Zum Hauptinhalt springen

G03: Doorsnedeclassificatie

FAQs over het onderwerp G Doorsnedeclassificatie

Op welke wijze moet een ronde buis worden getoetst die in doorsnedeklasse 4 valt?

Ronde buizen behoren volgens art. 10.2.4.1 van NEN 6770 tot doorsnedeklasse 4 mits geldt d/t > 90 y2. Hierin is d de buitendiameter, t de wanddikte en y = (fref/fy;d)0,5, een dimensieloze factor met fref = 235 N/mm2. Voor het bepalen van de doorsnedecapaciteit van ronde buizen in klasse 4 geeft art. 10.2.4.2.3 een aanwijzing. Hierin staat dat de optredende spanningen in de doorsnede moeten worden bepaald volgens de elasticiteitstheorie. Deze spanningen moeten vervolgens worden getoetst aan de plooivergelijkingsspanning. Als alternatief mag echter ook de doorsnedereductiemethode worden gebruikt.

Hoofdstuk 11 van NEN 6770 en van NEN 6771 is over het algemeen een nadere uitwerking van deze regel. Voor ronde buizen van doorsnedeklasse 4 zijn in de norm echter geen specifieke uitwerkingen opgenomen. De constructeur moet dus zelf een uitwerking vinden van de regels volgens art. 10.2.4.2.3 van NEN 6770. Hiervoor bestaan twee mogelijkheden.

De meest eenvoudige oplossing is gebruik te maken van de mogelijkheden die de classificatie van de doorsnede biedt. Volgens de tekst bij formule (10.2-12) van NEN 6770 mag bij de toetsing ook gebruik worden gemaakt van een lagere rekenwaarde van de vloeigrens fy;red;d. Door hiervoor te kiezen fy;red;d = 90freft/d behoort de doorsnede tot klasse 3 en mag ook deze ook volgens de hiervoor geldende regels worden getoetst.

De andere mogelijkheid is de doorsnede te toetsen als een klasse 4-doorsnede. De plooivergelijkingsspanning moet in dit geval worden bepaald aan de hand van gegevens uit de literatuur of met een berekening met de eindige-elementenmethode. Het probleem daarbij is echter om aan te tonen dat deze gegevens correct zijn bepaald.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 147 (april 1999).

In welk geval gelden er volgens NEN 6771 wel regels voor de toetsing van plooistabiliteit en volgens NEN 6770 niet?

Een gelaste plaatligger wordt belast op buiging en afschuiving. De ligger wordt volgens NEN 6770 zo gedimensioneerd dat deze in doorsnedeklasse 3 valt. NEN 6770 geeft dan voor de ligger geen regels om op plooi te toetsen. Echter uit een beoordeling van de plooistabiliteit volgens NEN 6771 blijkt dat er toch sprake is van plooi. Wat is daarvan de reden?

Bij de plooiberekening volgens NEN 6771 wordt zowel de invloed van de dwarskracht als die van buiging meegenomen. Dwarskracht zorgt daarbij voor een verlaging van de plooispanning. NEN 6770 verwaarloost de invloed van de dwarskracht bij de doorsnedeclassificatie: in de tabellen 8 en 9 van deze norm worden daarom buiging en normaalkracht (druk) uitsluitend afzonderlijk beschouwd. Tabel 1 van NEN 6771 daarentegen bekijkt tevens de combinatie van deze twee belastinggevallen. Eurocode 3 (deel 1-1) kent dezelfde tabellen voor de doorsnedeclassificatie, maar geeft in art. 5.3.6 aan dat grote dwarskrachten invloed kunnen hebben op de classificatie (maximale breedte/dikte-verhoudingen voor een bepaalde klasse) en dat deze invloed in de beoordeling moet worden meegenomen. De Eurocode geeft helaas niet aan hoe dat zou kunnen; er wordt slechts verwezen naar toetsingsregels voor verstijfde plaatvelden in Eurocode 3 (deel 2) over bruggen.

Opgemerkt wordt dat NEN 6770 in het algemeen niet is bedoeld voor het toetsen van een plaatligger belast door puntlasten (zonder schotten ter plaatse van deze puntlasten). Doorgaans echter worden ter plaatse verticale schotten (dwarsverstijvingen) aangebracht voor het inleiden van de belasting (NEN 6770, art. 14). De plaatvelden worden hierdoor weliswaar kleiner, maar moeten nog steeds worden getoest volgens NEN 6771.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 150 (oktober 1999).

Op welke wijze verloopt de doorsnedeclassificatie bij raatliggers?

De krachtsverdeling in statisch bepaalde liggers mag worden berekend volgens de plasticiteitstheorie. De plasticiteitstheorie mag echter alleen worden toegepast, als bepaalde onderdelen van de doorsnede sterk kunnen vervormen zonder dat plooien optreedt. Hieraan wordt voldaan, wanneer de doorsnede van de liggers tot klasse 1 of klasse 2 behoort. Bepalend daarvoor is de maximale verhouding b/t voor de uitwendige flenzen volgens tabel 8 van NEN 6770. Deze maximale verhouding kan ook worden aangehouden voor het opstaande been van het T-profiel van een raatligger, hoewel NEN 6770 hier geen expliciete uitspraak over doet:

[afb. a]

[afb. b]

Dwarskracht en normaalkracht mogen bij toepassing van de plasticiteitstheorie conform art. 11.1 van NEN 6770 zodanig over de zwakste doorsnede (T-stukken) worden verdeeld, dat het plastische moment zo min mogelijk wordt gereduceerd. Dit onder de voorwaarde dat de optredende vervormingen redelijk overeenstemmen met de aangenomen spanningsverdeling. De doorsnedecontrole moet niet alleen worden uitgevoerd ter plaatse van het maximale moment, maar ook ter plaatse van de maximale dwarskracht en op combinaties van beide. Daarnaast is controle op kip en op plooi en afschuiving van het lijf nodig.

Indien de doorsnede van de ligger niet behoort tot klasse 1 of klasse 2, dient de doorsnede te worden beoordeeld volgens een elastische spanningsverdeling (klasse 3) of een spanningsverdeling van de effectieve doorsnede (klasse 4).

De krachtsverdeling in statisch onbepaalde raatliggers moet worden bepaald via de elasticiteitstheorie, tenzij kan worden aangetoond dat er ter plaatse van de plastische scharnieren voldoende rotatiecapaciteit aanwezig is om herverdeling van momenten mogelijk te maken.

In het boek (Over)spannend staal. Deel 2. Construeren A wordt aandacht besteed aan de berekening van raatliggers volgens de TGB-1990.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 115 (december 1993).

Hoe moet bij de classificatie van doorsneden de factor ay worden gebruikt?

In NEN 6770, art. 10.2.4.1.2, worden in feite vier verschillende methoden gegeven voor het bepalen van ay. In het algemeen zal men formule (10.2-11) aanhouden:

[afb. a]

In plaats van fy;d mag men ook de rekenwaarde van de drukspanning sigmac;s;d, de instabiliteitsspanning sigmabuc;d of een lagere rekenwaarde dan de vloeigrens in rekening brengen. Dit laatste betekent wel dat men in alle toetsingen van deze doorsnede rekening moet houden met deze lagere waarde. Men is dus vrij één van deze methoden te kiezen. Het is niet de bedoeling de laagste waarde van deze vier te bepalen!

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 115 (december 1993).

Is een waarde van epsilon hoger dan 1 in tabel 5.2 van NEN-EN 1993-1-1 bij grote dikten toegestaan?

Voor een HD-profiel in S235 met een flensdikte t_f = 43,7 > 40 mm moet volgens tabel 3.1 van NEN-EN 1993-1-1 de vloeigrens worden gereduceerd tot f_y = 215 N/mm2. Voor het bepalen van de doorsnedeclassificatie is de factor epsilon van belang:

[formule]

Echter in tabel 5.2 van NEN-EN 1993-1-1 komt geen waarde van epsilon voor hoger dan 1. Is een hogere waarde voor epsilon wel toegestaan?

Ja. De hogere waarde van 1,045 is ook logisch, immers doordat het profiel maximaal kan worden belast tot f_y = 215 N/mm2 neemt de kans op plooien van het plaatdeel af. Door de hogere waarde van epsilon worden de eisen voor de verschillende doorsnedeklassen gunstiger.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 228 (augustus 2012).