Normové posouzení svarů (EN)

Koutové svary jsou posuzovány podle EN 1993-1-8. Pevnost tupých svarů se předpokládá stejná jako u základního materiálu a není posuzována.

Koutové svary

Návrhová únosnost

Plastická redistribuce napětí ve svarech se používá k automatickému zamezení singularit napětí ve svarových prvcích a k redistribuci napětí podél délky svaru. Pevnost svaru přibližně odpovídá ručnímu výpočtu a napětí je správně rozděleno pro složité případy, jako je svařování k nevyztužené přírubě (EN 1993-1-8 – čl. 4.10). Napětí v průřezu hrdla koutového svaru se stanoví podle EN 1993-1-8 čl. 4.5.3. Napětí se vypočítávají ze napětí ve svarovém prvku. Ohybový moment kolem podélné osy svaru se nebere v úvahu.

\[ \sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )} \]

\[ \sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}} \]

Využití svaru

\[ U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\} \]

kde:

• σ_w,Ed – ekvivalentní napětí ve svaru
• σ_w,Rd – únosnost svaru
• β_w – korelační součinitel (EN 1993-1-8 – Tabulka 4.1)
• f_u – mez pevnosti, zvolená jako nižší z obou spojovaných základních materiálů nebo podle materiálu zvoleného uživatelem
• γ_M2 – součinitel spolehlivosti (EN 1993-1-8 – Tabulka 2.1; upravitelný v nastavení normy)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – napětí ve svaru podle níže uvedeného obrázku:

Všechny hodnoty potřebné pro posouzení jsou uvedeny v tabulkách. Ut je využití nejvíce namáhaného prvku. Protože se používá plastická redistribuce napětí ve svaru, jde o rozhodující využití. Utc poskytuje informaci o využití podél délky svaru. Je to poměr skutečného napětí ve všech prvcích svaru k návrhové únosnosti napětí celé délky svaru.

Diagram ekvivalentního napětí ve svaru zobrazuje následující napětí:

\[ \sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \} \]

Tupé svary

Svary lze specifikovat jako tupé svary. U tupých svarů se uvažuje úplné provaření průřezu, a proto tyto svary nejsou posuzovány.

Konstrukční zásady

Minimální tloušťka plechu svařovaných přípojů je posuzována podle EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Pro duté ocelové průřezy musí být tloušťka plechu nejméně 2,5 mm
• Pro ostatní plechy musí být tloušťka plechu nejméně 4 mm

Maximální tloušťka hrdla koutového svaru je posuzována pro rovnoběžné plechy. Je vydána chyba, pokud takový svar není proveditelný z důvodu geometrických omezení.

Minimální tloušťka hrdla koutového svaru musí být nejméně 3 mm podle EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). Pokud tento požadavek není splněn, je vydána chyba.

Varování je vydáno, pokud je tloušťka hrdla svaru menší než požadavek v DIN EN 1993-1-8 – NA to 4.5.2:

\[a \le \sqrt{t_{max}}-0.5\]

kde:

• \(a\) – tloušťka hrdla svaru
• \(t_{max}\) – tloušťka silnějšího spojovaného plechu 
• jednotky musí být v [mm]

Informace je vydána, pokud je tloušťka hrdla svaru menší než požadavek na minimální duktilitu svařovaných spojů podle FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Tento požadavek je posuzován pro oboustranné koutové svary pomocí:

\[a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}\]

kde:

• \(a\) – tloušťka hrdla svaru
• \(t\) – tloušťka plechu spojeného hranou
• \(\beta_w\) – korelační součinitel svaru 
• \(\gamma_{M2}\) – součinitel spolehlivosti pro šrouby a svary; upravitelný v nastavení normy
• \(f_y\) – mez kluzu plechu
• \(f_u\) – mez pevnosti svaru
• \(\gamma_{M0}\) – součinitel spolehlivosti pro plechy; upravitelný v nastavení normy

Tloušťka hrdla jednostranného koutového svaru je dvakrát větší než tloušťka hrdla oboustranného koutového svaru.