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 ve svarech se používá k automatickému zamezení singularit napětí v prvcích svaru a k přerozdělení napětí dále po délce svaru. Pevnost svaru přibližně odpovídá ručnímu výpočtu a napětí je správně rozděleno i pro komplikované případy, jako je svařování k nevyztužené přírubě (EN 1993-1-8 – čl. 4.10). Napětí v účinném průřezu koutového svaru se stanovuje podle EN 1993-1-8 čl. 4.5.3. Napětí se počítají z napětí v prvku svaru. Ohybový moment kolem podélné osy svaru se nezohledňuje.

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

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

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, volí se nižší z pevností dvou spojovaných základních materiálů, nebo podle materiálu zvoleného uživatelem
• γ_M2 – dílčí součinitel bezpečnosti (EN 1993-1-8 – tabulka 2.1; upravitelný v Nastavení normy)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – napětí ve svaru podle obrázku níže:

Všechny hodnoty potřebné pro posouzení jsou vypsány v tabulkách. Ut je využití nejvíce namáhaného prvku. Vzhledem k tomu, že se používá plastická redistribuce napětí ve svaru, jde o rozhodující využití. Utc poskytuje informaci o využití po délce svaru. Jde o poměr skutečného napětí ve všech prvcích svaru k návrhové únosnosti napětí po celé délce 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 definovat jako tupé svary. U tupých svarů se uvažuje plné provaření průřezu, a proto se takové svary neposuzují.

Konstrukční zásady

Minimální tloušťka plechu u svařovaných přípojů se posuzuje podle EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• U dutého ocelového průřezu by tloušťka plechu měla být alespoň 2,5 mm
• U ostatních plechů by tloušťka plechu měla být alespoň 4 mm

Maximální tloušťka účinného průřezu koutových svarů se posuzuje u rovnoběžných plechů. Pokud je taková realizace svaru z geometrických důvodů neproveditelná, je vypsána chyba.

Minimální tloušťka účinného průřezu koutových svarů by měla být alespoň 3 mm podle EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). Pokud tento požadavek není splněn, je vypsána chyba.

Varování je vypsáno, pokud je tloušťka účinného průřezu svaru větší než požadavek podle DIN EN 1993-1-8 – NA k 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

kde:

• $a$ – tloušťka účinného průřezu svaru
• $t_{max}$ – tloušťka silnějšího spojovaného plechu 
• jednotky musí být v [mm]

Informace je vypsána, pokud je tloušťka účinného průřezu svaru menší než požadavek na minimální tažnost svařovaných spojů podle FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Tento požadavek se posuzuje pro oboustranné koutové svary podle:

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

kde:

• $a$ – tloušťka účinného průřezu svaru
• $t$ – tloušťka plechu spojovaného po hraně
• $\beta_w$ – korelační součinitel svaru 
• $\gamma_{M2}$ – dílčí součinitel bezpečnosti pro šrouby a svary; upravitelný v Nastavení normy
• $f_y$ – mez kluzu plechu
• $f_u$ – mez pevnosti svaru
• $\gamma_{M0}$ – dílčí součinitel bezpečnosti pro plechy; upravitelný v Nastavení normy

Tloušťka účinného průřezu jednostranného koutového svaru je dvojnásobná oproti oboustrannému koutovému svaru.