
13.2.2.2 Spenninger i sveisenFor lastbærende kil og K sveiser kan utmattingssprekken initieres fra sveisens rot og gå gjennomsveisen. Dimensjoneringen skal baseres på største spenningsvidde Aaw i sveisemetallet, beregnet påbasis av spenningen
. GW =,io'_í + få +0,2z'H2
der ai er norrnalspenningen og tj er skjærspenningen i sveisesnittet, begge rettet nonnalt på sveisensakse. ru er skjærspenning langs sveisens akse.
13.2.2.3 Spektrum for spenningsviddeSpenningsvariasjonen som skyldes en gitt lastsituasjon, skal transformeres til et spenningsspektrum vedhjelp av en metode for syklustelling. For en konstruksjonsdetalj utsatt for flere lastsituasjoner skal dissekombineres til et dimensjonerende spektrum for spenningsvidden.En syklustelling basert på "rainflow " eller "reservoar" metoden kan normalt benyttes sammen medMiner Palmgrens delskadehypotese.For tilfeller der lasten er gitt ved effektspektra (bølge og vindspektra), kan det dimensj onerendespektrum for spenningsvidden bestemmes ved en statistisk modell.
13.3 Utmattingskapasitet
13.3.1 Spenningsvidde med konstant amplitude
For konstruksjoner der utmattingslasten medfører spenningsvariasjon med konstant amplitude (konstantspenningsvidde), gjelder
l7FfA0'5iAfR
7/Mf
der Aa er spenningsvidden (nominell eller hot spot) i det punktet i konstruksj onsdetaljen der denpotensielle sprekken vil initieres. A fR er karakteristisk utmattingsfasthet for den aktuellekonstruksjonsdetalj relatert til antall vekslinger N i løpet av konstruksjonens levetid.
Altemativt kan påvises at antall vekslinger N ikke overskrider antall vekslinger NR som gir brudd for enspenningsvidde Aa .
Materialfaktoren for utmatting settes normalt lik ;/Mf = 1,0 _ Andre verdier av 3/Mf kan fastsettes dersomman ønsker å ta hensyn til usikkerheten i lastantakelsene, konstruksjonsdetaljens betydning forkonstruksjonens totale sikkerhet og tilgjengeligheten for inspeksjon.
Side 74NS 3472:2001
13.3.2 Spenningsvidde med varierende amplitudeFor konstruksjoner der utmattingslasten gir spenningsvidder med varierende amplitude, er lastvirkningenmed hensyn på utrnatting definert ved spektret for spenningsvidden, se 13.2.2.3.
Kapasitetskontrollen kan ennomføresetter Miner Palmgrens delskadehypotese
Då”= LgiNi U
der ni er antall lastvekslinger med spermingsvidde ;/Mf ;/FfAGi , og Ni er antall lastvekslinger som forden gitte konstruksj onsdetalj gir brudd for denne spenningsvidden. k er antall blokker i spenningsspektret,og velges slik at sumrnasjonen har tilstrekkelig nøyaktighet.
Utnyttelsesgraden ry settes normalt 1,0. Andre verdier av 17 kan fastsettes i relevante forsldiflzer ogregelverk, der det tas hensyn til usikkerheten i lastantakelsene, de enkelte konstruksjonskomponentersbetydning for konstruksj onens totale sikkerhet og tilengeligheten for inspeksjon.
Altemativt kan kapasitetskontrollen baseres på en ekvivalent spenningsvidde AGE
l7“FfA0'E í*_*AfR _
7Mf `
Den ekvivalente spenningsvidde med konstant amplitude AGE gir den samme utmattingsskade somspenningsviddens spektrum for det totale antall vekslinger N. AfR er konstruksjonens karakterisktiskeutmattingsfasthet for N vekslinger.
Et konservativt estimat for AGE fås ved at man tar utgangspunkt i en utmattingskurve med konstanthelning m = 3:
l/31 kAGE =[í;níAGi3]
13.4 Utmattingsfastheter
13.4.1 Generelt
Den karakteristiske utmattingsfastheten Afig gitt i form av log AfR logN kurver (S N kurver), avhengerav konstruksjonsdetaljens utforming, spenningsfeltet ved detaljen og korrosiviteten av omgivelsene.
Det skilles mellom følgende hovedgrupper:konstruksjoner i luft;konstruksjoner med katodisk vem i sjøvann;konstruksjoner utsatt for fri korrosjon i sjøvann;rørknutepunkt i luft;rørknutepunkt med katodisk vem i sjøvann.
Utmattingskurvene er gitt ved
log N= log a mlog AfR
der
Side 75NS 3472:2001
Af; er karakteristisk utmattingsfasthet
N er antall lastvekslinger
m er helningskoeffisient for kurven (m = 3 eller m = 5)
a er en konstant som definerer kurvens nivå
Dimensjonerende utmattingsfasthet er
A fkd Afrzníåji_ 7Mf 7Mf
Utrnattingsgrensen Af) for spenningsvariasjon med konstant amplitude er definert somutmattingsfastheten ved N = 107 vekslinger, og eksisterer kun for konstruksjoner i luft og konstruksjonermed katodisk vem i sjøvann. Ved belastning med varierende amplitude vil utmatting ikke irmtreffedersom den maksimale spenningsvidden maks A Ger mindre enn AfD .
13.4.2 Klassifisering av detaljer
Konstruksj onsdetaljene grupperes som klassifiserte og uklassifiserte detaljer. Klassifiserte detaljertilordnes definerte S N kurver på basis av typiske trekk ved geometrisk utforrning og sveisensbærevirkning. Uklassifiserte detaljer har ingen slike fellestrekk og skal behandles enkeltvis.
13.4.2.1 Klassifiserte detaljer med åpne tverrsnittKonstruksjonsdetaljer utført med komponenter med åpne tverrsnitt er klassifisert i åtte grupper:
detaljer uten sveis, tabell A.1;skrudde forbindelser, tabell A.2;
~ kontinuerlige sveiser orientert parallelt med lastvirkningen, tabell A.3;
avbrutte sveiser orientert parallelt med lastvirkningen, tabell A.4;
tverrgående buttsveiser, tosidig sveist, tabell A.5;tverrgående buttsveiser, ensidig sveist, tabell A.6;
påsveiste detaljer på overflate eller kant, tabell A.7;
~ forbindelser med lastbærende sveiser, tabell A.8.
I tabellene er både spenningsvariasjonens retning og posisjonen av den potensielle utmattingsprekk gitt.
13.4.2.2 Klassifiserte detaljer for rørformede komponenterKonstruksj onsdetaljer knyttet til komponenter utført med sirkulære eller rektangulære rør er klassifisert itabellene A.9. og A.l0.
13.4.2.3 Rørknutepunkt
Knutepunkter utført med sirkulære eller rektangulære rør er ikke klassifisert, og utmattingskapasitetenfastlegges på basis av den geometriske spenningsvidde (hot spot spenning).For rørknutepunkt benyttes utmattingskurve T.
13.4.2.4 Uklassifiserte detaljerUtmattingskapasiteten fastlegges på basis av den geometriske spenningsvidde.
Side 76NS 3472:2001
13.4.3 Utmattingsfasthet for klassifiserte detaljer
13.4.3.1 GenereltDe klassifiserte konstruksjonsdetaljene tilordnes 14 utmattingskurver (S N kurver), betegnet Bl til W3.
Ved tilordningen tas hensyn til:
konstruksjonsdetaljens utforming;
spenningsvariasjonens orientering i forhold til detaljen;
~ fabrikasjonsmetode.Utrnattingskurvene er etablert på basis av eksperimentelle data der det er tatt hensyn til:
lokale spenningskonsentrasjoner som skyldes sveisens geometri;
form og størrelse på diskontinuiteter som ligger innenfor toleransegrensene;
spenningsvariasjonens retning;
~ egenspemiinger som er typiske for detaljen;metallurgiske forhold; i
utførelsesmåte.
13.4.3.2 Konstruksjoner i luft
Utmattingskurvene er vist på figur 28. Kurveparametrene og utmattingsgrensen AfD forspenningsvariasjon med konstant amplitude er gitt i tabell 19.
4 `N
mm\.f
svddeAfnN
Spennng
1000 f“"““jj`j"“'jf:jjj"“"" W'jfjffj““j"fjf"jjj"fjjjf"'“""“j'f"fj:jj"fjj~~~~~~~~~~~~" f_'"~'f_ "j''''''''''''''''''''j~~~~~ r M" " r r ^_
' f ' ' if . f" .ff ` Å Å..f ..._ .. ' . .__ _
姧;,5.t=gg;
. iI
1
_ _ _ A _? `_ __, ______.________________.._ _ . .__
_:OO 1 `I.1'~4.
1.'1'1' 1.1.1.
1.. 1.. .'i.'1Å1
1 11 ,.
f1 1.
11 1 1 1
_._.__ _~_ A _..1,____ _ _ _ .. . __ _~,,_.._ .r ,_, _.
1 ~. '~_._ .__ *1 ~. ~. ~. _», __ _...i
1§ .;Éf:`__'É
.1 _
101,00E+04 1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08
Antall lastvekslinger
Figur 28 Utmattingskurver for konstruksjoner i luft
Side 77NS 3472:2001
Tabell 19 Utmattingsparametre for konstruksjoner i luft
loga
(m=3)SMUNG N §1o7 N >107 N/mmz
(m=5)
Af)
B1 12,913 16,856 94B2 12,739 16,566 82C 12,592 16,320 73Cl 12,449 16,081 66C2 12,301 15,835 58D 12,164 15,606 53E 12,010 15,350 47F 11,855 15,091 42Fl 11,699 14,832 37F3 11,546 14,576 33G 11,398 14,330 29
Wl 11,261 14,101 26W2 11,107 13,845 23W3 10,970 13,617 21
13.4.3.3 Konstruksjoner i sjøvannFor konstruksjoner med katodisk vem er utrnattingskurvene vist på figur 29. Kurveparametre ogutmattingsgrense AfD for spenningsvariasjon med konstant amplitude er gitt i tabell 20.
. `=~<
Nmm`v
9Afn
sv'dd
Spennng
100' '
10
m1,00E+04 1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E +06
Antall lastvekslinger
Figur 29 Utmattingskurver for konstruksjoner med katodisk beskyttelse i sjøvann
Side 78NS 3472:2001
Tabell 20 Utmattingsparametre for konstruksjoner med katodisk beskyttelse i sjøvann
For konstruksjoner uten katodisk beskyttelse er utrnattingskurvene vist på figur 30, og kurveparametrene
loga Afi>
(m=3)s'N'k"Ne N§106 N>10° N/ IHH12
(m=5)Bl 12,513 16,856 94B2 12,339 16,566 82C 12,192 16,320 73Cl 12,049 16,081 66C2 11,901 15,835 58D 11,764 15,606 5313 11,610 15,350 47F 11,455 15,091 42Fl 11,299 14,832 37F3 11,146 14,576 33G 10,998 14,330 29
W1 10,861 14,101 26wz 10,707 13,845 23W3 10,570 13,617 21
er gitt i tabell 21. Km'vene er lineære i log AfR log N diagrammet, og utmattingsgrensen AfD er ikkedefinert.
»N
mm`4
sv'ddeAfflN
Spennng
1 T.............................. ... ................,..,............,......,.......,.. _, .:.....................,......,..,..,..........._................,...,...,....................... ....................................._._._._.................................. ...... ........... . ... ...
§_\'é1' 'Ö Å' "Å L fi . .Å I
è_?:C2 A f A1<E/
R F1 ~ ~ ' :sf ve ~ W ~~~~ ~ ~ ~
3o 1IN)
§'æ'r'°'§'aá
.\ I ~
1 W3
10 4 ~ _ .._
1 1
;_~_.____._ `4 .__`_A _~_=_.`___ _~_ __ _ _.. . .
A 4~._.;.A '4 A____ A~,_____A ~; _.__ A _ _, _: _.TA ._._ . _. .
“~__,;_ _“_=. .__ 13. .__ __~._._ __ '_ . ___ 1 _._. 7
. . . `.~_ ____ `_:_1_ `.' «~___. J
1,00E+04 1,00E+05 1,00E+O6 1,00E+07 1,00E+08
Antall lastvekslinger
Figur 30 Utmattingskurver for konstruksjoner i sjøvann uten katodisk beskyttelse
Side 79NS 3472:2001
Tabell 21 Utmattingsparametre for konstruksjoner i sjøvann uten katodisk beskyttelse
S N logakUrVe (m =
Wímå"_§2__15,`2E2'"
c 12,115c1 11,972C2 11,824D 11,687
:E'""1`1Ts?3'F 11,378
:1=1'""`ñfí22":F2._"11,W
G 10,921W1 10,784W2 10,630W3 10,493
13.4.3.4 RørknutepunktUtmattingskurver T for rørknutepunkt i luft og i sjøvann med katodisk beskyttelse er vist på figur 31, ogkurveparametrene er gitt i tabell 22.
1 <
mm
egfflN
sv`dd
Spennng
_\ GGO
._ _ __ ____ ______. _ ____________ _ _ . _ ____________. _ _ .__ _
Konstruksjon i luft "ms f f H" 7
'""f'i"""__"_"“""`7'_1I
/
I I / / I I /, I1 /11
\ 1` \ ` _ __ _ ________ _________ __ _ _ __._~____
Konstruksjon i sjøvann ` ` \ ` `med katodisk vem ` ` \ `
A GG
_ ____\`_ ___ _____..,.___ _ . _._ .__ _ _ _ __ _ _" ________ ___ _.__ ______.___
______ _ _ .. . `< _ . .
! , ;10 *1,00 E+04 1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+06
Antall lastvekslinger
Figur 31 Utmattingskurver T for rørknutepunkt
Side 80NS 3472:2001
Tabell 22 Utmattingsparametre for rørknutepunkt
Luft 1 Sjøvann, katodisk vem
m=3 m=5 m=3 m=5
log a Af) log a Afi)
N§107 N>107 N/mm2 N§106 N>10° N/mmz
12,164 15,606 53 11,764 15,606 53
13.4.4 Utmattingsfasthet for uklassifiserte detaljerVed utmattingskontroll av konstruksj onsdetaljer som ikke er tatt med i tabellene A.1 til A. 10, samtdetaljer utført i hulprofiler med veggtykkelse større enn 12,5 mm, skal den geometriske spenningsvidden(hot spot spenning) legges til grunn.
For buttsveiser med full innsveising benyttes kurve D på figur 28 når sveiseprofil og sveisefeilenetilfredsstiller akseptkriteriene, og kurve F når kun akseptkriteriene for sveisefeilene er tilfredsstilt.
For lastbærende kilsveiser og buttsveiser med delvis irmsveising benyttes kurve W3 på figur 28,alternativt utmattingsfastheter bestemt ved forsøk. ._
13.5 Modifisert utmattingsfasthet '
13.5.1 TykkelseseffekterDet skal tas hensyn til utmattingsfasthetens tykkelsesavhengighet.
Dersom grunnmaterialets tykkelse overskrider tmf , skal følgende reduksjon innføres
k
AfR,1 :AfR
der t er tykkelsen i millimeter, og eksponenten k er gitt i tabell 23. For rørknutepunkt er tæf = 32 mm ,mens tref = 25 1rm1 benyttes for alle øvrige detaljer.
Tabell 23 Eksponenten k for tykkelseseffekt
s Nkuwe 1 B1~B2 1 c c2 | D E F ws Tk | 0,0 | 0,15 | 0,20 0,25 0,25
Dersom SCF > 10,0, settes k = 0,30. For strekkbelastede skruer og gjengede konstruksjonsdeler settes klik 0,4, med en referansediameter d = 25 mm.
Dersom det i klassifiseringstabellene allerede er tatt hensyn til eventuell tykkelseseffekter, skal dennereduksjonen ikke anvendes.
13.5.2 Bearbeiding av sveiste detaljer
Side 81NS 3472:2001
Utmattingsfastheten av sveiste konstruksjonsdetaljer kan økes ved profilering av sveisen vedmaskinering, sliping eller ved TIG dressing. Sliping eller hammer peeníng av sveisens tå vil også kunneøke utmattingsfastheten.
13.5.3 Spenningsglødete og ikke sveiste detaljer
I konstruksjoner som ikke er sveist eller konstruksjonsdetaljer som er spemnngsglødet, kan denberegningsmessige spenningsvidde reduseres.
Den reduserte spenningsvidde settes lik summen av strekkdelen pluss 60 % av trykkdelen avspenningsvidden.
14 Ulykkesgrensetilstanden
14.1 GenereltKapasitet i ulykkesgrensetilstanden påvises etter reglene i punkt 12.
14.2 Brannteknisk dimensjonering
14.2.1 GenereltStålkonstruksjoner med krav til brannmotstand skal utformes slik at de har tilstrekkelig bæreevne underbrarmpåvirkning gitt i norske forskrifter.MERKNAD Brannklasse og krav til brannmotstand for bygninger er fastsatt i Tekniske forskrifier til plan ogbygningsloven.
Påvisning av at en konstruksjon eller en konstruksj onsdel har tilstrekkelig bæreevne underbrannpåvirkning kan skje ved beregning, ved prøving eller ved en kombinasjon av disse. Bæreevnen kanpåvises, enten ved en kapasitetsberegning ved forhøyet temperatur etter l4.2.6 eller ved beregning avkritisk temperatur etter l4.2.7.
14.2.2 Stålets mekaniske egenskaperVed beregningsmessig påvisning av bæreevnen for en stålkonstruksjon kan det antas at ståletskarakteristiske spenning tøyningsdiagram har en fonn som vist på figur 32.MERKNAD Fonnler for diagrammet er gitt i ENV 1993 1 2.
Side 82NS 3472:2001
GÅ
fy_,, __
fp_,____
(1E0=tana
50.0 '°`y.e 81.0 0.0
Figur 32 Spenning tøyningsdiagram for stål ved høye temperaturer
Symbolene på figur 32 er definert som følger
fy,0 er effektiv flytespenning
fpfi er proporsjonalitetsgrensen
>8
Eg er helning på den lineært elastiske delen av kurven (E modul)
.<:y,0 er flytetøyning
apj; er tøyning ved proporsjonalitetsgrensen
eng er tøyning ved grense for flytning
611,0 er bruddtøyning
Reduksjonsfaktorene kyfi, kxj; og kE,9, som uttrykker forholdet mellom stålets mekaniske egenskaper vedhøy temperatur og ved 20 °C, er gitt i figur 33 og på tabell 24.
Stålets massetethet kan forutsettes å være uavhengig av temperaturen og settes lik p = 7850 kg/ms .
KG>
nsfaktor
1 *~.\. Flytespenning
,\~ :;__ wftafyReduks`o
` ~.\;^:k
Elastisitelsmodul '».\1<g6=E E /Ø \'\\
05 \\110.4 §\
\\\. f,/
kx.6 : fxvel fy
0
./'f/ _//fiá
0 200 400 600 800 1000 1200
Stàltemperatur, 6 [°C]
Figur 33 Temperaturavhengige reduksjonsfaktorer
Tabell 24 Relative verdier for flytegrense og elastisitetsmodul
Side 83NS 3472:2001
>
9;Stàltemperatur Flytegrense Flytegrense Elastisitetsmodul
k :Lå kx6=_'f;i kE0:§i
(°c) Yfl fy ' fy ' E
20 1,0100 1,0200 1,0300 1,0400 1,0500 0,78600 0,47700 0,23800 0,1 1900 0,061000 0,041 100 0,021200 0
1,01,0
0,9220,8450,7700,6150,3540,1670,0870,0510,0340,017
0
1,01,0
0,900,800,700,600,310,130,09
0,06750,04500,0225
0
14.2.3 Stålets termiske egenskaper
Stålets temperaturutvidelseskoeffisient a og varmekapasitet ca kan forutsettes å være uavhengig av69 ltemperaturnivået og settes lik henholdsvis a : 14 10 C og ca = 600]/kg K.
Side 84NS 3472:2001
14.2.4 Brannisoleringssystemets termiske egenskaper
Brannisoleringssystemets termiske egenskaper skal bestemmes ved prøving etter NT FIRE 021.MERKNAD Brannteknisk klassifisering av materialer, bygningsdeler, kledninger og overflater skjer etter NS 3919
14.2.5 Bestemmelse av temperaturforløpet
Temperaturforløpet i en brannpåvirket stålkonstruksj on kan bestemmes på grunnlag av prøving etterNS EN 1363 eller ved beregning, se NS 3491 2.
14.2.5.1 Uisolerte stålkomponenterFor uisolerte stålkomponenter kan stålets midlere temperaturstigning AGM (°C) i tidsintervallet A t (s)bestemmes av uttrykket:
A 1A 0a,t I 15 3 hnend
3 3
der =
Am er areal av eksponert overflate per lengdeenhet
V er volum per lengdeenhet
ca er spesifikk varmekapasitet for stål (J/kgK)
pa er stålets massetetthet (kg/m3)
hmd er dimensj onerende varrnefluks per arealenhet (W/mz), se NS 3491 2.
AProfilfaktoren 7” er gitt i tabell 25.
Side 85NS 3472:2001
Tabell 25 Profilfaktor for uisolerte stàltverrsnitt
Åpent tverrsnitt eksponert på alle sider
_/tm _ omkrets..... .~. V ` tverrsnittsareal
Sirkulæri rør eksponert på alle sider
4 = L"" "" t3 l
Åpent tverrsnitt eksponert på tre sider
Am _ eksponert omkrets
"" “" V ` tverrsnittsareal
il
Hulprofil(eller sveist hulprofil med konstant tykkelse)
h /:7"'~=%forl<<b
|gFlens eller flaltstål eksponert på tre sider
1 1
Flattstål eksponert på alle sider
l ä 2(1>+1)~ %a=Tlbií
1 jm” 11! “ in H 11111, 1 ` ` = T
øfi' I
'101 ll*
Vinkelprofil eksponert på alle sider1%\ / èn = _2_\f *
Dersom ambient gasstemperatur er bestemt fra standard tid temperaturkurve etter NS 3491 2, kanfølgende forenklede uttrykk benyttes:
A 0,29,715 =310 0,83 forR15
A 0,219,30 = 153 + 2,38 for R30
14.2.5.2 isolerte stålkomponenter
For isolerte stålkomponenter kan stålets midlere temperaturstigning ABM i tidsintervallet A t (s)bestennnes av utrykket
Ap Å 9 02119,, =__P_ _g4*_ç,flAf (e°~1r* 1)216>g,,, derkeg, 20V capadp 1+Y
3
Side 86NS 3472:2001
der
_A_P°P/OpØ~ idpV capa
Ap er isolasjonens indre areal per lengdeenhet
dp er isolasjonstykkelse (m)
cp er isolasjonens spesifikke varmekapasitet (J/kg K)
/tp er isolasjonens varmeledningsevne (W/m K)
pp er isolasjonens densitet (kg/m3)
09%, er ambient gasstemperatur ved tiden t ( C)
6, er stålets temperatur ved tiden t (°C)
Aügät er økningen i ambient gasstemperatur under tidsintervallet Ar (°C)
Dersom ambient gasstemperatur er bestemt fra standard tid temperaturkurve etter NS 3491 2, kanfølgende forenklede uttrykk benyttes:
f( Å 0,2
0,,,=112 < QA LL' 2,83 f6rR15` \V dp
,_( Å W _.19,,,= 218 < 5 1 ~2,79 > f6rR30
_\ V dill _!
"rAp Á \°»2 X0,60 = 318 < P 2,54 > f6rR60
\ V dn/_.. ..,
,_ _~/ \°=2A /1
6,30 :324 < *° _*° ~2,15 > forR90\V dr/
ATabell 26 angir profilfaktoren VP for noen typiske brannbeskyttede ståltverrsnitt.
Side 87NS 347222001
Tabell 26 Profilfaktor for isolerte ståltverrsnitt
..,.,..3.ii,i..iii;%' K°"t"'f°'9°"d° i$°'aSi°" med k°"sia“i 'Ykk°'s°~eksponert pá alle sider
AD profilels omkretsV 5,°ÆEf,
Omslultende isolasjon med konstant tykkelse
4 1 ~ 8 20+mf .:: _ = _ i
il V profilels tverrsnittsareal
,L_l1_l ,LL_l,l=2«I I Konlurfølgende isolasjon med konstant tykkelse,/ eksponert på tre sider| ..... .z I Ap b
V _ prolilets tverrsnittsareal
J« Lei
I 283232122
,L._°_sl 144%Merknad: Avstandene c, og c, skal normalt ikke overskride h/4
14.2.6 Påvisning av bæreevne kapasitet
14.2.6.1 GenereltVed beregning av bæreevne under brarmpåvirkning skal det benyttes statiske modeller som avspeilerforventet virkemåte når konstruksjonen/konstruksjonsdelene utsettes for høye temperaturer. Vedberegningen skal det tas hensyn til endringen av materialegenskapene ved høye temperaturer, samtdeformasjoner og tilleggskrefter som skyldes temperaturpåvirkning. Temperaturforløpet bestemmes etter14.2.5.
Ved en forenklet beregning kan bæreevnen påvises ved hjelp av prinsippene og fonnlene i punkt 12,supplert med bestemrnelsene i dette avsnittet. Ved bruk av kapasitetsformlene i punkt 12 skalflytespenningenfy,9 etter figur 33 eller tabell 24 benyttes. Når begrensing av konstruksjonens deformasj on
Side 88NS 3472:2001
er nødvendig for å bibeholde funksjonsdyktigheten til isoleringssystemer og atskillende bygningsdelerunder brann, kan den reduserte flytegrensen Ål, på figur 33 og tabell 24 benyttes.
I de følgende bestemrnelser skal reduksjonsfaktorene kyfl og kE_,, innsettes med verdier bestemt for denmaksimale ståltemperatur l9a,maks som opptrer under brannforløpet.
14.2.6.2 TverrsnittsklasserTverrsnittsklassifikasjonen etter tabell 7 kan beholdes uendret i følgende tilfeller:
for trykkstaver;
~ for fritt opplagte bjelker med en betongplate i full termisk kontakt med trykkflensen;
~ ved beregninger der deforrnasjonskriterier er avgjørende.
I øvrige tilfeller beregnes tverrsnittsklassen i henhold til tabell 7 med 5 lik
(235 lkgfi50 : __? . i
fy kyfl
Denne forenklede påvisningen elderikke for tverrsnittsklasse 4, der mer nøyaktigereberegningsmetoder skal benyttes. Altemativt påvises bæreevnen etter 14.2.7.
14.2.6.3 TrykkstaverTrykkstavers kapasitet ved høye temperaturer er for tverrsnittsklassene 1, 2 og 3 gitt ved
N1<,d,fi = få A ky,0 ?fy_= M,fi
Knekkingsfaktoren 15 for bøyningsknekking er gitt ved knekkurve c på figur 3 for alle tverrsnittsformerog bøyningsakser, og faktoren 1,2 er en empirisk korreksj onsfaktor.
Den reduserte slankheten kg bestemmes ved
._ _.lk2@=2 4%kap
For trykkstaver som er sideveis fastholdt og momentativt forbundet til staver i tilgrensende brannceller,kan det regnes med en redusert knekklengde. For en trykkstav med systemlengde L som er momentstivtforbundet i begge ender, regnes det med en knekklengde 0,5 L. For énsidig momentstiv forbindelse settesknekklengden lik 0,7 L.Det forutsettes at bygningsdeler som skiller brarmceller ikke har mindre brannmotstand erm trykkstaven.
14.2.6.4 VippingVippingskapasiteten av en bj elke er
1 H fMbd,fi I TIÉL flw Wp,yky,a
Knekkingsfaktoren ZLTÆ bestemrnes i henhold til 12.3.4.l, basert på den reduserte slankhet
Side 89NS 3472:2001
l kÃLr,fi = ÅLT lå
kE,0
Faktorene kyfl og km er referert til den maksimale temperatur i bjelkens trykkflens. Et konservativtresultat oppnås ved å referere til den maksimale temperatur i tverrsnittet.
14.2.6.5 Moment og skjærkraftkapasitet
Bjelkens moment og skjærkraftkapasitet under høye temperaturer kan bestemmes ved at verdiene etterl2.2.4 og l2.2.5 multipliseres med reduksjonsfaktoren
k Æy,0,m<>d "
K1K2
der /<1 og :<2 er empiriske faktorer som tar hensyn til temperaturvariasjonen, henholdsvis overtverrsnittet og langs bjelken
1,0 for branneksponering på alle siderKl : 0,7 for tresidig branneksponering og betongplate i tennisk
kontakt med fjerde side
1,0 for fritt opplagte bjelkerK I
2 0,85 for statisk ubestemte bjelker
14.2.6.6 ForbindelserDet er ikke nødvendig å påvise bæreevnen til sveiste og skmdde knutepunkter under brannpåkjenning.
14.2.7 Forenklet påvisning av brannmotstand kritisk temperatur
Branmnotstanden til en konstruksjon eller kontruksjonskomponent kan forenklet påvises ved
l9a,t í ger
Kritisk ståltemperatur 96, for en gitt tid t og uniform temperaturfordeling kan bestennnes som en funksjonav utnyttelsesfaktoren yo for tiden I = 0:
gm, I i l"_'§'8É'§ 1 + GC0,9674,u0 '
For konstmksjonskomponenter i tverrsnittsklasse 1, 2 og 3, samt alle strekkstaver, er utnyttelsesfaktoren
/J _ Sfi,i0 ______Rfi,d,o
Sm er lastvirkning og Rfi,d,0 er kapasitet ved tiden t = 0, begge i i ulykkesgrensetilstanden brann. Rfi,d,0er nonnalt lik kapasiteten ved romtemperatur, dog skal knekkurve c benyttes for trykkstaver.
Staver i tverrsnittsklasse 4 har tilstrekkelig kapasitet dersom HM ikke overskrider 350 °C i noe snitt.
Side 90NS 3472:2001
Denne beregningsmetoden gjelder ikke for deformasjonsberegninger, f.eks. påvisning av nedbøyninger avbjelken.
15 Bruksgrensetilstanden
15.1 GenereltI bruksgrensetilstanden skal konstruksjonen tilfredsstille de funksjonskrav som er spesifisert forkonstruksjonen.
Funksjonskravene skal ivareta restriksjoner med hensyn til deformasjoner, tøyninger, vibrasjoner ogbestandighet.
15.2 Deformasjoner
Konstruksjonens defonnasjoner/nedbøyninger skal ikke begrense den effektive bruk av konstruksjoneneller påvirke konstruksjonens utseende i negativ retning. Deforrnasjonene skal ikke gi skade på andrekomponenter, kledning eller tilstøtende konstruksjoner.
15.3 Vibrasjoner
For konstruksjoner som har dynamiske egenskaper som gjør dem utsatt for variasjoner i lasten skal detpåvises at Vibrasjoner som skyldes vind, trafikk, maskiner og mennesker ikke begrenser konstruksjonensfunksjon. . _
15.4 Analyse og dimensjonerinPåvisningen av konstruksjoners eller konstruksjonskomponenters egenskaper i bruksgrensetilstanden skalbaseres på elastisitetsteorien. Materialfaktoren settes lik 1,0, bortsett fra at verdien ;/M2 = 1,10 skalbenyttes for avskjæringsforbindelser i kategori C.
16 Korrosjonsbeskyttelse
16.1 GenereltStålkonstruksjoner beregnet etter denne standarden skal utfonnes, korrosj onsbeskyttes og vedlikeholdesslik at det ikke oppstår korrosj onsskader som påvirker konstruksjonens sikkerhet og funksjonsdyktighet.
Avhengig av hvor aggressivt miljøet er overfor stål, foretas en inndeling i korrosivitetskategorier etterNS EN ISO 12944 2.
16.2 Typer av korrosjonsbeskyttelse
16.2.1 Korrosjonsvern ved økning av godstykkelseKorrosjonsbeskyttelse kan skje ved å bruke en godstykkelse eller et ståltverrsnitt større enn det som erberegningsmessig og konstruktivt nødvendig. Denne økningen (rusttillegget) skal være avpassetkonstruksjonens korrosjonsklasse og brukstid.
Ved dynamisk påkj ente konstruksjoner tillates ikke korrosjonsvern i form av godstykkelsesøkning.
16.2.2 Korrosjonsbeskyttende beleggKorrosjonsbeskyttelsen kan være korrosjonshindrende maling etter NS EN ISO 12944 ellervarmforsinking etter NS EN ISO 14713.
Side 91NS 3472:2001
Dersom det er påkrevd kan korrosjonsbeskyttelsen bestå av et metallbelegg kombinert med et egnetmalingssystem. Det metalliske belegget kan påføres ved vammforsinking, eller ved vannsprøyting av sinkeller aluminium etter NS EN ISO l47l3.
16.2.3 Korrosjonsbeskyttelse ved innstøping i betongKonstruksjonen kan korrosjonsbeskyttes ved innstøping i betong. Betongoverdekningen skal tilfredsstillede krav som er gitt i NS 3473.
16.2.4 Katodisk korrosjonsvern
Konstruksjoner i vann kan vemes katodisk ved hjelp av offeranoder og påtrykt spenning.MERKNAD" lnfonnasjon om korrosjonsvem for bærende konstruksjoner i marine omgivelser er gitt iOlj edirektoratets veiledning.
Side 92NS 3472:2001
Tillegg A (normativt)Dette tillegget inngår i den normative del av standarden, og er utfyllende til l3.4.2 i denne.
A.13 Dimensjonering mot utmatting
A.13.4.2 Klassifisering av detaljerUtmattingssprekker som kan initiere et brudd er antydet på figurene.
Tabell A.1 Detaljer uten sveis
Utfyllende opplysninger:
spenningskonsentrasjoner disse forårsaker.
Utmattingssprekker vil vanligvis starte fra uregelmessigheter i overflate og kanter, og fra kjerver som skyldestverrsnittsendringer. Ved beregning av dimensjonerende spenningsvidde skal det tas hensyn til de
K . _kåg; Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
Bl l.
2.
J
l. Valsede plater ogflattstål.
2. Valsede profiler.
1.og2.
Skarpe kanter, overflateog valseskader skalutbedres ved sliping.Komponenter medrustgroper som kan gispenningskonsentrasjoner,klassifiseres ved kurve C.
B2 3.
\
\
3. Maskinelt termisk ellermekanisk skåretmateriale, utenskjærestriper.
3.Alle synligekantujevnheter fiemes.Ingen reparering vedsveising.Defekter ved hjørner itverrsnittsirmsnevringer,med helning < 1:4, skalfjernes ved sliping.Ved hull/åpningerberegnesspenningsvidden på basisav tverrsnittets nettoareal.
(fortsettes)
Tabell A.1 Detaljer uten sveis (fortsatt)
Side 93NS 3472:2001
C 4. 4. Manuelt termisk ellermekanisk skåret materiale,
\ med jevne og grunneskjærestriper.
\
4Kanter re smeltes for åfjerne kantujevnheter.Ingen reparering vedsveising.Defekter ved hjørner itvenrsnittsinnsnevringer,med helning < 1:4, skalfjemes ved sliping.Ved hull/åpningerberegnesspermingsvidden på basisav tverrsnittets nettoareal
Tabell A.2 Skrudde forbindelser
Utfyllende opplysninger:For konstruksjonsdeler med skruehull skal dimensjonerende spenningsvidde beregnes på basis av nettotverrsnitt. Utmattingspåkjente avskjæringsforbindelser skal utføres som glidningsforhindret forbindelse(kategori C). Det er ikke nødvendig å påvise skruens ut ttingskapasitet i skjær.Ina
K““'e' Kensrrukejensdeiaijer Beskrivelseklasse Krav
Cl l., 2. 1.
\§'í
Dobbeltsnittendeforbindelser ogavstivedeenkeltsnittedeforbindelser.
/'
\
2. Enkeltsnittedeforbindelser utenavstiving (bør unngås).
l og 2.Brutto tverrsnittsarealbenyttes vedspenningsberegningen.Det skal tas hensyn tileksentrisiteter vedspenningsberegningen.
3. 3. Strekkbelastede skruerog gjengede
_ , konstruksonsdeler.:_ sl JFl 3 Kaldvalsede gjenger
f j, uten påfølgende1. » «f . varmebehandling som. . L feks. varmforsinking.
W3 Skåme gjenger.
3.Skruens spenningsarealbenyttes vedspenningsberegningen.Strekkpåkj ente slauer iforbindelser utsatt forvekslende last skalforspermes.
Side 94NS 3472:2001
Tabell A.3 Kontinuerlige sveiser orientert parallelt med lastvirkningen
Utfyllende opplysninger:Ved ubehandlede sveiser vil utmattingssprekken vanligvis starte ved start stoppsteder eller andreuregelmessigheter i sveisens overflate og vokse inn i grunnrnaterialet. Der detalj er forutsettes å være fi'i forstart stoppsteder, skal slike steder være utbedret. Virkningen av utbedringen skal påvises ved inspeksjon.
Kuwe' Konstruksjonsdetaljerklasse Beskrivelse Krav
//f.Ål2.
fre, 'ffff.'ffff'fffrfffffrrf
C 1 l _
fffrrf,,,,I'fffrfffffrr'fffrr'fffrrfr
2
Automatsveistbuttsveis med fullgjemiomsveising(innsmelting), utenstart stoppsteder.Dersom en NDTinspeksjon viser atsveisen er fii foralvorlige feil, kanklasse B2 benyttes.
Automatsveistkilsveis. Avslutning avforsterkningsplaterklassifiseres etter detalj5 itabell A.8.
1. og 2.
Start stoppstederforutsettes utbedret.Virkningen avutbedringen skalpåvises vedinspeksjon.
Kantavstand frasveisens tå (C) skalvære større enn 10mrn.
4»
(fortsettes)
Side 95NS 3472:2001
Tabell A.3 Kontinuerlige sveiser orientert parallelt med lastvirkningen (fortsatt)
Kurveklasse Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
Cl 3
iixtii ii iiii.ii\
ffffr'ffrr'ffffrr'fffrrr'ffrrf,,,,,
3. Automatsveistbuttsveis med fullinnsmelting ellerdobbelt kilsveis, medstart stopp steder.
4 4. Automatsveistbuttsveis med motlegg,uten start stopp steder.
3. Ingen spesielle krav.
4.Motlegget skal værekontinuerlig. Dersommotlegget er festetmed sveiser, skal disseklassifiseres iht.relevant klasse.Dersom sveiseninneholder start stoppsteder, benyttes kurveC2.
.Z 5. Ingen spesielle krav.
6.God tilpasning mellomflens og steg. Stegkanttilpasses slik at godinnsveising utengjennombrenningoppnås.
C2 5. Manuelt utført butteller kilsveis.
r 6. Ensidig buttsveis,rflff/(I manuelt eller
rfflffff automatsveist (f.eks.ffffiffrr for oppsveiste
rrlfflfffrr hulprofil)
C2 7
ffrrf,,,,,'fffrrf'frr""ffrrf,,,,,§
. Utbedret butt ellerkilsveis, manuelt ellerautomatsveist.
7.Dersom en verifisertutbedringsmetodebenyttes, kan denopprinneligedetaljklassifiseringenbenyttes.
Side 96NS 3472:2001
Tabell A.4 Avbrutte sveiser orientert parallelt med lastvirkningen
Krav
E l.
Ã/1.Avbrutte sveiser 1
som ikke _
Kurve' Konstruksjonsdetaljer Beskrivelseklasse
oversveises avkontinuerlige
\ sveiser.
Avbrutt kilsveismed gap forholdg/h 32,5.
F 2.
\2. Enden av
kontinuerligesveiser vedutsparinger(musehull).
2Utsparingen skalikke fylles avsveisematerialet.
Side 97NS 3472:2001
Tabell A.5 Tverrgående buttsveiser, tosidig sveist
Utfyllende opplysninger:Der sveisens ender er planslipt ved platens kanter vil sprekken vanligvis oppstå ved sveisens tå, og kapasitetbestermnes i stor grad av sveisråkens form. Dersom råkens overhøyde er fjernet, vil sprekken starte frasveisefeil.Ved beregning av dimensjonerende spemiingsvidde skal det tas hensyn til fluktavvik og eksentrisiteter pågrunn av tykkelsesendringer. Forenklet kan dette ivaretas ved en spenningskonsetrasjonsfaktor (1 + 3 e/t), dert er tykkelsen av tynneste plate og e er eksentrisitet utover det tillatte geometriske avvik som S N kurvene tarhensyn til. For buttsveiser tar S N kurvene hensyn til 0,1 t. Dersom platen er understøttet, f.eks. flensunderstøttet av steg, kan eksentrisiteten normalt neglisjeres. '
K . _klärsvå Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
Cll.
\/”'441»fi1»4
2.
3.,§,
\
4ir?
,
Slipte sveiser:1. Skjøter i plater,
flattstål eller valsedeprofiler.
2. Flensskjøter iplatebærere.
3. Skjøter i plater ellerflattstål medmaskinertetykkelses ellerbreddeendringermed helning mindreenn 124.
l og 2.Detaljene kanoppklassifiseres tilkurve C dersomsveisen er av høykvalitet og det er påvistved NDT at sveisen eruten alvorlige feil.
1., 2og 3.
Alle sveiser slipes tilplan overflate, ispenningens retning.Start stoppbrikker skalbrukes og fjemes etterbruk. Platekanterplanslipes ispenningsretningen.Alle sveiser utføres ihorisontal posisjon iverksted.
(fortsettes)
Side 98NS 3472:2001
Tabell A.5 Tverrgående buttsveiser, tosidig sveist (fortsatt)
Kl8SSGKUNGI Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
D 4.
`\9ii7.444'ta
5.
6.
4ll?
_,
Uslipte sveiser:
4. Skjøter i plater ogflattstål.
5. Skjøter i valsedeprofiler eller sveisteplatebærere.
6. Skjøter i plater ellerflattstål medmaskinerte tykkelseseller breddeendringer medhelning rnindre ennl:4.
4. 5. og 6.Råkens høyde skal ikkeoverskride 10 % avsveisens bredde, medjevn overgang til platensoverflate.Start stoppbrikker skalbrukes og fiernes etterbruk. Platekanterplanslipes ispermingsretningen.Alle sveiser utføres ihorisontal posisjon iverksted.
(fortsettes)
Side 99NS 3472 2001
Tabell A.5 Tverrgående buttsveiser, tosidig sveist (fortsatt)
klassse
E 7.
lår
~
144.4.faJ'fa
ss*.\\\\\\\\
7. Skjøter i plater,
Km/e Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
__ Æ ____ flattstål, eller sveiste _ Råkens høyde skajplatebærere utført på ikke overskride 20 %llålggêplis av sveisens bredde.
\& Start stoppbrikker' skal brukes og senere` fjemes etter bruk.
Platekanter skal
7.
planslipes isperiiiingsretningen.
8. 8. Skjøt av plater med 8.y/\ ulik bredde Sveisens Bredaeferheirier B/b skal
endel' slipt til være Hundre enn 2
I foreskrevet radius (gpenmngS_konsentrasjonen pga.
få r n 'n n rJQFl 120.16hF3 1
20.11h
b eddee dri ge e tatthensyn til vedklassifikasjonen.)
Side 100NS 3472:2001
Tabell A.6 Tverrgående buttsveiser, ensidig sveist
Utfyllende opplysninger:
starte fra sveisefeil.
understøttet av steg, kan eksentrisiteten vanligvis neglisj eres.
Der sveisens ender er slipt plane ved platens kanter, vil sprekken vanligvis oppstå ved sveisens tå, ogkapasiteten bestemmes i stor grad av sveiseråkens form. Dersom råkens overhøyde er fjemet vil sprekken
Ved beregning av dimensjonerende spenningsvidde skal det tas hensyn til fluktavvik og eksenstrisiteter, bl.a.på grunn av tykkelsesendringer. Forenklet kan dette ivaretas ved en spenriingskonsentrasjonsfaktor (1 + 3 e/t),der t er tykkelsen av tynneste plate og e er eksentrisitet utover det tillatte geometriske avvik som S N kurvenetar hensyn til. For buttsveiser tar S N kurvene hensyn til 0,1 t. Dersom platen er understøttet, f.eks. flens
KurveHasse Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
W3 l. 1.Buttsveis utført_____ Æ ____ uten motlegg.
14J
l.Dersom det ved NDT erpåvist at sveisens rot ikke harstørre defekter enn 1 2 mm itykkelsesretningen, kandetaljen oppgraderes til F3.
F 2. 2. Buttsveist utført__. 513 __.. " mot permanent
motlegg som ikke4:
2. Ingen spesielle krav.
er festet medsveiser.
G 3. 3. Buttsveis sveist..._ ig .__ mot motlegg som
er festet til platen
med kilsveis.~°I~`~*//4J
3. Ingen spesielle krav.
Side 101NS 3472:2001
Tabell A.7 Påsveiste detaljer på overflate eller kant
Utfyllende opplysninger:Utrnattingssprekker vil vanligvis starte fra sveisens ender for langsgående sveiser, og ved sveisens tå forsveiser normalt på spemiingsretningen. For detaljer som er sveist med en enkel sveis (ikke dobbel sveis), kansprekken også starte ved sveisens tå. Kravet til kantavstand er innført for å ivareta virkningen avspenningskonsentrasj onen.
Kurve Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
50<l§l20mml20<lS300mml>300mm
. angstående detaljl 1 L 1/ sveist på platens _
overflate.
'Inl,,,In,1,”|,,,1,”1."
fu,'In1,"1,"
.,...,,.
Klassifiseringengjelder for kantavstandc 2 10 mm.For rnindrekantavstand skaldetalj en nedgraderesen kurve.
2.
/ft\\få
4%%
I, /~" r
l rS ,r2l50mm
3 B
l r l
6 B 3
l r l.._<*<_10 B 6
1 r 1
16 B 101 r 1
25B16
2. Platedel sveist tilplatekant eller kant avflens, med sveisensender maskinert tilforeskrevet radius r.
2. Ingen spesielle krav.
(fortsettes)
Side 102NS 3472:2001
Tabell A.7 Påsveiste detaljer på overflate eller kant (fortsatt)
llfäzsee: Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
3.
rfj
<_ . i»
G lSl50mm
Wl l50<lS300mm
W2 l>300mm
3.Platedel sveist til 3. Ingen spesielleplatekant eller kant av krav.flens, uten maskineririgav sveisens ender.
4.
Nk rá °'f \\\\\\\\"`
e X/
5.
\
.\
Q|||||||i
E t§l2mm
F t>l2mm
4. Tverrgående platedel 4_1ngen Spesiellesveist på platensoverflate, medkantavstand c 2 10mm.
5. Vertikalstiver sveist til 5.flens eller steg i _valseprofil ellerplatebærer.
6. Irmvendig stiver (skott)i valset eller sveisthulprofil.
krav.
Dersom sveisenavsluttes på steget,skalspenningsviddenbestemmes på basisavhovedspenningen.
og 6.Klassifiseringengjelder forkantavstand c 2 10mrn. For mindrekantavstand skaldetaljennedgraderes énkurve.
(fortsettes)
Tabell A.7 Påsveiste detaljer på overflate eller kant (fortsatt)
Side 103NS 3472:2001
Kurve Beskrivelse Krav
7.
masse Konstruksjonsdetaljer
`\ J
\
Ã\
Kantavstand 2 10 rnrn
Kantavstand < 10 mm
7. Grunmnateriale vedskjærdybel.
G 8.
If\_/
8. Detalj er sveist påoverflate eller kant, medkantavstand c < 10 mm.
Side 104NS 3472:2001
Tabell A.8 Forbindelser med lastbærende sveiser
Utfyllende opplysninger:I kors og T formede forbindelser med K sveiser med full ennomsveisingvil sprekken starte ved sveisens tå. VedK sveiser med manglende ennomsveising og ved kilsveiser kan sprekken starte enten ved sveisens tå eller rot, og isistnevnte tilfelle vil sprekken vokse gjennom sveisen. Ved langsgående sveiser vil sprekken vanligvis vokse igrurmmaterialet, og kapasiteten vil avhenge av kantavstanden.Ved beregning av dimensjonerende spenning skal det tas hensyn til spenningskonsentrasjoner pga. eventuelleeksentrisiteter og skjevstillinger. Eksentrisiteten kan ved beregningen irmsettes med tilvirkningstoleransensmaksimalverdi minus det tillatte geometriske avvik som S N kurvene tar hensyn til. For korsforbindelser tar S Nkurvene hensyn til 0,15 t.
Kurve . . .Hasse Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
F 1. l.K sveis med fiill 1.efm°mSVelSlng Inspisert og fimnet fri for
\* alvorlige feil.Klassifiseringen gjelder forkantavstand c 2 10 min.For mindre kantavstand skaldetalj en nedgraderes én
kurve.
\
W3 2. 2.Ki1sveis eller K sveis 2.^ Uten full Kapasitet for sprekk i sveisen
elmvmsveisins skal påvises im. kategori W3j /`\ og sperming aw I
"`\\\\ Kapasitet for sprekki\\\` grunnmaterialet ved sveisens
l W tå påvises iht. kategori G ogt <20 mm spenningsvidde i belastet
plate.
\\\"`e/
(fortsettes)
Side 105NS 347222001
Tabell A.8 Forbi delser med lastbærende sveiser (fortsatt)2.;.
KuNe` Konstruksjonsdetaljklasse (D
___,__Beskrivelse Krav
Fl 3.
1ii
'In ul' `
§ \/ ' Spenn ingsareal
hovedblate
\
\, _l
3.Laskeforbindelse medkilsveiser (sprekk ihovedplaten).
3.Spemiingsvidde i platenberegnes på basis avspenningsarealet definert påfiguren.Langsgående sveiser skalavsluttes rninst 10 mm fraplatens fi*i rand.Påvisning av sveiseneskapasitet for skjærgjermomføres iht. detalj 7.
Wl 4.
\\§,/
\`
l
l
4. Laskeforbindelse medkilsveiser (sprekk ilaskeplaten).
4.Langsgående sveiser skalavsluttes minst 10 rnrn fraplatens frie rand.Påvisning av sveiseneskapasitet for skjærgjennomføres iht. detalj 7.
5.
let
1 1l
l
G togtc§20mm l
W3 togt,>20mm
5. Endeavslutriing avforsterkningsplate påflens i valseproñl ellerplatebærer, med elleruten endesveis.
5.Dersom forsterkningsplaten erbredere enn flensen skalendesveisen slipes for å fjemekantsår.
6. og 7. 6.Kontinuerlige
.\`/./\Met >
kilsveiser somoverfører skjærstrøm,f.eks. mellom steg ogflens i platebærere. ForK sveiser med fullgjermomsveisingbenyttes kategori C2.
7. Laskeforbindelse medkilsveiser (sprekk isveisene).
6.
7.
Spermingsvidde skal beregnesfra sveisens a mål.
Spermingsvidden i sveisenberegnes på basis avsveisesnittets areal.Sveisen skal avsluttes minst10 mm fra platens frie ende.
l
(fortsettes)
Side 106NS 3472:2001
r
Tabell A.8 Forbij :delser med lastbærende sveiser (fortsatt)
K . _klag; Konstruksjonsdetaljer Besknvelse Krav
Å\
\`\.\I
l
E s. l 8. Skjærdybel med bruddi sveis ellervarrnepåvirket sone.
8.Skjærspenningen beregnes påbasis av dybelens nominelletverrsnittsareal.
9. l
F
Fullt gjennosveis
>
mbrent
G
maks 0,5
K`l 'i sveis /
Y
\
Mi / DMr
9. Trapesforrnet stiversveist til plate medkilsveis eller K sveismed delvis eller full
ermomsveising.
9.Ved full gjennomsveising skalbøyespenningene beregnes påbasis av stiverens tykkelse.Ved kilsveiser eller K sveisermed delvis ermomsveisingskal bøyespermingeneberegnes på basis av denminste av sveisens a mål ogstiverens tykkelse.
Tabell A.9 Hulprofiler
Side 107NS 347222001
Kuwe' Konstruksjonsdetaljerklasse Beskrivelse Krav
Bl
\/
\f 3l.Profil uten sveis. 1.
Skarpe kanter og overflatefeilskal utbedres ved sliping.
B2
1'//A
2. Langsgåendeautomatsveis. Forannen utførelsehenvises til tabell A.3.
2.Ingen start stoppsteder, og fiifor feil.
ci
Di*
4., 5. og 6.C.`!:s* O
3. Buttsveis i ringretningsveist fra begge siderog planslipt.
4. Buttsveis i ringretningsveist fra begge sider.
5 _ Buttsveis i ringretningsveist fra begge sider,utført på byggested.
6. Buttsveis i ringretningsveist med motlegg.
3., 4., 5. og 6.Det skal tas hensyn tilspenningskonsentrasjonerpga. tykkelsesendringer ogeventuelle tilvirkningsavvikved beregning av resulterendespenningsvidde.Kravene til tilsvarendekonstruksjonsdetaljer itabell A.5 elder.
F3lís* O
7. Buttsveis i ringretningsveist uten motlegg.
7.Det skal tas hensyn tilspermingskonsentrasjonerpga. tykkelsesendringer ogeventuelle tilvirkningsavvik.Det skal påvises ved NDT atsveisens rot ikke imieholderfeil større enn 1 2 mm.
(fortsettes)
Side 108NS 3472:2001
Tabell A.9 Hulprofiler (fortsatt)
Kurveklasse Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
Cl 8., 9., 10 og 11. Buttsveis iringretning iovergang mellom rørog kon, sveist frabegge sider ogplanslipt.
D 9. Buttsveis iringretriing iovergang mellom rørog kon, sveist frabegge sider.
E 10. Buttsveis iringretriing iovergang mellom rørog kon, sveist frabegge sider påbyggeplass.
F ~ll Buttsveis iringretning iovergang mellom rørog kon, sveist fra énside med motlegg.
8, 9., 10., og 11.Det skal tas hensyn tilspenningskonsentrasjoner pga.komponentens tverrsnittsfonn,tykkelsesendringer ogeventuelle tilvirkningsavvik.Kravene til tilsvarendekonstruksjonsdetalj er itabell A.5 elder.
F3 12. 12
Ctill)iilllllliih)lflm))l)ill)llll`l
Buttsveis iringretning iovergang mellom rørog kon, sveist fra enside uten motlegg.
12.:Det skal tas hensyn tilspemiingskonsentrasj oner pga.komponentenes tverrsnittforrn,tykkelsesendringer ogeventuelle tilvirkningsavvik.Det skal påvises ved NDT atsveisens rot ikke inneholder feilstørre erm 1 2 mm.
Ei?
F3 13. 13 Buttsveist skjøt ihulprofil.
13.:Det skal påvises med NDT atsveisens rot ikke inneholder feilstørre erm 1 2 rnm.
(fortsettes)
Tabell A.9 Hulprofiler (fortsatt)
Side 109NS 347222001
Kurveklasse Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
F 14. 14.
FLSirkulært ellerrektangulærthulprofil sveist tilannet profil medkilsveis.
1 4.Gjelder ikke lastbærende sveiser.Hulprofilets breddeispenningsretningen skal væremindre enn eller lik 100 mm.For øvrig henvises til tabell A.7.
G
"IH I. §l00mm I
15 15.
%E©Skjøt av sirkulærthulprofil med Ksveis ogmellomliggendeplate (skott).
1 5.Det skal påvises med NDT atsveisene ikke inneholder feil.Dersom veggtykkelsen er størreenn 8 inrn, kan detaljenklassifiseres med F3.
Wl 16. 16.
“iiiSkjøt avrektangulærthulprofil med Ksveis ogmellomliggendeplate (skott).
16.Det skal påvises med NDT atsveisene ikke inneholder feil.Dersom veggtykkelsen er størreemi 8 mm, kan detaljenklassifiseres som F3.
Side 110NS 3472:2001
Tabell A.10 Detaljer til rørkonstruksjoner
KIESSGKuwe' Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
T 1.Rørknutepunkt.Sprekk i grunnmaterialet ved tå avsveis med full
ermomsveising.
1.”Hot spot” spenning skallegges til grunn forkapasitetspåvisningen.
Fl 2.
,,
_,{ E 1.»
V»
V)
C, >
V)
2. Påsveist trinn.
Fl
F3
3. og 4.
Bl.3.Langsgående stiver
utført med K sveismed fullgjennomsveising.
4. Langsgående stiverutført med kilsveiser.
3 og 4.Det skal tas hensyn tilspenningskonsentrasjonerpga. stiverens bærevirkning.
F 5.
5?, e
II.l\\\ 41 ~\"___,,/J.
`____,, O
5. Sprekk igrunrimaterialet vedsveisens tå i rør medimivendig ringstiver(skott).
5.Det skal tas hensyn tilspemiingskonsentrasjonersom skyldes skottets stivheti radiell retning. (Girbøyespenninger irørveggen.)
(fortsettes)
Side 1 11NS 347222001
Tabell A.10 Detaljer til rørkonstruksjoner (fortsatt)
Kurveklasse Konstruksjonsdetaljer Beskrivelse Krav
E til G,se tabellA.7
6. Sprekk i grunnmaterialet 6.ved sveisens tå i rør med _innvendig stiver eller
\` påsveist del.
ll .C
Klassifisering avhenger avplatedelens (detaljens)utbredelse, se tabell A.7.Det skal tas hensyn tilspenningskonsentrasjonerpga. endring i komponentenstverrsnittsforrn.
D
Svmfliflsflretning
%%
7. Rørformetgjermomføring(forsterkning) iplatefonnetkonstruksjonsdel. Sprekki sveisen eller igrunmnaterialet vedsveisen. Sprekkvekstnormalt til størstehovedsperming. (Kjervenved sveisens tå vil ogsåpåvirke forventetsprekkretning.)
7.Det skal tas hensyn tilspermingskonsentrasjonerpga. gjennomføringensstivhet.
W3
/\\rtåêsC
C Spenningsretning
°”>>? 54°
Q i
Snitt C C
8. Rørforrnetgjemiomføring(forsterkning) iplateformetkonstruksjonsdel. Sprekki sveisen med initieringfra sveisens rot.Sprekkvekst i sveisenslengderetning.
8.Kapasistet for sprekk i sveisenskal påvises iht. kurve W3 ogspemiing sw.Det skal tas hensyn tilspemiingskonsentrasjonenpga. gjennomføringens stivhetved beregning av crw.
Side 112NS 3472:2001
Tillegg B (informativtl
Anvisninger og forenklede metoderFor å lette forståelsen og bruken av standarden er det i dette tillegget gitt anvisninger og tilnærrnedeberegningsmetoder til enkelte punkter i standarden.
Ntunmereringen med bokstaven B foran viser til det tilsvarende punkt i standarden.
B.12.3 Knekking av staver
B.12.3.2 Bøyningsknekking
I. Erikeltstaver
Den lineariserte knekklast Ner for en stav med eller uten elastisk fastholding av stavendene kanbestennnes ved løsning av stavens differensialligning eller ved hjelp av energibetraktninger. I denneknekkingsanalysen tas hensyn til eventuell variasjon i aksialkrafi og tverrsnitt langs staven, og tilstivheten av de tilstøtende konstruksjonsdeler.
Stavens knekklengde Lk er gitt ved
2fr EINer I “FT
Lk
og kan geometrisk tolkes som avstanden mellom stavens infleksjonspunkter.
For enkle stavsystemer kan knekklengden Lk = ,6L bestemmes med utgangspunkt i basissystemene på
figur B.1, der kx og kq, representerer henholdsvis translasjons og rotasjonsstivheten av dekonstruksjonsdeler som er knyttet til stavendene a og b. kx og kq, er gitt i tabell B.1 for momentpåkjentestaver med vanlig forekommende randbetirigelser og belastninger. Parametrene 6 og y er dedimensj onsløse stivhetsparametre, nonnalisert med hensyn på stavens stivhet, se figur B.1.
Knekklengdefaktorer for de ulike basissystemer er gitt i figurene B.2 a til B.2 d.
Kj, kj kjb E kjb
_ _ _ Dimensjonsløse parametre:_ , _ kx LS3 k L
6 :4 'Y : L. . . . . Ls EIS EIS_ _ _ 4 I Els
i I I K; I K; I
II III IV V
PT>< Xx
Z'90 I
Xx
vi
I
Figur B.1 Basissystemer for beregning av knekklengde
Dersom de tilstøtende stavene også er belastet med aksialkraft, skal stivhetene modifiseres. Stivhetene tarikke hensyn til eventuell fleksibiliteti knutepunktet mellom stavene.
Tabell B.1 Translasjons og rotasjonsstivhet for momentpåkjente staver
Side 113NS 3472:2001
M M M P
aa se/ sak,= 54 k,= Ef k,=7;f
M M Mf.; eie; ?§:§_ _ T»_2E( 454 es“if MT, kwrj
EI
E
l l l I l I l l l l l l l l l l l l
v=0i y=0.5
.. ._y;éw _ _ . J
_'y=5.... _ 2_
:j/=10 I:y=q) Å
5
«_
l l l l I l l l l l l l l l l l l l l
00.5
5 2
10OO
0 123456789108 6 4 2 O
~ _ . . . ll)8 > 4 6
Figur B.2 a Knekklengdefaktor for system l og lll
Side 114NS 3472:2001
2.0
1.6
1.4 _
~<1.2 'f
I5Å 1.0
o.s ~ ~
0.6 ^
N
Ut
Y
§y=IO I I I I X T I
1.8 59»I/ = I
tí ll I I I í I *
rim
K* I' 7 '*'7"4"""' '77 F ` W' 'wóiiä
\Y1/ 10 __ __ __ _,, _ _ _ ,_, ,____` A K
_* __.. _ I __
ÅI I I I I I I I I I I I I I I I I I I0.4
0
_ __ _ _ _ 199 _ _ __ ___6 å 4 Ö
Figur B.2 b Knekklengdefaktor for system ll
123456789108 6 4 2 0
1.0
0.9
0.8
BA 0.7 e
0.6
I I I I I I I I I I I I I I I I I I
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
yb=o_05Yri* ~ ~ « __V` J
vi, =2 I "\__ __Y*z.'_`f _ __
Yi>=5r T__ ,Yb=10_ _ __ . _
yb: (EK 3`I~0.5
O
Y. ~ F > < 12° F fYa
Figur B.2 c Knekklengdefaktor for system IV
123456789108 6 4 2 0i
Side 1 15NS 3472:2001
3.6 l i I I i i I I i I i I i I I I I I_ I `
3_4 I ~~~ §~ ~ ~ ~ ~ Iñ
I _ __,_ __' _. __ _ . _______ _ __ ___ _____ __l__ ___
3.0 » ~ ~ ~ « » ~l __ l _ _ ___§ ___2.8 l _
2 6 l _ . ______ __ _.__
2 4 __ _ _ _ _ __. _ _ __
Vw NNoro _,_,.._
I " 7777” " ` ' ` =0I'"7 W ` W' 7 77" ' '7""
_ .__ _; _ ______ ____É _ ________.______ _____._ _ _.___ _ _
_ _ _____ ____ _ _ . ___F'Yb=0~5*'__ ._ ____
1.6 ~ ~ ~” YfLí1?~_ =2_ `14 . __ ____lb._ _
_ =5 _1.2 ~f v,,=10 Y” ~~~~ f e FYb= °0`
I I I I I I I I I I I I I I I 'T `I + «L
0123456789108 6 4 2 0
Figur B.2 d Knekklengdefaktor for system V
II. Systemknekking
Stavsystemer med flere fiihetsgrader analyseres mest hensiktsmessig ved en numeriskegenverdiberegning. Systemets singulære likevektsligning er gitt ved
(K 5 Kg)r =oHer er K og Kg henholdsvis systemets stivhetsmatrise og geometriske stivhetsmatrise, og Q' er enproporsjonalitetsfaktor for lasten. I' er vektoren av systemets frihetsgrader_Den last som gir kriekking av systemet finnes ved å multiplisere den påsatte last med den minsteegenverdien (min for ligningssystemet.
Den relative slarikhet for stav "i" i systemet er gitt ved
I: Nyt) : NyeI Ncr(l) 4/mmNf(l)
Nfü) er aksialkraft i stav "i" på grunn av ytre laster
der
Nym er aksialkraft i stav "i" som gir flytning i staven
Nera) er linearisert kriekklast i stav "i".
Side 116NS 3472:2001
E_,mi,, er en systemverdi som kan være styrt av en enkelt komponent i konstruksjonen. Det må derforutvises aksomhet ved overgang fra systemets knekklast til dimensjonering av enkeltkomponenter_
B.12_3.3 Sammensatte staver
B.12.3.3_3 Gitterstaver j
For staver med fire gurter, utført med likebenede viiikelprofiler og med forgitring i fire plan, vil kriekkingforegå om profilets svake akse. Gurtens knekklengde Lk er gitt på figur B.3 for tre aktuelle forgitringer.
\
ot í 3 <1 01 'a _
yç_ .ini 1 ii. .iy
_ W ,ii
IL,=1,s2a L,=1,2ea t,=a 2
Egfi _____I__ L___.__IFigur B.3 Gurtens knekklengde for knekking om svake akse
Forgitringen bør utformes slik at det ikke oppstår utilsiktede tvangsspenninger eller uheldigedeformasjoner i systemet. Figur B.4 og tabell B.2 gir informasjon om enkelte gittersystemer.
_ _ _ E _ _ _ _ _I II III IV V VI VII
Figur B.4 Aktuelle gittersystemer
Tabell B.2 Klassifisering av gittersystem
system I I ri 111 iv I V vi viiTvangsspenninger 3 2 4 4 3 2 1Deformasjoner 3 I 3 | 5 I 5 4 4 I 4
Tallene betyr: 5 meget bra, 4 bra, 3 brukbar, 2 lite egnet, 1 uegnet.
Side 117NS 3472:2001
B_12_3_4 Vipping av bjelker
I. Generelt
Det lineariserte elastiske vippemomentet Mer for en bjelke kan bestemmes ved hjelp av bjelkensdifferensialligning eller ved hjelp av en energibasert metode. Dersom ikke en mer nøyaktig metodebenyttes, kan for mange tilfeller MC, avledes fra løsningen for en gaffellagret bj elke belastet medkonstant moment (referansetilfellet).
II. Referansetilfellet I
Det lineariserte elastiske vippemomentet MCEO for en gaffellagret bjelke med dobbeltsymmetrisktverrsnitt og med konstant moment er
2 2ir I L GIMcraø I _ E12 _l+ _ _l» L IZ fr EIZ
der
IT er tverrsnittets torsjonskonstant (St.Venants torsjon)
IW er tverrsnittets hvelvingskonstant
IZ er tverrsnittets 2. arealmoment om svake akse
L er avstanden mellom bjelkens fastholdingspunkter
III. Bjelker med varierende moment oq dobbeltsvmmetrisk tverrsnittDersom en gaffellagret bjelke er belastet med et moment som varierer lineært mellom verdiene M ogi//M i bjelkens to ender (i// S 1) , er det lineariserte vippemomentet gitt ved
Mer : Cl Mcr,0
der C1 er en faktor som avhenger av bjelkens momentvariasjon langs bjelken
C, = 1,88 1,40 1/1 + 0,52 1;/2 52,70
1/1 settes irm med positivt fortegn dersom stavendemomentene gir kiumning med sanirne fortegn.
Side 1 18NS 3472:2001
Tabell B.3 Koeffisienter for vipping ved lineært varierende moment
ll/ k C1 I C2 Ca
1,0 1,0 1,00 1,000,7 1,00 1,110,5 1,00 1,14
0,5 1,0 1,32 0,990,7 1,47 1,560,5 1,51 2,27
0 1,0 1,88 0,940,7 2,09 1,470,5 2,15 2,15
0,5 1,0* 2,70 0,680.7 3,01 1,060,5 3,09 1,55
1,0 1,0 2,70 0,000,7 3,06 0,000,5 3,15 0.00
For bj elker med dobbeltsymmetrisk tverrsnitt og ulik innspemiing i stavendene er
2 2 2/r k IW kL GIMer Iclííci) ETí+(C2Zgy _ C2Zg
der C2 er en faktor som tar hensyn til lastens angrepspunkt i tverrsnittet.
Avstanden zg mellom lastangrepspunkt og skjærsenter er gitt ved
zg = za zs
der
za er lastangrepspuriktets koordinat
zs er skjærsenterets koordinat
zg settes irm med positivt fortegn dersom lastens angrepsretning sett fra angrepspunktet peker motskj ærsenteret_ zs = 0 for dobbeltsymrnetriske tverrsnitt.
Cl og C2 er gitt i tabell B.3 og tabell B.4 for noen vanlig forekommende last og momentvariasj oner
Tabell B.4 Koeffisient C2 for vipping av bjelker med tverrlast
Side 119NS 3472:2001
QICIIQI 1,0 1,13 0,46 0,530,5 0,97 0,30 0,98
i 1,0 1,29 1,56 0,750,5 0,71 0,65 1,07 1,0 1,37 0,55 1,730,5 1,07 0,43 3,05
14% 1,0 1,57 1,27 2,640,5 0,94 0,71 4,80
1,0 1.05 0,43 1,120,5 1,01 0,41 1,89
(kL) representerer bjelkens "vippelengde" og avhenger av flensenes innspenning om tverrsnittets svakeakse. k har verdiene 1,0 for tosidig gaffellagring, 0,7 for gaffellagring i én ende og fast innspermingimotsatt ende, og verdien 0,5 for tosidig irmspenning.
Faktoren kw ivaretar hvelvingsinnspenningen i bjelkens ender, og varierer mellom verdiene 1,0 og 0,5.kw settes lik 1,0 dersom ikke spesielle tiltak er gjort for å sikre hvelvingsforhindringi endene. Avkonstruktive giurmer er det nonnalt en kobling mellom k og kw.
IV. Bjelker med enkeltsvmmetrisk tverrsnitt
For enkeltsymmetriske tverrsnitt er
2 ' 2 2k I kL GIM, [Lt] ZTT.(c,., )2_ (0,2, _<,~,.,)
der C3 og zj ivaretar bj elkens enke1tsymmetri_ C3 er gitt i tabellene B.3 og B.4.
zj =zS 0,5eZ
Tverrsnittsparameteren ez er gitt ved
=<`l"'^ Ik' _»NeZ = Iyz +z2)dA
For enkeltsymmetiiske I tverrsnitt med ulike flenser kan føllgende forenklinger benyttes
med1.. = flf <1 /ff>1.h5
Side 120NS 3472:2001
ICflf="“`fiIfc +Ifi
der
Ifa er 2. arealmoment av trylddlensen om tverrsnittets svake akse
Ifl er 2. arealmoment av strekkflensen om tverrsnittets svake akse
hs er avstanden mellom de to flensers skjærsenter
For tverrsnittsparameteren zJ kan benyttes tilnærmingen
0,4 (zfif 1)hS for flf > 0,5Z. =J 0,5 (zflf 1)hS for flf < 0,5
og for trykkflenser med lepper settes r
hr0,4 (2/sf _ 1) 1+ h hs for flf > 0,5r<,=
0,5 (zflf 1)(1+'%jhS " for /if <o,.s
der h,_ er leppens dybde og h er tverrsnittets høyde.
B.12.3.5 TorsjonsknekkingTorsjonsknekking opptrer kun for staver med dobbeltsymmetrisk tverrsnitt, der arealsenter og skjærsenterfaller sammen.
Den kritiske last NCLT for torsjonsknekking er gitt ved
21 7! EINcr,T :Y GIT 4%”
lo LT
der
ig =1`§ +í§ +yâ +zä
LT er stavens knekklengde for torsj onsknekking. For staver med tosidig gaffellagring er LT = L. I forholdtil tverrsnittssenterets koordinater er skjærsenterets koordinater gitt av yo og zo. For dobbeltsymmetrisktverrsnitt er yo = 20 = 0.
Det henvises til litteraturen for beregning av den kritiske last for kombinert torsjons ogbøyningsknekking.
Side 121NS 347222001
B.12.4 Knekking av plater
B.12.4.4 Skjærbelastede plater
For steg med langsgående stivere i tillegg til tverrstivere ved opplegg (og eventuelle mellomliggendetverrstivere) kan kapasiteten påvises etter to modeller.
I modell 1 antas den langsgående stiveren å knekke ut sammen med stegpanelet, og den relative slankheter
iw må37,46./Éf fw
der
kr :kr +k1St
k, bestemmes etter l2.4.4.2 for stegpanelet betraktet som fritt opplagt på flenser og tverrstivere, og kmer bidraget fra den langsgående stiver som knekker ut med panelet.
2 3/4 1 /3
km : 9 LI. __3 Sa hw tw tw hw
[sl er 2. arealmoment av stiveren og den medvirkende platebredde om z aksen, figur B.5. For platefeltmed to eller flere like langsgående stivere er Is, summen av de enkelte stiveme. Avstanden mellomstiveme kan være forskjellig.
I modell 2 betraktes den langsgående stiveren som stiv, og steget antas å knekke uti to (eller flere) felt,begrenset av flenser, tverrstivere og langsgående stivere. Den reduserte slankhet settes lik
iw: .1 bil37,4%/E :W
og beregnes for stegpanelet med størst bredde, bwl se figur B.5
<
> J
1;30eg1
1,
Z3>Ö'Éro
N.___
SnittA A
4» H . 8 .A
Figur B.5 Plate med langs og tverrgående stivere
Side 122NS 3472:2001
Dersom flensene i en platebærer ikke er fullt utnyttet for opptak av momentet, vil de gi et bidrag ;5v,f tilstegets skjærkapasitet.
Z 3 ffly bfff 1 Mf 2,f I "F F i
V fw,y Ctwhw Md,fl
b rzo= o,2s+1,oif fl Li ofw,y tw hå,
der
bf og tf refererer til den minste av flensene ffiy og fwà, er henholdsvis flensenes og stegets
flytespenning og Md,fl er flensenes bidrag til tverrsnittets plastiske momentkapasitet.
Dersom flensene i tillegg er påkjent av en aksialkrafl Nf, skal Mdfl reduseres med faktoren
1__]Y_§_
Nd,fl .der Nd,fl er flensenes aksialkraftkapasitet.
B.12.4.7 Avstivet plate med aksiallast
B.12.4.7.2 Effektivt areal for avstivet plate1) Lokal knekking av platefeltene (panelene) mellom stiveme medfører at kun en del av panelenes
bredde er effektive for opptak av aksialkraften. Reduksjonsfaktoren ,1fp,pan for hvert panelbestemmes etter 12.4.3.1.For platefelt i flens skal spenningsfordelingen for bestemmelse av gmpan baseres påbruttotverrsnittet, og for platefelt i steg skal det benyttes en spenningsfordeling der det er tatt hensyntil ineffektive platedeler i flensene.
2a) Den lineariserte elastiske knekksperming (Eulerspenning) for global knekking av den ortotrope plateer gitt ved
O cr,p : kU,p O E
med
ZE rO E =_%_(_)2l2(l v ) Ö
der platens geometriske parametre er gitt på figur B.6.
Side 123NS 3472:2001
/~Panel Stiver e = maks (e,, ez)O = arealsenter for stiver5
t / Op = arealsenter for avstivet plate
Q 1~ Em o' i ' f 88 e1
~_í__ _ F _ _ * _ ~ _ _ _ Q _ _ _ _ _ _ l P I 82eti, 2 ir som / 1
Figur B.6 Avstivet plate og stivergeometri
Knekkingstallet km for den globale knekkformen kan bestemmes ved hjelp av numeriskesimuleringer eller fra tilgjengelig litteratur. Stiveme betraktes som glattet ut over platens bredde, ogknekking mellom stiveme neglisjeres.
Dersom ikke nøyaktigere metoder benyttes, kan km tilnænnes ved
2((l + a2)2 + 7/J
a2(z// +1)(1+ 5)km =
for or <(1+ y)°'25
4(1+“1+}/) fora2(l+;/)0'25(r,/+1)(1+o)
der
1;/=2>0 5=& y=I_*>5O 01:21 >lU] Ap Ip b
der
AS1 er bruttoareal av alle langsgående stivere (uten bidrag fra platen)
Ap er platens bruttoareal
o 1 er platens største randspenning
02 er platens minste randspenning
IX er 2. arealmoment av den avstivede plate om dens nøytralakse
31 :.L: 2. arealmoment av platen
P l2(l vz)
Side 124NS 3472:2001
2a*
2b)
2c)
Den ortotrope plates relative slankhet er gitt ved
ip : 'flAfy
C) C1',p
ACfl^ :THer forholdet mellom det effektive areal av den trykkpåkj ente del av den avstivede plate og dettilsvarende bruttoareal. Aeff beregnes på basis av ;(p,p,m for hvert enkelt panel.
Reduksj onsfaktoren Xp for den ortotrope plate er en funksjon av /ip og bestemmes etter 12.4.3.1.
Den fiktive søylens brutto tverrsnittsparametre (A, Isl ) beregnes på basis av stiverens areal Asl plussdeler av de tilstøtende paneler. Dersom hele panelet er trykkbelastet, tillegges halve platebredden,mens en tredel av bredden av trykksonen tillegges dersom spenningen skifter fortegn innenforpanelet, se figur B.7. ,
Den lineariserte elastiske knekkspenning am av den avstivede plate betraktet som en søyle finnesved at understøttingen langs platens langsgående sidekanter neglisjeres. D
fr2E1, _O cr,c _ í__
Aa
IX er 2. arealmoment av bruttoarealet av den trykkbelastede del av den avstivede plate.
Dersom trykkspenningen varierer langs platens lengderetning, kan a erstattes med en effektiv lengde.Den relative slankheten er
: flAfy
UCLC
Knekkingsfaktoren 1, bestemmes fra l2.3.2.1 ved at fomifeilsfaktoren a erstattes av
Er
0,34 + 0,09: for stivere med lukket tverrsnittae = I
0,49 + 0,09í for for stivere med åpent tverrsnitt1
. fix1:A
og e = maks(e1, ez) for den ensidige stiver se figur B.6. For tosidige stivere erstattes el med denstørste avstand fra stivemes arealsentra til den avstivede plates nøytralakse.
der
Den avstivede plates endelige reduksjonsfaktor gm firmes ved interaksjon mellom gp for globalknekking av platen og ge for knekking av platen som søyle
xp, =(z,, zciê (2 e”)+ Jfr
Side 125NS 3472:2001
der
åzmgO cr,c
med betingelsen 0 S Æ 5 l .
Det effektive tverrsnittsareal av den trykkpåkjente del av den avstivede platen er
Ac,eff I Zp,c Ac
der Acgff omfatter de effektive tverrsnittsarealer av alle langsgående stivere og subpaneler som er helteller delvis i trykksonen.
Ac : Asl,eff + /li,/p,pan,ibpan,it1
Summasj onen utføres over alle subpaneler, der
Asheñr er summen av de effektive tverrsnittsarealer for stiveme
bpami er bredden av den tryl<kpåkjente del av hvert panel
;gp,p,_n,i er reduksjonsfaktoren for hvert panel
Reduksjonen i det trykkpåkjente areal, som bestemt av gpfi , kan betraktes som en uniformreduksjon som opprettholder platefeltets overordnede geometri.Det effektive tverrsnittsareal av den strekkpåkjente del av den avstivede platen settes lik bruttoarealetav strekksonen.
Det effektive motstandsmoment Weff settes lik det andre arealmoment av det effektive tverrsnittdividert med avstanden fra dets nøytralakse til flensens arealsenter.
For steg (plater) med kun én eller to stivere i den trykkpåkjente del av platen kan den foregåendeberegningsmodell forenkles. Forenklingen består i at den elastiske lineariserte knekkspemiing am,for den ortotrope plate erstattes av den lineariserte knekkspemiing for en fiktiv søyle, som er elastiskstøttet av platen.
Det effektive arealet av søylen settes lik summen av stiverens effektive areal Aslaeff og de effektivearealer av de tilstøtende platefelt.
O' 1 ; G.Å ii__,'
+ +
ne1
lfiàlwflr
L =L >le~l=eteNie
re _a_ fl.L
Figur B.7 Geometri av avstivet platefelt
Side 126NS 3472:2001
For tilfellet med kun én stiver i trykksonen kan den lineariserte knekkspenning forenklet settes lik
1,051; t/1,rr3bí f0I`a2(lc
A bbO. _ 12crp_
, fl2Eís' + 2flEt3l;a2 2 2 fora<acAo 4rr (1 v )Ab1b2
der
0251 b2b2 `oc=4,33 ~s'3+lr b
151 er 2. arealmoment av søylens bruttotverrsnitt om en akse parallelt med steget gjennomtverrsnittets arealsenter, og A er bruttoarealet.
Med to stivere i trykksonen behandles stiverne enkeltvis som ovenfor, samtidig som den andrestiveren betraktes som udeformerbar. Deretter defineres en ekvivalent søyle med IS, og A liksummen av de to stiveme, plassert i et punkt som svarer til resultanten av aksialkreftene i de tostiveme. am, settes lik den minste av de tre beregnede verdier.
Ved beregning av Áp etter punkt 2a settes det effektive tverrsnittsareal av den fiktive søylen lik
summen av stiverens effektive tverrsnitt Aslseff og de effektive arealer av de to medvirkendeplatedeler, se figur B.7. .3* Dersom pgpfify S ac , der ac er den gjennomsnittlige spenningen over den fiktive søylenstverrsnitt, og gm er bestemt etter punkt 2c, multipliseres det effektive søylearealet Aqeff medfaktoren fd /ac . For gpycfy > o C er ingen reduksjon av det effektive areal nødvendig.
Litteratur
NS 3480 Geoteknisk prosjektering Fundamentering, grunnarbeider, fiellarbeiderNS 3904 Brannteknisk prøving av bygningskonstruksjonerNS EN 1365 l Prøving av brannmotstanden til bærende bygningsdeler Del l: VeggerNS EN 1365 4 Prøving av bramnnotstanden til bærende bygningsdeler ~ Del 4: Søyler
Side 127NS 347222001
NS EN 10164 Stålprodukter med forbedrede deformasjonsegenskaper vinkelrett på produktetsoverflate »~ Tekniske leveringsbetingelser
