Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov

Nedostatky při provádění ocelových konstrukcí dle požadavků ČSN EN 1090-2+A1

Ing. Stanislav Zrza, Technický a zkušební ústav stavební Ostrava

Recenzovaný

Příspěvek seznamuje projektanty a výrobce stavebních konstrukcí se změnami v navrhování a provádění ocelových a hliníkových konstrukcí v důsledku vydání norem řady ČSN EN 1090. Dále popisuje nový způsob zatřídění konstrukcí do kvalifikačních tříd provedení (EXC1 až EXC4), požadavky na provádění konstrukcí v závislosti na třídě provedení a nejčastější nedostatky při navrhování a provádění ocelových konstrukcí zjištěné za období tří let při posuzování shody dle požadavků ČSN EN 1090-1+A1 a ČSN EN 1090-2+A1.

Úvod

Tento příspěvek seznamuje projektanty a výrobce stavebních konstrukcí se změnami v navrhování a provádění ocelových a hliníkových konstrukcí v důsledku vydání norem řady ČSN EN 1090. Dále popisuje nový způsob zatřiďování konstrukcí do kvalifikačních tříd provedení (EXC1 až EXC4), požadavky na provádění konstrukcí v závislosti na třídě provedení a nejčastější nedostatky při navrhování a provádění ocelových konstrukcí zjištěné za období tří let při posuzování shody dle požadavků ČSN EN 1090-1+A1 a ČSN EN 1090-2+A1.

1. Úvod do problematiky posuzování shody a provádění ocelových a hliníkových konstrukcí

V letech 2008 a 2009 došlo k vydání souboru norem ČSN EN 1090-1, ČSN EN 1090-2 a ČSN EN 1090-3 zabývajících se problematikou posuzování a provádění ocelových a hliníkových konstrukcí.

ČSN EN 1090-1 (v současné době vydaná jako revize EN 1090-1:2009+A1:2011) popisuje způsob posuzování shody ocelových a hliníkových konstrukcí.

ČSN EN 1090-2 (v současné době vydaná jako revize EN 1090-2:2008+A1:2011) stanovuje technické požadavky na provádění ocelových konstrukcí.

ČSN EN 1090-3 (EN 1090-3:2008) stanovuje technické požadavky na provádění hliníkových konstrukcí.

Vydáním norem řady EN 1090 došlo v rámci členských zemí EU sdružených v CEN/CENELEC k sjednocení jednak postupu posuzování shody ocelových a hliníkových konstrukcí a jednak požadavků na jejich provádění.

V lednu 2011 byla evropskou komisí schválená harmonizace EN 1090-1 (vydáno ve věstníku harmonizovaných standardů NANDO), čímž byl potvrzen jednotný postup při posuzování shody v rámci členských zemí EU. Zároveň byl stanoven termín ukončení období tzv. souběžné platnosti, tj. období možnosti posuzování shody jak v národním, tak evropském systému. Termín ukončení souběžné platnosti byl nejdříve stanoven na 1. 7. 2012, počátkem roku 2012 byl, na žádost některých členským zemí, posunut na 1. 7. 2014. Od tohoto data lze posuzování ocelových a hliníkových konstrukcí provádět pouze v evropském systému tj. dle nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011.

2. Způsob stanovení požadavků na provádění ocelových a hliníkových konstrukcí

Normy řady ČSN EN 1090 stanoví s ohledem na normy pro navrhování (ČSN EN 1990, ČSN EN 1991, ČSN EN 1993, ČSN EN 1999...) požadavky na výrobní a technickou dokumentaci a na provádění ocelových a hliníkových konstrukcí v závislosti na jejím klasifikačním zařazení do třídy provedení.

2.1 Třídy provedení konstrukce

ČSN EN 1090-2+A1 (ČSN EN 1090-3) rozděluje ocelové (hliníkové) konstrukce do čtyř tříd provedení EXC1, EXC2, EXC3 a EXC4.

Nejnižší požadavky na provádění jsou vyžadovány u třídy EXC1, nejvyšší požadavky u třídy EXC4.

Požadavky na zajištění jednotlivých činností při provádění ocelových konstrukcí (hliníkových konstrukcí) jsou v závislosti na třídě EXC1 až EXC4 uvedeny v ČSN EN 1090-2+A1, příloha A.3, tabulka A.3 (ČSN EN 1090-3, příloha A.3, tabulka A.3).

Na základě tohoto zjištění lze konstatovat, že pro výrobce konstrukce je nezbytné vědět, do jaké třídy provedení byla konstrukce dle projektové dokumentace zařazena.

2.2 Návod pro stanovení tříd provedení

Návod pro stanovení tříd provedení konstrukce je uveden v ČSN EN 1090-2+A1, příloha B a vychází ze 3 činitelů ovlivňujících celkovou spolehlivost zhotovené konstrukce:

a) výběr třídy následků (CC1 až CC3) vychází z předpokládaných ztrát na lidských životech, ekonomických ztrátách nebo poškození životního prostředí, v důsledku poruchy nebo zřícení konstrukce, nebo její části – viz ČSN EN 1990, příloha B, kap. B.3.1, tab. B1;

Třídy následků	Popis	Příklady pozemních nebo inženýrských staveb
CC3	velké následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo velmi významné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí	stadióny, budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy vysoké (např. koncertní sály)
CC2	střední následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo značné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí	obytné a administrativní budovy a budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy středně závažné (např. kancelářské budovy).
CC1	malé následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo malé/zanedbatelné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí	zemědělské budovy, kam lidé běžně nevstupují (např. budovy pro skladovací účely, skleníky)

b) výběr kategorie použitelnosti (SC1, SC2) vychází z předpokladu budoucího zatěžování konstrukce – viz ČSN EN 1090-2+A1, příloha B, tab. B.1;

Kategorie	Kritéria
SC1	Konstrukce a dílce navržené pouze na kvazistatické zatížení (příklad: pozemní stavby) Konstrukce a dílce s přípoji navržené pro seizmické zatížení v oblastech s nízkou seizmickou aktivitou a v DCL* Konstrukce a dílce navržené na únavové zatížení od jeřábů (třída S0)**
SC2	Konstrukce a dílce navržené na únavu podle EN 1993. (příklady: Silniční a železniční mosty, jeřáby (třídy S1 až S9)*, konstrukce vystavené vibracím vyvolaným větrem, zatížené davem lidí nebo rotačním strojem) Konstrukce a dílce s přípoji navržené na seizmické zatížení v oblastech se střední nebo vysokou seizmickou aktivitou a v DCM a DCH*
* DCL, DCM, DCH: třídy duktility podle EN 1998-1. ** Pro klasifikaci únavového zatížení od jeřábů viz EN 1991-3 a EN 13001-1.

c) výběr výrobní kategorie (PC1, PC2) vychází z pevnostní třídy oceli a způsobu výroby konstrukce – viz ČSN EN 1090-2+A1, příloha B, tab. B.2);

Kategorie	Kritéria
PC1	Nesvařované dílce vyrobené z výrobků jakékoliv pevnostní třídy oceli Svařované dílce vyrobené z výrobků z oceli nižší pevnostní třídy než S355
PC2	Svařované dílce vyrobené z výrobků z oceli S355 a vyšší pevnostní třídy Základní dílce pro celistvost konstrukce, které se svařují na staveništi Dílce tvářené za tepla nebo tepelně zpracované během výroby Dílce příhradových nosníků z kruhových dutých průřezů CHS vyžadující tvarově řezané konce

Konečné stanovení třídy provedení vychází z doporučené matice pro výběr třídy provedení – viz ČSN EN 1090-2+A1, příloha B, tabulka B.3.

Třídy následků		CC1		CC2		CC3
Kategorie použitelnosti		SC1	SC2	SC1	SC2	SC1	SC2
Výrobní kategorie	PC1	EXC1	EXC2	EXC2	EXC3	EXC3 ^a	EXC3 ^a
Výrobní kategorie	PC2	EXC2	EXC2	EXC2	EXC3	EXC3 ^a	EXC4
^a EXC4 se má použít na zvláštní konstrukce nebo konstrukce s extrémními následky při porušení, jak požadují národní ustanovení.

3. Hlavní úkoly výrobců ocelových a hliníkových konstrukcí vyplývající z požadavků ČSN EN řady 1090

3.1 Zdokumentovat, zavést a udržovat systém řízení výroby dle požadavků ČSN EN 1090-1+A1, kap. 6.3

3.2 V případě využívání procesu svařování při výrobě konstrukcí, zavést a udržovat systém odpovídající požadavkům ČSN EN ISO 3834 při tavném svařování resp. ČSN EN ISO 14554 při odporovém svařování

3.3 Zajistit požadovanou kvalifikaci personálu v souladu s evropskými normami

kvalifikace svářečů musí být v souladu s požadavky ČSN EN 287-1, ČSN EN ISO 9606-1, ČSN EN ISO 9606-2 a svářečských operátorů s požadavky ČSN EN ISO 14732 (dříve ČSN EN 1418)
kvalifikace a úroveň znalosti pracovníka svářečského dozoru musí odpovídat stupni B (základní), S (standardní), nebo C (vyšší) dle požadavků ČSN EN ISO 14731
personál pro nedestruktivní kontrolu svarů musí svou kvalifikací odpovídat požadavkům ČSN EN ISO 9712

3.4 Zajistit aby svařování bylo prováděno na podkladě kvalifikovaných postupů (WPQR) za použití specifikace postupu svařování (WPS) a při svařování vycházet z doporučení uvedených v ČSN EN 1011-1, ČSN EN 1011-2, ČSN EN 1011-3

3.5 Zajistit aby jednotlivé činnosti uplatňující se při provádění ocelových (hliníkových) konstrukcí byly prováděny v souladu s požadavky ČSN EN 1090-2+A1 (ČSN EN 1090-3)

Obtížný úkol pro výrobce v ČR: přejít v poměrně krátké době ze systému opírajícího se o národní předpisy a normy (např. ČSN 73 2601, ČSN 05 0705, ČSN 05 0211, norem řady ČSN 05 06..., aj.) na systém splňující požadavky norem evropských.

4. Nejčastější nedostatky při provádění OK dle ČSN EN 1090-2+A1

Při výčtu nejčastěji se opakujících nedostatků při provádění ocelových konstrukcí jsou tyto seřazeny od počátku výroby tj. od zpracování technické dokumentace, až po vystavení prohlášení o vlastnostech na výrobek.

4.1 Technická dokumentace:

zcela chybí zatřídění konstrukce do třídy provádění (EXC1 až EXC4)
zatřídění konstrukce je provedeno dle zrušené ČSN 73 2601
zatřídění konstrukce neodpovídá provedenému statickému posouzení (jiná třída konstrukce uvedení např. v technické zprávě, ve statickém posudku a jiná v projektové dokumentaci)
požadavky na použité základní materiály nejsou v souladu s evropskými normami a odvolávají se např. na národní značky oceli (např. ocel 11 373, ocel St 37.2, aj.)
požadavky na tvarovou a rozměrovou přesnost neodpovídají ČSN 1090-2
požadavky na kvalitu svarových spojů nekorespondují se zatříděním konstrukce

4.2 Základní výrobky:

při výrobě konstrukce nejsou použity materiály odpovídající evropským normám (základní materiály např. dle ČSN EN 10025-1, ČSN EN 10088-1, ČSN EN 10210, ČSN EN 10219..., spojovací prostředky dle ČSN EN 15048-1, ČSN EN 14399-1..., svařovací materiály dle ČSN EN 13479)
skladování přídavných materiálů je nevyhovující (monitorování teploty a vlhkosti, záznamy o sušení elektrod)
nedostatečná identifikace základního materiálu (zejména nevyužitých zbytků materiálu tam, kde je skladováno několik jakostních tříd ocelí)
chybí záznamy o kvalitě požívaných základních a přídavných materiálů (dokumenty kontroly dle ČSN EN 10204, prohlášení o vlastnostech...)

4.3 Příprava výroby:

není ověřena způsobilost procesu tepelného dělení – měření kolmosti řezané hrany a úhlové tolerance, tvrdost volné hrany HV 10)
není ověřena způsobilost procesu děrování – měření rozměrů děr ve shodě s toleranční třídou, deformace v okolí děr (pro třídu EXC1 a EXC2)
při procesu rovnání plamenem chybí dokumentovaný postup (pro třídu EXC3 a EXC4)

4.4 Svařování:

při používání procesu svařování není v organizaci zaveden systém ve shodě s požadavky ČSN EN ISO 3834
výrobcem požadovaná metoda svařování není kvalifikována na podkladě WPQR, nebo metoda kvalifikace neodpovídá požadované třídě provádění
chybí kvalifikační postup svařování pro některé typy svarů (koutové svary, stehové svary..)
na certifikátech svářečů chybí záznamy svářečského dozoru potvrzující jejich svářečskou praxi (vždy v intervalu 6 měsíců)
organizace nedisponuje vlastními pracovníky pro kontrolu a zkoušení se způsobilostí dle ČSN EN ISO 9712 (minimálně VT)
pro jednotlivé třídy provádění konstrukcí nejsou dodržována omezení svářečského dozoru s kvalifikací IWT/EWT (viz ČSN EN 1090-2+A1, tab. 14 a 15)
v technologickém postupu svařování uvedená požadovaná úroveň kvality svarů (D, C, B, B+) nekoresponduje s třídou konstrukce
opravy svarů nejsou prováděny na základě dokumentovaného postupu oprav s využitím WPQR

4.5 Montážní práce:

není zpracován technologický předpis montáže (rozsah v ČSN EN 1090-2+A1, kap. 9.3.1 a 9.3.2
není zpracován dokumentovaný postup oprav příp. vyrovnání konstrukce na staveništi

4.6 Kontrola a zkoušení:

není zpracován kontrolní zkušební plán pro provádění OK v rozsahu požadavků uvedených v ČSN EN 1090-1+A1, kap. 6.3.7 a tab. 2 (uvádí rozsah sledovaných charakteristik, metodu posouzení, četnost provádění kontrol a kriterium shody)
není k dispozici záznamová dokumentace prokazující provedení rozměrových kontrol základních výrobních tolerancí, základních montážních tolerancí a funkčních tolerancí (předepsáno v ČSN EN 1090-2+A1, příloha D)

4.7 Zkušební a měřící zařízení:

nejsou k dispozici metrologicky ověřená délková a úhlová měřidla požadovaného rozsahu
chybí měřidla pro kontrolu procesu svařování – teploměry, svarové měrky, vybavení pro VT aj.

4.8 Dokumentace konstrukce:

na konstrukci (dílec) není výrobcem vystaveno prohlášení o vlastnostech a znakCE

Literatura

[1] ČSN EN 1090-1+A1 „Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí. – Část 1: Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců“
[2] ČSN EN 1090-2+A1 „Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce“
[3] ČSN EN 1090-3 „Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 3: Technické požadavky na hliníkové konstrukce“
[4] ČSN EN ISO 3834-2 „Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů. – Část 2: Vyšší požadavky na jakost“
[5] ČSN EN ISO 14554 „Požadavky na jakost při svařování – Odporové svařování kovových materiálů – Část 1: Vyšší požadavky na jakost“
[6] ČSN EN 287-1 „Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 1: Oceli“
[7] ČSN EN ISO 9606-1 „Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 1: Oceli“
[8] ČSN EN ISO 9606-2 „Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 2: Hliník a jeho slitiny“
[9] ČSN EN ISO 14732 „Svářečský personál – Zkoušky svářečských operátorů a seřizovačů pro mechanizované a automatizované svařování kovových materiálů“
[10] ČSN EN ISO 14731 „Svářečský dozor – Úkoly a odpovědnosti“
[11] ČSN EN ISO 9712 „Nedestruktivní zkoušení – Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT – Všeobecné zásady“
[12] ČSN EN 1011-1 „Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiál – Část 1: Všeobecná směrnice pro obloukové svařování“
[13] ČSN EN 1011-2 „Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 2: Obloukové svařování feritických ocelí“
[14] ČSN EN 1011-3 „Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 3: Obloukové svařování korozivzdorných ocelí“
[15] ČSN EN 10025-1 „Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí – Část 1: Všeobecné technické dodací podmínky“
[16] ČSN EN 10088-1 „Korozivzdorné oceli – Část 1: Přehled korozivzdorných ocelí“
[17] ČSN EN 10210-1 „Duté profily tvářené za tepla z nelegovaných a jemnozrnných konstrukčních ocelí – Část 1: Technické dodací podmínky“
[18] ČSN EN 10219-1 „Svařované duté profily z konstrukčních nelegovaných a jemnozrnných ocelí, tvářené za studena – Část 1: Technické dodací podmínky“
[19] ČSN EN 15048-1 „Sestavy spojovacích součástí pro nepředpjaté šroubové spoje – Část 1: Všeobecné požadavky“
[20] ČSN EN 14399-1 „Sestavy vysokopevnostních konstrukčních šroubových spojů pro předpínání – Část 1: Všeobecné požadavky“
[21] ČSN EN 13479:2005 „Svařovací materiály – Všeobecná výrobková norma pro přídavné kovy a tavidla pro tavné svařování kovových materiálů“
[22] ČSN EN 10204:2005 „Kovové výrobky. Druhy dokumentů kontroly“
[23] ČSN EN ISO 9712 „Nedestruktivní zkoušení – Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT – Všeobecné zásady“

English Synopsis

The paper sumarizes changes in design and execution of steel and aluminium structural constructions with respect to standards EN 1090. New classification of structural constructions (EXC1–EXC4). Most frequent mistakes in design and execution of steel structural constructions with regard to EN 1090-1+A1 and EN 1090-2+A1 are shown.