natgillin/translations-raw huggingface dataset:
The main objective of this paper is to present guidelines for the selection of appropriate rectangular hollow sections in the design of steel structures, with justification of the use of cold formed hollow sections.
Osnovna svrha rada je prikazati smjernice za odabir pravokutnih šupljih profila kod projektiranja čeličnih konstrukcija, a posebno se obrazlaže opravdanost primjene hladno oblikovanih profila.
Key words: hollow sections, manufacturing, welding, brittle fracture, joints
Ključne riječi: šuplji profili, proizvodnja, zavarivanje, krti lom, priključci
Primjena hladno oblikovanih šupljih čeličnih profila
Application of cold formed hollow steel sections
Prema EN 1993-1-1 primjena šupljih profila dopuštena je u izradi čeličnih konstrukcija neovisno o tome jesu li profili toplo dogotovljeni prema EN 10210 ili hladno oblikovani prema EN 10219.
According to EN 1993-1-1, the application of hollow steel sections is permitted in the execution of steel structures, regardless of whether they are hot finished according to EN 10210 or cold finished according to EN 10219.
Kod projektanata često postoji dvojba u vezi s primjenom hladno oblikovanih profila uslijed negativnog utjecaja hladnog oblikovanja na njihovo ponašanje.
Steel designers often have doubts about the use of cold formed hollow sections due to unfavourable effects of cold forming.
Nedoumicu može izazivati i nedorečenost u normi EN 1993-1-8 koja se odnosi na mogućnost zavarivanja u hladno oblikovanim zonama.
Such doubts may be due to inconsistencies in EN 1993-1-8 relating to the permissibility of welding in cold formed zones.
Osnovna svrha rada je prikazati smjernice za odabir pravokutnih šupljih profila kod projektiranja čeličnih konstrukcija, a posebno se obrazlaže opravdanost primjene hladno oblikovanih profila.
The main objective of this paper is to present guidelines for the selection of appropriate rectangular hollow sections in the design of steel structures, with justification of the use of cold formed hollow sections.
Ključne riječi: šuplji profili, proizvodnja, zavarivanje, krti lom, priključci
Key words: hollow sections, manufacturing, welding, brittle fracture, joints
Boris Androić, PhD. CE
Boris Androić, dipl.ing.građ.
Prof. Darko Dujmović, PhD. CE
Darko Dujmović, dipl.ing.građ.
Croatian Academy of Engineering dujmovic@grad.hr
Akademija tehničkih znanosti Hrvatske dujmovic@grad.hr
Department of Structures jpiskovic@grad.hr
Zavod za konstrukcije jpiskovic@grad.hr
According to the long-standing experience of the authors, designers often have doubts about application of hot finished sections according to EN 10210 [1], and cold formed hollow sections according to EN 10219 [2].
Na temelju dugogodišnjeg iskustva autora utvrđeno je da prilikom projektiranja čeličnih konstrukcija postoji dvojba između primjene toplo dogotovljenih šupljih profila prema EN 10210 [1] i hladno oblikovanih šupljih profila prema EN 10219 [2].
The term "Hot-finished" refers to tubes for which the final forming process is carried out in hot environment, with the final deformation occurring at > 700 °C, or where the tube is cold formed and then subsequently heat-treated at the temperature of > 550 °C.
Pod pojmom "toplo dogotovljeni" prodrazumijevaju se šuplji profili kod kojih se završno oblikovanje provodi u vrućem stanju pri temperaturi > 700 °C, ili koji su hladno oblikovani i naknadno toplinski obrađeni pri temperaturi > 550 °C.
Normalized and normalized rolled tubes are also regarded as hot-finished.
Normalizirani i normalizacijski valjani šuplji profili razmatraju se kao toplo dogotovljeni jer su proizvedeni ili toplinski obrađeni pri temperaturi normalizacije.
Hot finished hollow sections have a much tighter corner profile as a result of metal flow during the forming process, and they have no residual stress in corners.
Toplo dogotovljeni šuplji profili imaju deblje uglove i manji radijus zaobljenosti, kao rezultat toka metala za vrijeme postupka oblikovanja, te nemaju zaostalih naprezanja.
The cross section has a homogeneous structure and hardness.
Presjek je homogen s obzirom na ujednačenu strukturu materijala i tvrdoću.
could be susceptible to corner cracking if manufactured with tight radius corners.
To, međutim, nije slučaj kod hladno oblikovanih profila, posebno u zonama uglova.
To take this into consideration, larger radii are specified in EN 10219-2: 2006 (cf. EN 10219-2, Table 3).
Hladno oblikovani profili u uglovima imaju visoku razinu zaostalih naprezanja uslijed hladnog oblikovanja čime se povećava opasnost od pojave pukotina.
From the aesthetic point of view, the advantage of cold-formed hollow sections lies in their smooth surface.
Iz tog razloga, u normi EN 10219, tablica 3., zahtijevaju se veći radijusi zaobljenosti u uglovima profila u odnosu na toplo dogotovljene.
Hot formed sections can be pitted, as shown in Figure 1.
S estetskoga gledišta, prednost hladno oblikovanih profila je glatka površina.
2. Welding in cold formed zones
Slika 1.
- cold-formed zones are normalized after cold-forming but
- da su zone nakon hladnog oblikovanja normalizirane prije
before welding;
početka zavarivanja,
- r/t-ratio satisfies the relevant value obtained from EN 1993
- da omjer unutarnjeg radijusa ugla r i debljine profila t
1-8, Table 4.2 [4].
zadovoljava uvjete iz tablice EN 1993-1-8, tablica 4.2 [4].
It is specified in EN10219 that all steel must be fully killed (i.e. deoxidised and aluminium treated).
Bitno je napomenuti da prema EN 10219 svi čelici moraju biti potpuno umireni (dezoksidirani i tretirani aluminijem).
According to corrigendum to EN 1993-1-8 from July 2009 [5], cold formed hollow sections according to EN 10219 that do not satisfy the limits given in Table 4.2 can be assumed to satisfy these limits if: - they are no more than 12.5 mm in thickness, - they are aluminium killed with the quality grades J2H, MH,
Prema ispravci EN 1993-1-8 iz srpnja 2009. [5], ako nije zadovoljen uvjet r/t iz članka 4.14 EN 1993-1-8, zavarivanje hladno oblikovanih zona dopušteno je pod sljedećim uvjetima: - da je debljina stijenke manja od 12,5 mm,
0,020 % and S ≤ 0,012 %.
Omjer r/t
Maximum thickness [mm] Generally
Najveće debljine [mm] Općenito
Fully killed Aluminium-killed steel
Čelik potpuno umiren s aluminijem
Predominantly static loading
Pretežito statičko opterećenje
Where fatigue predominates
Dominantno je umaranje
any
bilo koje
Conditions for welding cold-formed zones and adjacent material (EN 1993-1-8, Table 4.2 [4])
Uvjeti za zavarivanje u zoni hladnog oblikovanja i preostalim zonama poprečnog presjeka hladno oblikovanog profila (EN 1993-1-8, tablica 4.2)
This could be interpreted that the welding is not allowed in the cold formed corner.
Takva formulacija mogla bi podrazumijevati da se u zoni uglova ne dopušta zavarivanje.
However, the figure in Table 4.2, EN 19931-8, correctly shows that, if the requirement r/t is satisfied, then the welding of cold formed corners is also allowed.
Ipak, slika u tablici 4.2 EN 19931-8 [6], ispravno prikazuje da je u slučaju zadovoljenja uvjeta r/t dopušteno zavarivanje i samih uglova profila.
Therefore, Evolution Group on EN 1993-1-8 [6] proposed formulation of the clause 4.14(1) as follows: "In the bent areas and up to distance 5t from these areas (see figure in Table 4.2) welding may be carried out when one of the following conditions is fulfilled:".
Stoga je radna skupina pripremajući EN 1993-1-8 [6], predložila formulaciju članka 4.14(1) prema sljedećem: "U zoni zaobljenja i širini 5t od tih zona (vidi sliku u tablci 4.2) zavarivanje je dopušteno ako je zadovoljen jedan od sljedećih uvjeta".
Based on the above it can be concluded that the welding of cold formed rectangular hollow sections according to EN 10219, may be carried out on the whole cross section, if the above conditions are met.
Slijedom navedenog, može se zaključiti da je zavarivanje hladno oblikovanih šupljih profila proizvedenih prema EN 10219, ako su zadovoljeni gore navedeni uvjeti, dopušteno po cijelom opsegu profila.
A cold formed structural member welded on the whole cross section is shown in Figure 2.
Na slici 2. prikazana je izvedba kvalitetno izvedenog vara kod hladno oblikovanog pravokutnog šupljeg profila po cijelom opsegu profila.
Cold formed structural member welded on the whole cross section [3]
Konstrukcijski element iz hladno oblikovanog pravokutnog šupljeg profila zavaren po cijelom opsegu profila [3]
3. Avoiding brittle fracture
3. Osiguranje od pojave krtog loma
The evaluation of toughness, i.e. avoidance of brittle fracture of structural elements made of cold formed hollow sections according to EN 10219, is not clearly defined in EN 1993-110 [7].
Vrednovanje žilavosti, tj. osiguranje od pojave krtog loma kod konstrukcija izvedenih od hladno oblikovanih šupljih profila proizvedenih prema EN 10219, u EN 1993-1-10 [7] nije jasno definirano.
Therefore, the Workgroup European Commission Joint Research Centre (JRC) prepared a document [8] in which the method for the selection of cold-formed hollow sections to avoid brittle fracture has been proposed.
Iz tog razloga, radna skupina European Commission Joint Research Centre (JRC) pripremila je dokument [8] u kojem je predložen postupak za osiguranje od krtog loma i u slučaju primjene hladno oblikovanih šupljih profila.
This procedure is compliant with EN 1993-1-10 and is proposed as a part of amendments to this standard.
Taj postupak usklađen je s EN 1993-1-10 te je predložen u sklopu izmjene i dopune te norme.
The allowed hollow-section thickness depending on the steel grade and reference temperature of up to TEd -50°C is presented in EN 1993-1-10, Table 2.1.
U tablici 2.1 EN 1993-1-10 dane su dopuštene debljine stijenki profila za različite kvalitete čelika i referentne
The adjustment ΔTecf for the level of cold forming ecf has been added in the new
temperature TEd do -50 °C.
Based on the new procedure proposed in paper [8], reference temperatures TEd were calculated in paper [9], as well as lowest air (operating) temperatures for the specific return period Tmd for structures using cold-formed RHS to EN 10219 according to:
Na temelju novog postupka predloženog u [8], u radu [9] izračunane su referentne temperature TEd kao i najniža temperatura zraka za određeno povratno razdoblje Tmd kojima je izložen hladno oblikovani šuplji konstrukcijski element prema izrazu:
The Equation (1) is valid for:
Izraz (1) vrijedi ako je
crack imperfections, and member shape and dimensions, ΔTR - the safety allowance, if required, to reflect different
nesavršenost pukotine, oblik elementa i dimenzije, ΔTR - sigurnosni dodatak, ako se zahtijeva, kako bi se obuhvatile
reliability levels for different applications, ΔTe - s the adjustment for strain rate other than the reference
različite razine pouzdanosti u različitim primjenama, ΔTe - prilagodba za brzinu deformacije koja se razlikuje od
strain rate 
referentne brzine deformacije 
Lowest permissible reference temperatures TEd and air (operating) temperatures Tmd, for rectangular hollow sections according to EN 10219 [2], are shown in Table 2.
Najniže referentne temperature TEd i najniže temperature zraka za određeno povratno razdoblje Tmd kojima su izloženi hladno oblikovani pravokutni šuplji profili, proizvedeni prema EN 10219, prikazani su u tablici 2.
Lowest permissible reference temperatures TEd and air (operating) temperatures Tmd, for hollow rectangular sections to EN 10219 [2], adapted from [9]
Najniže referentne temperature TEd i najniže temperature zraka za određeno povratno razdoblje Tmd za šuplje profile proizvedene prema EN 10219, preuzete iz [9]
It was found that the temperature adjustment for cold formed hollow sections
Za granično stanje upotrebljivosti, proračunske vrijednosti temperatura
Square and Rectangular Structural Hollow Sections
Kvadratni i pravokutni šuplji profili
EN 10219 steel grade
Kvaliteta čelika prema EN 10219
Charpy V-notch impact test
Ispitivanje prema Charpyu - oštri V zarez
Lowest design temperature
Najniža proračunska temperatura
Test temperature
Temperatura ispitivanja
Impact energy
Energija pri udaru
depends on the wall thickness [8].
određene su na razini računskog naprezanja sEd = 0,75 fy.
4. Resistance of structural members
4. Otpornost konstrukcijskih elemenata
According to EN 1993-1-1 [10], cold formed and hot finished hollow sections do not differ with regard to the bending and tension resistance.
Prema EN 1993-1-1 [10], za otpornost konstrukcijskih elemenata izloženih savijanju ili vlaku nema razlika između toplo dogotovljenih i hladno oblikovanih šupljih profila.
For compression members, the differences are due to magnitude of residual stresses.
Za tlačne elemente, između toplo dogotovljenih i hladno oblikovanih profila postoje razlike koje proizlaze iz veličine zaostalih naprezanja uslijed proizvodnje.
Hot finished hollow sections have a lower residual stress, and are assigned to a more favourable buckling curve "a" when designing compression members.
Kod toplo dogotovljenih profila zaostala naprezanja su manja te se kod proračuna tlačnog elementa usvaja povoljnija krivulja izvijanja "a".
On the other hand, cold formed hollow sections have a higher residual stress, and are assigned to a less favourable buckling curve "c".
S druge strane, hladno oblikovani profili imaju veća zaostala naprezanja što kod proračuna rezultira odabirom nepovoljnije krivulje izvijanja "c".
The paper [3] gives a comparison of hot finished and cold formed hollow section members under compression in terms of material consumption and costs.
U radu [3] dana je usporedba tlačnih elemenata od hladno oblikovanih i toplo dogotovljenih šupljih pofila u pogledu utroška materijala i cijene konstrukcije.
For that reason, the use of hot finished hollow sections reduces the weight of structures by 14 % to 17 % on an average, but their price is still 5 % to 33 % higher.
Za usporedbu su odabrani kvadratni profili 150 x 150 x 6,3 i 200 x 200 x 10 s efektivnim duljinama 3 m, 4 m, 5 m, 8 m i 10 m, s njihovim mehaničkim karakteristikama i cijenama.
As to concrete filled hollow-section
Analize su pokazale
compression members according to EN 1994-1-1 [11], their buckling resistance is irrespective of the product (hot finishedor cold-formed).
da tlačni elementi od toplo dogotovljenih pravoktunih šupljih profila, koristeći krivulju izvijanja "a", imaju 14 % do 28 % veće otpornosti na izvijanje u odnosu na hladno oblikovane proračunane s krivuljom izvijanja "c".
The buckling curve "a" is to be chosen for the reinforcement ratio rs ≤ 3 %, and "b" for the reinforcement ratio 3 % < rs ≤ 6 %.
Iz tog razloga upotreba toplo dogotovljenih šupljih profila rezultira konstrukcijama prosječno lakšim 14 % do 17 %, ali im je cijena još uvijek 5 % do 33 % viša u odnosu na hladno oblikovane.
The recommended values of partial factors are based on probabilistic calibration.
Krivulje izvijanja određuju se s obzirom na omjer armiranja.
For joints in hollow section lattice girders, the recommended value of partial factor is gM5 = 1,0.
Za omjer armiranja koji je rs ≤ 3 % za pravokutne i okrugle šuplje profile usvaja se krivulja izvijanja "a".
The recommended value is accepted in almost all countries of the European Union.
Za omjer armiranja 3 % < rs ≤ 6 % usvaja se krivulja izvijanja "b".
This value is conservative, which may result in a higher lattice girder weight, and in higher construction costs.
U EN 1993-1-8 preporučene su vrijednosti parcijalnih faktora dobivene kalibracijom provedenom probabilističkim postupkom, te je preporučena vrijednost gM5 = 1,0.
This issue is illustrated in the following design example of a joint in a hollow section lattice girder.
Ta vrijednost prihvaćena je u gotovo svim zemaljama Europske unije.
The following should be verified for the considered joint: chord face failure, chord punching, chord shear, and welds fracture.
Proračun zavarenog priključka rešetke provodi se prema točki 7.5 EN
The weakest component of the joint is the chord face failure according to the following expression (Table 7.10 EN 1993-1-8):
Mjerodavan kriterij za otpornost priključka u ovom primjeru je otkazivanje lica pojasnice, prema sljedećem izrazu:
Where: g = b0/(2t0)
gdje je: g = b0/(2t0)
- ratio of the chord width or diameter b0 to twice its wall thickness t0,
- koeficijent koji uzima u obzir geometriju pojasnice širine b0 i debljine stijenke t0,
β ≤ - coefficient that takes into account stresses in the chord,
β ≤ - koeficijent koji uzima u obzir naprezanja u pojasnici,
- coefficient that takes into account geometry of connection bars,
- omjer srednje širine elemenata ispune i pojasa,
- stress level in the chord.
- razina naprezanja u pojasnici.
The joint resistance verification based on the partial factor gM5 = 1,0 is satisfactory with the utilization ratio of 79 %.
Dokaz pouzdanosti priključka s preporučenim parcijalnim faktorom gM5 = 1,0 zadovoljava kriterije prema EN 19931-8 i iskorištenost priključka iznosi 79 %.
If the partial factor of gM5 = 1,35, as given in HRN EN 1993-1-8 NA, is used, the joint resistance is not satisfactory with the utilization ratio of 107 %.
Za vrijednost parcijalnog faktora gM5 = 1,35, usvojenog u HRN EN 19931-8/NA, priključak ne zadovoljava kriterije otpornosti norme i dobiveno je prekoračenje od 7 %.
Each reinforcement method increases the cost and can make hollow sections uncompetitive.
U svim slučajevima radi se o neekonomičnim rješenjima koja poskupljuju izvedbu i mogu činiti šuplje profile nekonkurentnima.
8. Seismic performance
6. Umaranje
Therefore, it does not ensure a correct presentation of the product's quality.
Vezni sustavi pridonose razgradnji seizmičke energije tečenjem u vlaku te izvijanjem u tlaku.
Before the product is marked with the CE mark, manufacturers must comply with the conformity assessment procedures according to the CPD (Construction Products Directive).
Ispitivanje i uvjerenje o kvaliteti za toplo dogotovljene profile proizvedene prema EN 10210 i hladno oblikovane profile proizvedene prema EN 10219 isti su, i suštinski se dijele na dvije kategorije.
10. Hot-dip galvanising
Stoga ono
forming, or adverse chemical composition; - Liquid metal, especially with the presence of impurities or
Prije nego što je proizvod obilježen s oznakom CE, proizvođači moraju zadovoljiti postupke ocjene sukladnosti prema CPD (eng.
additives.
Construction Products Directive).
Tests have shown [25, 26] that the high-quality manufactured hollow steel sections produced according to EN 10219 S355 J2H, S420 MH, S500MH, are not sensitive to LME.
To znači da CE oznaka i za toplo dogotovljene i za hladno oblikovane šuplje pravokutne profile treba pokazati sukladnost s EN 1090 [22, 23] kao i s [1-4, 10].
Also, welded assemblies made of high-quality manufactured hollow sections produced according to EN 10219 for the listed qualities can be hot-dip galvanized without the risk of LME [26].
Dakle, svi profili koji su korektno specificirani, proizvedeni i isporučeni s odgovarajućim certifikatom prikladni su za izvedbu svih tipova čeličnih konstrukcija.
11. Conclusion
10. Vruće cinčanje
Regarding the welding possibility, welding can be carried out on the whole cross section for cold-formed sections meeting the criteria given in Clause 14.4 EN 1993-1-8.
Taj problem pripisuje se efektu LME (eng. liquid metal embrittlement) koji je posljedica interakcije triju uvjeta [24].
Građevinar 10/2014
oblikovanja ili zavarivanja,
Boris Androić, Darko Dujmović, Josip Pišković
tečenja i čvrstoće, već postojeće pukotine zbog oblikovanja ili
With regard to resistance, compression members made of cold formed rectangular hollow sections have a lower buckling resistance compared to hot finished sections.
U pogledu mogućnosti njihovog zavarivanja, hladno oblikovani profili koji zadovoljavaju kriterije iz članka 4.14 EN 1993-1-8 smiju se zavarivati po cijelom opsegu poprečnog presjeka.
There are no differences between hot finished and cold formed hollow sections with respect to buckling
Odgovarajuće kvalitete pravoktunih šupljih profila mogu se se vruće cinčati bez opasnosti od LME.
resistance of hollow sections filled with concrete and fire resistance.
Elementi od hladno oblikovanih šupljih profila imaju manju otpornost na izvijanje u odnosu na toplo dogotovljene.
Cold formed hollow sections have better appearance as they have a smooth surface, which is an architectural advantage for structures with visible steel elements.
Ipak, s obzirom na nižu cijenu hladno oblikovanih profila, odabir hladno oblikovanog profila većih dimenzija ili deblje stijenke, konačno može rezultirati manjom cijenom konstrukcije.
Another advantage of cold formed sections concerns a smaller geometric tolerance of cross section.
U proračunu otpornosti na izvijanje u slučaju šupljih profila ispunjenih betonom ili za djelovanje požara, između toplo dogotovljenih i hladno oblikovanih ne postoje razlike.
Therefore, for instance, an automatic welding can be applied for butt welding of cold-formed hollow sections.
Hladno oblikovani profili estetski su prihvatljiviji jer imaju glatku površinu što može biti arhitektonska prednost kod konstrukcija koje trebaju imati vidljivu čeličnu strukturu.
Ali Dehghanbanadaki, B.Sc.
Tehnološko sveučilište u Maleziji
Influence of natural fillers on shear strength of cement treated peat
Utjecaj prirodnih punila na posmičnu čvrstoću treseta ojačanog cementom
Key words: fibrous peat, stabilization, natural fillers, uniaxial compressive strength
Ključne riječi: vlaknasti treset, stabilizacija, prirodna punila, jednoosna tlačna čvrstoća
Utjecaj prirodnih punila na posmičnu čvrstoću treseta ojačanog cementom
Influence of natural fillers on shear strength of cement treated peat
U radu su prikazana istraživanja stabilizacije tresetnog tla cementom i različitim prirodnim punilima.
A study on peat soil stabilization by using cement and different natural fillers is presented in the paper.
U svrhu istraživanja, prirodna punila u različitim su omjerima pomiješana s tresetom ojačanim cementom te su izmjerene tlačne čvrstoće.
In the scope of this study, natural fillers are mixed at various dosages with cement treated peat in order to evaluate the unconfined compressive strength.
Rezultati upućuju na to da mješavina s 300 kg/m3 cementa i 125 kg/m3 dobro granuliranog pijeska u odnosu na masu vlažnog treseta ima najveću jednoosnu tlačnu čvrstoću nakon njege od 90 dana.
The results indicate that the mix design of 300 kg/m3 cement, with 125 kg/m3 of well graded sand by mass of wet peat, gives the highest uniaxial compressive strength at 90 days of curing.
Ostala su punila smanjila čvrstoću stabiliziranog treseta.
Other fillers decrease the strength of stabilized peat.
Ključne riječi: vlaknasti treset, stabilizacija, prirodna punila, jednoosna tlačna čvrstoća
Key words: fibrous peat, stabilization, natural fillers, uniaxial compressive strength
Peat soils are considered to be an extremely soft, wet and unconsolidated deposit.
Tresetno se tlo smatra izuzetno mekom, vlažnom i nekonsolidiranom naslagom.
These soils have been classified into 10 groups (H1-H10) by von Post based on water content, fibre properties, and degree of decomposition [2].
Von Post takva je tla klasificirao u 10 skupina (H1 do H10) prema udjelu vode, svojstvima vlakana i stupnju raspadanja [2].
In the US, the peat is found in 42 states with the total area of 30 million hectares [3].
U SAD-u treset nalazimo u 42 savezne države na ukupnoj površini od 30 milijuna hektara [3].
These soils accumulate if the rate of decay is slower than the addition [4].
Takva se tla akumuliraju ako je brzina raspadanja manja od brzine gomilanja naslaga [4].
The complexity of chemical and physical properties of the peat with stabilizer materials is such that it is not possible to predict for a given site which stabilizer and dosage will yield optimum performance [5].
Kemijska i fizička svojstva treseta sa stabilizirajućim materijalima toliko su složena da je nemoguće predvidjeti udio određenog stabilizatora koji će na nekom terenu dati najbolje rezultate [5].
Besides the difference in water content, the peat also differs notably in its organic content which leads to different reactions with stabilizers [6].
Tresetna se tla bitno razlikuju prema udjelu vode i organskog materijala, što znači da različito reagiraju na stabilizatore [6].