EN 1993-1-8: Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner Del 1 ...

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 2Nytt begrep i Eurokode 3Knutepunkt = Σ(sveiste & skrudde forbindelser)a) Ensidig knutepunktskonfigurasjon b) Tosidig knutepunktskonfigurasjon1. skjærpåkjent stegpanel2. forbindelse3. basiskomponenter (f. eks. skruer, endeplate)Figur 1.1 - Deler i et knutepunkt som forbinder bjelke og søyle3Det som står med liten skriftNasjonale tillegg for EN 1993-1-8Denne standarden angir alternative prosedyrer, verdier og anbefalninger med merknader som angir hvor detkan foretas nasjonale valg. …Nasjonale valg er tillatt i EN 1993-1-8 i henhold til:NA.1.2.6NA.2.2(2)For konstruksjonsnagler kan DIN 124 (rundhodede nagler) og DIN 302 (forsenkningsnagler)anvendes.Partialfaktorene γ Mfor de mekaniske egenskapene settes som følger.: se neste lysbildeNA.3.1.1(3) De angitte skrueklasser i tabell 3.1 kan anvendes.NA.3.4.2(1) Det fastsettes ingen nedre verdi for forspenningskraften.NA.5.2.1(2) Dette nasjonale tillegget gir ingen supplerende informasjon om klassifisering av knutepunkter.NA.6.2.7(9) Dette nasjonale tillegget gir ingen supplerende opplysninger om bruk av formel (6.26).4

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 3Tabell 2.1 - Partialfaktorer for knutepunkterKapasitet for konstruksjonsdeler og tverrsnittKapasitet for skruerKapasitet for bolter i bolteleddKapasitet for sveisKapasitet for hullkanttrykkFriksjonskapasitet• i bruddgrensetilstanden (kategori C)• i bruksgrensetilstanden (kategori B)Kapasitet for hullkanttrykk for en injeksjonsskrueKapasitet for knutepunkter i en fagverkskonstruksjon avhulprofilerKapasitet for bolter i bruksgrensetilstandenForspenning høyfaste skruerKapasitet for betongγ M0 , γ M1 og γ M2 ,se NS-EN 1993-1-1γ M2 = 1,25γ M3 = 1,25γ M3,ser = 1,1γ M4 = 1,0γ M5 = 1,0γ M6,ser = 1,0γ M7 = 1,1γ c , se NS-EN 19925Beregningsgrunnlaget i NS-EN 1993-1-8Kapittel 3: Skrudde forbindelser Kapasitet til enkeltskruer Kapasitet til skruegrupper Kapasitet til bolteledd6

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 5CE-merking av HR & HV-skruerDet er et krav i NS-EN 14399 at:• Skruene, mutterne og underlagsskiver skal leveres av enog samme produsent.• Alle komponentene skal merkes medprodusentens merke.• Overflatebehandlingen er underlagtprodusentens kontroll.9CE-merking av HR-skruer10

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 6Nye standarder for ikke-forspente forbindelserGenerelle kravEgnethetstestNS-EN 15048-1NS-EN 15048-211Standarder for ikke-forspente forbindelserGenerelle kravEgnethetstestMateriale- stålskruer- rustfrie skruerSkruerMuttereUnderlagsskiverNS-EN 15048-1NS-EN 15048-2NS-EN ISO 898-1 og -2NS-EN ISO 3506-1 og -2NS-EN ISO 4014NS-EN ISO 4017NS-EN ISO 4032NS-EN ISO 7089NS-EN ISO 709012

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 7Tabell 3.2 - Klassifisering av skrueforbindelser - som i NS 3472BasistypeKategoriKapasitetskriterierMerknaderAAvskjæring/hullkanttrykkAvskjæring & hullkanttrykkF v,Ed≤ min (F v,Rd; F b,Rd)Fasthetsklasse4.6 - 10.9SkjærforbindelserBGlidningsforhindreti bruksgrensetilstandenF v,Ed.ser≤ F s,Rd.serAvskjæring & hullkanttrykk i ULSF v,Ed≤ min (F v,Rd; F b,Rd)Friksjon i SLSFasthetsklasse8.8 eller 10.9CGlidningsforhindreti bruddgrensetilstandenF v,Ed≤ F s,RdF v,Ed≤ F b,RdΣF v,Ed≤ F net,RdFriksjon i ULSFasthetsklasse8.8 eller 10.9StrekkforbindelserDIkke-forspente skruerEForspente skruerF t,Ed≤ F t,RdF t,Ed≤ B p,RdF t,Ed≤ F t,RdF t,Ed≤ B p,RdFasthetsklasse4.6 - 10.9Fasthetsklasse8.8 eller 10.913Tabell 3.4 - AvskjæringskapasitetAvskjæringssnittetgår gjennomKapasitetper avskjæringssnittskrueskaftetFv,Rd=0,6fγu,bM2Askruens gjengepartiFv,Rd=⎧0,6f⎪⎪ γ⎨⎪0,5f⎪⎩ γu,bM2u,bM2AAss4.6 & 8.810.914

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 8Tabell 3.4 - HullkanttrykkFb,Rd=k α1γbfdtuM2⎛ f ⎞α = ⎜ ⎟αu,bmin ; ;1bd⎝ fu⎠⎛ e p ⎞1 11α = min⎜⎟; −d⎝ 3d 3d 40 0 ⎠⎛ e2⎞⎜2,8− 1,7 eller 2,5⎟⎜ d0⎟k = min1 ⎜ p⎟2⎜1,4− 1,7 eller 2,5⎟⎝ d0⎠15Hullkanttrykket kan også skrives som i NS 3472Fb,Rd2,5αfdtb u=γp22= 3d00M2⎛⎜e1eller⎜ 3d0⎜p11αb= min ⎜ − eller⎜ 3d04⎜⎜ fu,b⎜eller 1⎝ fue = 1,5dep11≤ 3d0≤ 3, 75d0⎞⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎠16

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 9Tabell 3.3 - Minste og største hull-, ende- og kantavstanderMaksimumsavstanderMinimumsavstanderVanligpraksisOptimaleavstandere 11,2d 02d 03d 04t+40mmp 12,2d 03d 03,75d 0minste av14t eller 200mme 21,2d 01,5d 01,5d 04t+40mmp 22,4d 0

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 11Tab 3.4 - GjennomlokkingskapasitetBp,Rd=0,6f πduγM2mtpd mer det minste hjørnemålet e til skruehode eller muttert per den minste platetykkelsen under skruehode eller mutter21Nyhet: Tabell 3.4 - Skruer belastet i strekk & avskjæringFFFFv ,Edv ,Rdt ,Edt ,Rd≤1Ft+1,4F,Edt ,Rd≤122

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 13§3.7 Kapasiteten av en skruegruppeFFRdRd= ΣF= nFb,i,Rdb,min,RdforforFFb,i,Rdb,min,Rd< Fv,Rd< Fv,RdogFb,i,Rd≥ Fv,RdFRd= nFv,RdforFb,min,Rd≥ Fv,Rd25§3.8 Lange forbindelser - som i NS 3472Reduksjon av avskjæringskapasitetenFv,red,Rd= β FLfv,Rdder⎧ ≤ 1⎪ L −15djβ = 1Lf ⎨ −⎪ 200d⎪ ≥ 0,75⎩d = skruediameterL15d < LLjj≤ 15dj< 65d≥ 65d26

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 16§3.10.3 Innfesting av vinkelprofil - som i NS 3472N u,Rd = 2(e 2 - 0,5d 0 )tf u /γ M23231Figur 3.9 - Innfesting av vinkelprofil i ett ben

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 17Tabell 3.8 - Innfesting av vinkelprofil i ett ben2 skruer:HullavstandN u,Rd = β 2 A n f u /γ M23 skruer eller flere:N u,Rd = β 3 A n f u /γ M2p 1≤ 2,5 d op 1≥ 5 d o2 skruer3 skruer eller flereβ 2= 0,4β 3= 0,5β 2= 0,7β 3= 0,733§3.13 Bolteledder avskjæringsforbindelser utført med én bolt,og der det stilles krav til fri rotasjon.Type A: Tykkelsen er gittType B: Geometrien er gittKravene er som i NS 3472.Men kapasitetsformlene for bolten (pinnen) er endret.

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 18Bøyemomentet i pinnen (bolten)MFEd=8( 2a + 4c + b)Ed=qEd8L235Kapasitetskontroll av bolten (pinnen)Påvisning av hullkanttrykkFb,Ed≤ Fv,Rd1,5fytd=γM0Påvisning av avskjæringFv,Ed≤ Fv,Rd=0,6fγupM2APåvisning av momentNy formel!MEd≤ MRd1,5f=γypM0WelPåvisningav kombinertmoment & skjærkraft⎛ M⎜⎝ MEdRd⎞⎟⎠2⎛ F+ ⎜⎝Fv,Edv,Rd⎞⎟⎠2≤ 1,036

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 19Alternativ formel for momentkapasitetenMWWEdderplel≤ MRd4= r3π= r433=0,88fγypM 0Wpl37Tilleggskrav for utskiftbare bolter:spenningskontroll i bruksgrensestadiet!HullkanttrykkFb,Ed ,ser≤ Fb,Rd ,ser=0,6fγyM 6 ,sertdMomentKontakttrykk ifg. HertzMσEd ,serh ,Edder σh ,Ed≤ Mf≤ 2,5γRd ,seryM 6 ,ser= 0,5910,8f=γEFEd ,serypWM 6,serel( d − d )td2038

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 20Beregningsgrunnlaget i NS-EN 1993-1-8Kapittel 4: Sveiste forbindelser39Figur 4.3 - Kilsveisens beregningsmessige a-målKilsveisens nominelle a-mål skal settes lik høyden avden største trekant som kan innskrives i kilsveisenstverrsnitt.40

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 21Kilsveiser med god innbrenningFigur 4.441En av mine kjepphester!4.5.2 Effektivt halsmål(3) Ved bestemmelse av dimensjonerende kapasitet forkilsveis med dyp gjennomsveising kan det tas hensyn til ettillegg til dens a-mål, se figur 4.3, forutsatt at forgåendeprøvinger viser at nødvendig gjennomsveising kan oppnås ihele sveisens lengde.NB!Konstruktøren skal angi det beregningsmessig a-målet påtegningene. Dersom man kan dokumentere tilstrekkeliginnbrenning, bør verkstedet kunne ta hensyn til dennereduksjonen.42

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 22Enda en kjepphest!Figur 4.1 - Oppdelte kilsveiser!43Forsiktig med ensidige kilsveiser!Gjelder ikke hulprofiler.Figur 4.9 - Ensidige kilsveiser og innskutte kilsveiserder bøyningsmoment eller strekkraft forårsaker strekkspenningi sveisens rot44

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 24Kapasiteten for kilsveiser4.5.3.3 Forenklet metode⎧F⎪⎨⎪f⎩w ,Edw ,d=≤ FγM2Rdfu= af13 βvw ,dw47Tabell 4.1 - Korrelasjonsfaktoren β w1,0NS-EN 10025Standard & stålsortNS-EN 10210NS-EN 10219β WS 235-0,8S 275S 275 H0,85S 355S 355 H0,9S 420-S 420 H1,0S 460S 460 H48

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 25Spenningsberegning av kilsveiserRettvinklet kilsveisτ = σ for α = 45⊥⊥fuσ ⊥ ≤β γwM212oSkjevstilt kilsveisτ = σ tan( α )⊥τ < σ for α < 45⊥⊥⊥0,9fuσ ⊥ ≤γM2ofor α ≤ αgrense49Skjevstilt kilsveisStålsortS235Grensevinkel α grense29 oσ⊥fu=β γwM21 0,9fu≤21 + 3 tan α γ M2S35522 oS42015 oσταθS46015 o50

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 26Regler for kilsveiser Forutsatt at sveisens a-mål ikke underskrides langs sveisen, settes sveisensberegningsmessige lengde lik den totale lengden. Sveiser med lengde mindre enn den minste av verdiene 30 mm eller 6a skal ikkebenyttes for lastoverføring. I laskeskjøter der kilsveisens lengde L jer større enn 150 a, vil sveisen ikkevære jevnt belastet, og kapasiteten skal reduseres med en faktor:βLw ,l0 ,2 Lj= 1 ,2 − ≤ 1 ,0150 a51Figur 4.6 - Fuger for K-sveiserK-sveiser kan dimensjoneres som en buttsveis med full gjennomsveising forutsattat: det totale nominelle a-mål ikke er mindre enn tykkelsen t av stegplaten, det usveiste gapet ikke er større enn 0,2 t eller 3 mm.Dersom disse forutsetninger ikke er tilfredsstilt, skal K-sveisen dimensjoneressom en kilsveis.52

dr.ing. Bjørn AasenUtskriftSkrudde og sveisste forbindelser etter EC3Side 27Tabell 4.2 - Betingelser for sveising i kaldformede soner ogtilstøtende områderMerknad Kaldformede hulprofiler etter NS-EN 10219 som ikketilfredsstiller verdien i tabell 4.2, kan likevel antas å tilfredsstilleverdiene dersom disse profilene• har en tykkelse som er mindre enn 12,5 mm,• er Al-nøytralisert med kvalitet J2H eller bedre• og tilfredsstiller kravene C ≤ 0,18%, P ≤ 0,20% og S ≤ 0,012%.53