Högre stålkvalitet ger högre utnyttjande! Hur är det möjligt?

Den frågan har dykt upp på supporten vid några tillfällen och beror normalt på följande:

I exemplet är pelaren belastad av axialkraft och moment. Stålkvalitet är S355. Pelaren är stagad med hänsyn till instabilitet ut ur planet.

I det här fallet hamnar tvärsnittsklassen för flänsen i klass 2 och för livet i klass 1. För klass 1 och 2 får det plastiska böjmotståndet användas enligt EC3 6.3.2.1 (3). Med hänsyn till böjknäckning i planet blir utnyttjandet 0.96!

Om stålkvalitén ändras till S420 händer följande:

I det här fallet hamnar tvärsnittsklassen för flänsen i klass 3 och för livet i klass 1. Hela tvärsnittet klassas då i klass 3 enligt EC3 5.5.2 (6). För klass 3 måste det elastiska böjmotståndet användas vilket gör att momentkapaciteten minskar motsvarande. Axialkraftskapaciteten ökas förstås med hänsyn till ett högre f_yk värde men beroende på hur stor del av kapaciteten som upptas av axialkraft respektive av moment så kan man som i det här fallet råka ut för att utnyttjandet ökar. Med hänsyn till böjknäckning i planet blir utnyttjandet nu 1.02!

Vid beräkning av tvärsnittsklassen ingår variabeln e. Den beräknas som e = (235/f_y)^0.5 enligt EC3 table 5.2. e blir alltså lägre för högre f_y värden vilket kan ge en högre tvärsnittsklass som i det här fallet. 

Om ett sådant resultat som framstår som ologiskt uppkommer så beror det troligen på detta och normen är inte alltid logisk.