UPN a UPE profily: v čem se liší a které rozměry v řadě existují
UPN a UPE jsou dvě řady ocelových ceovníků, které se liší tvarem příruby. UPN má vnitřní plochy přírub skloněné, UPE rovnoběžné. Rozměry obou vede ČSN EN 10365, tolerance ČSN EN 10279. Rozdíl rozhoduje o tom, zda spoj potřebuje klínové podložky. Níže najdete rozměrové řady, vysvětlení, proč se hmotnosti v katalozích rozcházejí, a to, které velikosti v řadě vůbec neexistují.
Co znamenají označení UPN a UPE
Písmeno U popisuje tvar průřezu, tedy otevřený profil se stojinou a dvěma přírubami. Druhé písmeno určuje geometrii příruby: N pochází z normálního provedení se skloněnými vnitřními plochami, E z provedení s rovnoběžnými plochami. Česky se oběma říká ceovník nebo U profil, v poptávkách se objevují všechny tři názvy vedle sebe. Vedle nich se objeví i slovo traverza, které ale nejčastěji míří na profil I, jak ukazuje Traverza: jaké profily se pod ní skrývají.
Číslo za označením udává jmenovitou výšku průřezu v milimetrech. UPN 160 je tedy ceovník se skloněnými přírubami vysoký 160 mm, UPE 160 stejně vysoký profil s přírubami rovnoběžnými. Šířka příruby ani tloušťka stojiny se u obou řad při stejné výšce neshodují, takže záměna není jen kosmetická.
Rozdíl je ve sklonu vnitřních ploch přírub
Sklon se týká vnitřních ploch přírub, ne stojiny. Stojina má u obou řad po celé výšce stálou tloušťku. U řady UPN se příruba směrem k volnému okraji ztenčuje, u řady UPE má po celé šířce tloušťku stejnou.
Hodnotu sklonu vede norma DIN 1026-1, ze které řada UPN vychází: 8 % u profilů do výšky 300 mm a 5 % u profilů vyšších. Rozdělení podle výšky se v katalozích často zkracuje na „přibližně 8 %“, což u profilů UPN 320 a vyšších neplatí.
| Vlastnost | UPN | UPE |
|---|---|---|
| Vnitřní plochy přírub | Skloněné, 8 % do h 300 mm, výše 5 % | Rovnoběžné |
| Tloušťka příruby | Klesá k volnému okraji | Po celé šířce stejná |
| Podložka pod šroub | Klínová DIN 434 (8 %, do h 300 mm) | Plochá |
| Výchozí norma řady | DIN 1026-1 | DIN 1026-2 |
| Rozměrový rozsah | UPN 50 až UPN 400 | UPE 80 až UPE 400 |
Řada UPN sahá níž: v ČSN EN 10365 začíná na výšce 50 mm a obsahuje i velikost 65 mm. Řada UPE začíná až na 80 mm. Pokud tedy hledáte ceovník nižší než 80 mm, přichází v úvahu UPN 50, UPN 65 nebo profil z řad U a CH, které norma vede vedle UPN. Ještě menší profily, tedy výšky kolem 30 mm, najdete až ve starší DIN 1026-1, kde se značí U 30, nikoli UPN 30.
Které normy U profil doopravdy nese
Rozměry a hmotnosti obou řad vede ČSN EN 10365. Tato norma pokrývá vedle ceovníků UPE, UPN, PFC, U a CH také profily I a H, ale úhelníky a T profily v ní nejsou vůbec. Tolerance ceovníků řeší samostatná norma ČSN EN 10279, a to pro UPN i UPE společně: ČSN EN 10365 posílá ve svém článku 6 ke stejné normě všechny ceovníky bez ohledu na tvar příruby.
Nejčastější záměna v katalozích je odkaz na ČSN EN 10034 u ceovníků. Tato norma platí pro nosníky I a H s rovnoběžnými přírubami, tedy pro IPE a řadu HE, a na U profily se nevztahuje. Co tím pádem platí pro řadu IPE, shrnuje Nosníky IPE: rozměry, hmotnosti a rozdíl proti řadě IPN. Rozdíly uvnitř široké řady popisuje přehled Nosníky HEB a HEA.
Dvě věci v ČSN EN 10365 nehledejte. Charakteristiky průřezu, tedy momenty setrvačnosti a průřezové moduly, tabulka normy neobsahuje: statik je přebírá z podkladů výrobce nebo ze starších tabulek. Poloměry zaoblení v koutech a na hranách přírub norma podle svého článku 5 rovněž nestanovuje, protože se liší podle výrobce. Údaje r₁ a r₂ v katalogu jsou tedy data výrobce.
Které velikosti v řadě existují a které ne
Rozměrová řada není spojitá a každá ze dvou řad se odstupňovává jinak. UPN postupuje po dvaceti milimetrech od 100 do 320 mm, výše následují jen hodnoty 350, 380 a 400. UPE jde po dvaceti milimetrech pouze do 240 mm a dál pokračuje hodnotami 270, 300, 330, 360 a 400, tedy stejnými výškami, jaké má řada IPE.
Označení jako UPN 110, UPN 130 nebo UPN 150 proto v tabulce nenajdete, stejně jako neexistuje UPE 260, UPE 280 ani UPE 350. Pod výškou 80 mm nenajdete žádné UPE, takže ani UPE 60.
Praktický důsledek je jednoduchý. Pokud máte ve výkresu výšku, která do řady nepatří, jde buď o překlep, nebo o profil z jiné soustavy. Výšku 150 mm například vede ČSN EN 10365 jako válcovaný ceovník PFC 150 × 75 × 18 a PFC 150 × 90 × 24, tedy v britských řadách, které se na českém trhu skladem nedrží. Zbývá ceovník tvářený za studena, svařovaný profil nebo rozměr uvedený v jiné jednotce. Před poptávkou to má smysl ověřit, protože nákup „nejbližší vyšší velikosti“ mění hmotnost i únosnost celého prvku.
| Hledaný rozměr | Co s ním |
|---|---|
| UPN 110, UPN 130, UPN 150 | V řadě nejsou, nejbližší jsou 100 a 120, respektive 120 a 140, respektive 140 a 160. Výšku 150 mm vede norma jen v britské řadě PFC |
| UPE 60 | Řada UPE začíná na 80, nižší ceovník je jen v řadách UPN, U nebo CH |
| UPE 350 | V řadě UPE není, sousední velikosti jsou 330 a 360. Hodnotu 350 vede řada UPN |
| UPN 500, UPE 500 | Obě řady končí na 400. Vyšší válcovaný ceovník vede norma už jen v britských řadách PFC a CH, jinak jde o nosník I, IPE nebo HE |
Válcovaný ceovník a profil tvářený za studena nejsou totéž
Část rozměrů, které v řadě UPN chybějí, existuje v jiné skupině výrobků. C profily tvářené za studena se ohýbají z pásu, ne válcují za tepla, a jejich výšky proto netvoří pevnou řadu: běžně se dodávají ve výškách 50 až 300 mm při tloušťce stěny 1,5 až 4 mm. Výška 130 mm tedy jako C profil tvářený za studena existovat může, jako UPN nikoli.
Rozdíl není jen v technologii výroby. Tenkostěnné za studena tvářené prvky se posuzují podle ČSN EN 1993-1-3, tedy podle samostatné části Eurokódu 3, zatímco válcovaný ceovník spadá pod obecnou část ČSN EN 1993-1-1. Rozměrové tolerance samotných za studena tvářených profilů navíc řeší vlastní norma, ČSN EN 10162, ne výrobková norma pro profily válcované za tepla.
Pro poptávku z toho plyne jediné pravidlo: k výšce vždy uveďte, zda jde o profil válcovaný, nebo tvářený za studena. Při stejné výšce jde o dva různé výrobky s jinou tloušťkou stěny, jinou hmotností a jiným způsobem statického posouzení.
Rozměry řad UPN a UPE při stejné výšce
Při stejné jmenovité výšce má UPE u většiny velikostí širší přírubu a vždy tenčí stojinu než UPN. Následující přehled porovnává čtyři nejčastěji poptávané výšky a odpovídá tabulce ČSN EN 10365. U výšky 300 mm je příruba u obou řad shodně 100 mm široká a rozdíl zůstává jen ve stojině.
| Výška h | UPN: šířka příruby b | UPN: stojina s | UPE: šířka příruby b | UPE: stojina s |
|---|---|---|---|---|
| 160 mm | 65 mm | 7,5 mm | 70 mm | 5,5 mm |
| 200 mm | 75 mm | 8,5 mm | 80 mm | 6,0 mm |
| 240 mm | 85 mm | 9,5 mm | 90 mm | 7,0 mm |
| 300 mm | 100 mm | 10,0 mm | 100 mm | 9,5 mm |
Tenčí stojina neznamená horší profil, znamená jiné rozdělení materiálu. UPE má širší, ale tenčí přírubu s konstantní tloušťkou, a při stejné výšce je proto lehčí než UPN: u výšek 160 až 240 mm zhruba o desetinu hmotnosti na metr, u výšky 300 mm asi o 4 %. V ohybu kolem svislé osy je UPE únosnější, v ohybu kolem vodorovné osy naopak o něco slabší. Který z nich pro daný prvek vyhoví, rozhodne až výpočet, ne tabulka rozměrů.
Proč se hmotnosti U profilů v katalozích liší
Hmotnosti v ČSN EN 10365 nejsou měřené hodnoty. Norma je podle svého článku 5 dopočítala z plochy průřezu při hustotě 7850 kg/m³. To znamená, že si každou hodnotu můžete přepočítat: plocha průřezu v cm² krát 0,785 dává hmotnost v kilogramech na metr. Přepočet je ale vodítko, ne důkaz. Norma zaokrouhluje plochu i hmotnost samostatně, takže u UPN 120, UPN 350, UPE 140 a UPE 400 se výsledek od tabulky liší o 0,1 kg/m, aniž by šlo o chybu.
Právě tady vznikají rozdíly mezi katalogy. Řada tabulek v oběhu počítá hmotnost ze staršího, výše zaokrouhleného pole průřezu z vyřazených norem, zatímco rozměry uvádí podle platné. Výsledkem je rozdíl kolem desetiny kilogramu na metr u stejného profilu a karta, která si sama odporuje. U dvaceti tun materiálu je to rozdíl řádu desítek kilogramů v teoretické hmotnosti dodávky. Druhým a hrubším zdrojem rozdílu je chyba v samotném rozměru: pokud tabulka uvede u profilu tenčí stojinu, než jakou má podle normy, hmotnost se posune o celé kilogramy na metr, ne o desetiny.
Pravidlo pro přejímku je proto jednoduché. Rozdíl poznáte podle plochy průřezu, ne podle hmotnosti. Pokud karta dodavatele uvádí jinou plochu než norma, počítá ze starší tabulky. Pokud je plocha shodná a liší se jen hmotnost o desetinu kilogramu, jde nejčastěji o zaokrouhlení. Fakturační hmotnost je věc dodacího listu, ne katalogu.
Šroubovaný spoj: klínové podložky u UPN
Skloněná vnitřní plocha příruby znamená, že hlava šroubu ani matice nedosednou na rovinu. Pro ceovníky řady UPN se proto používají klínové podložky DIN 434 se sklonem 8 %, které odpovídají profilům do výšky 300 mm. U UPN 320 a vyšších je sklon příruby 5 % a dosednutí je potřeba ověřit s dodavatelem spojovacího materiálu. Pro nosníky řady I platí jiná podložka, DIN 435 se sklonem 14 %, a zaměnit je nelze.
U řady UPE tento krok odpadá. Rovnoběžná příruba dosedne na plochou podložku, otvor je kolmý ke střednici příruby a montáž je o jednu položku jednodušší. To je hlavní důvod, proč nové projekty se šroubovanými přípoji sahají po UPE, i když by UPN staticky vyhověl.
Otevřený nesymetrický průřez: na co pamatovat
Ceovník je otevřený profil symetrický jen k jedné ose. Střed smyku u něj neleží ve stojině ani v těžišti, ale mimo průřez. Zatížení, které tímto bodem neprochází, proto vedle ohybu vyvolá i kroucení, a to i tehdy, když působí svisle.
Samostatnou otázkou je klopení, tedy ztráta příčné a torzní stability ohýbaného nosníku, kterou Eurokód ČSN EN 1993-1-1 ed. 2 řeší v kapitole 6.3 a novější vydání ed. 3 z roku 2024 v kapitole 8.3. U vaznic a paždíků zajištěných střešním pláštěm se posouzení zjednodušuje, u volně uloženého průvlaku bývá naopak rozhodující. Tato informace nenahrazuje statické posouzení.
Kdy volit UPE a kdy UPN
| Situace | Řada | Proč |
|---|---|---|
| Šroubovaný přípoj přes přírubu | UPE | Rovná dosedací plocha, bez klínových podložek |
| Svařovaná konstrukce | UPN nebo UPE | Tvar příruby o svaru nerozhoduje |
| Oprava podle starší dokumentace | UPN | Starší projekty a detaily DIN pracují s touto řadou |
| Ceovník nižší než 80 mm | UPN | Řada UPE níž nesahá |
| Vaznice a paždíky s montáží na šrouby | UPE | Jednodušší montáž, rovnoběžná příruba |
Volba jakosti oceli je na této volbě nezávislá. Obě řady se dodávají v jakostech podle ČSN EN 10025-2 a rozdíly mezi nimi rozebírá průvodce Konstrukční ocel S235 vs S275 vs S355. Rozměrová řada a jakost jsou dva samostatné údaje a v objednávce musí být oba.
Co ULAMEX dodává
Ze skladu vedeme válcované U profily UPN a UPE v obou řadách, UPN ve výškách 50 až 400 mm a UPE ve výškách 80 až 330 mm. Ostatní profily najdete v kategorii profily a nosníky.
| Parametr | Specifikace |
|---|---|
| Řady | UPN 50 až 400, UPE 80 až 330 |
| Jakosti | S235JR, S275JR, S355JR podle ČSN EN 10025-2 |
| Skladové délky | 6 a 12 m |
| Řezání na míru | Tolerance ±2 mm |
| Dokumentace | Atest 3.1 podle ČSN EN 10204 na vyžádání |
Celý sortiment černé oceli v jednotlivých formách shrnuje Hutní materiál z černé oceli. Vlastní výroba ocelových konstrukcí je certifikovaná podle ČSN EN 1090-1 EXC2 a ČSN EN ISO 3834-2, doklady shrnují Certifikáty kvality: EN 1090 a ISO 3834.
Co uvést v poptávce
Aby nabídka odešla obratem, potřebujeme šest údajů: řadu a výšku profilu (například UPN 160 nebo UPE 200), jakost oceli, délku nebo počet kusů, požadavek na řezání, požadavek na inspekční dokument a místo dodání. U jakosti JR připojte požadavek na zkoušku rázem v ohybu, protože podle ČSN EN 10025-2 se u této jakosti ověřuje jen tehdy, když ji v objednávce uvedete. Vychází-li poptávka ze starší dokumentace, kde je jakost zapsaná starým číslem materiálu, přiřadí ji k označení podle EN Převodní tabulka ocelí: ČSN, EN, AISI a DIN.
ULAMEX je velkoobchod s hutním materiálem, v oboru od roku 1988, tedy 38 let. Dodání do ČR trvá typicky 2 až 5 pracovních dnů. Atest 3.1 podle ČSN EN 10204 vystavuje hutní výrobce materiálu a dodáváme jej na vyžádání, co přesně v dokumentu hledat, rozebírá Atest 3.1 dle EN 10204.
Nevíte-li, zda Vašemu spoji vyhoví UPN, nebo je vhodnější UPE, pošlete popis přípoje přes kontaktní formulář ULAMEX a doporučíme řadu i jakost k dané sestavě.
Často kladené dotazy
Jaký je rozdíl mezi UPN a UPE?
Liší se tvarem příruby. UPN má vnitřní plochy přírub skloněné, takže příruba se směrem k volnému okraji ztenčuje. UPE je má rovnoběžné a tloušťka příruby je po celé šířce stejná. Praktický dopad je při šroubování: UPN vyžaduje klínové podložky, UPE dosedne na plochou podložku. Liší se i rozměrový rozsah, protože řada UPN začíná v ČSN EN 10365 na výšce 50 mm, kdežto UPE až na 80 mm.
Co znamená označení UPE?
Písmeno U popisuje tvar průřezu, tedy otevřený profil se stojinou a dvěma přírubami. Písmeno E označuje provedení s rovnoběžnými vnitřními plochami přírub, na rozdíl od normálního provedení UPN se skloněnými plochami. Číslo za označením je jmenovitá výška průřezu v milimetrech, UPE 200 je tedy profil vysoký 200 mm. Rozměry obou provedení vede ČSN EN 10365, tolerance ČSN EN 10279.
Existuje profil UPN 110, 130 nebo 150?
Ne. Rozměrová řada UPN postupuje od 100 mm po dvaceti milimetrech až na 320, výše následují jen hodnoty 350, 380 a 400. Obsahuje tedy 100, 120, 140 a 160, ale nikoli hodnoty mezi nimi. Pokud takový rozměr máte ve výkresu, jde nejčastěji o překlep nebo o profil z jiné soustavy. C profily tvářené za studena se dodávají ve výškách 50 až 300 mm, takže výška 130 mm v nich existovat může. Výšku 150 mm vede norma i jako válcovaný ceovník PFC.
Která norma určuje rozměry U profilů?
Rozměry a hmotnosti vede ČSN EN 10365, a to pro UPN i UPE. Tolerance řeší samostatná norma ČSN EN 10279, ke které ČSN EN 10365 posílá všechny ceovníky bez ohledu na tvar příruby. Odkaz na ČSN EN 10034, který se u ceovníků občas objevuje, je nepřesný: tato norma platí pro nosníky I a H s rovnoběžnými přírubami. Charakteristiky průřezu ČSN EN 10365 neuvádí vůbec.
Proč se hmotnosti stejného profilu v katalozích liší?
Hmotnosti v ČSN EN 10365 jsou dopočítané z plochy průřezu při hustotě 7850 kg/m³. Část tabulek v oběhu ale počítá ze staršího, výše zaokrouhleného pole průřezu z vyřazených norem, přestože rozměry uvádí podle platné. Vzniká tak rozdíl kolem desetiny kilogramu na metr u téhož profilu. Přepočet plochy průřezu v cm² krát 0,785 je vodítko, ne důkaz: norma zaokrouhluje plochu i hmotnost samostatně, takže u několika profilů se výsledek liší i bez chyby.
Jaké podložky potřebuji pro šroubový spoj přes přírubu UPN?
Klínové podložky DIN 434 se sklonem 8 %, které vyrovnají skloněnou vnitřní plochu příruby. Podložka DIN 435 se sklonem 14 % patří k nosníkům řady I a pro ceovník se nehodí. U řady UPE s rovnoběžnou přírubou stačí plochá podložka. U profilů UPN 320 a vyšších je sklon příruby 5 %, což je při volbě podložky potřeba ověřit.
Kdy je lepší UPE než UPN?
Tam, kde se profil šroubuje přes přírubu, tedy u vaznic, paždíků a montovaných ztužidel. Rovná dosedací plocha ušetří klínové podložky a zjednoduší montáž. UPN naopak vede u svařovaných konstrukcí, kde tvar příruby o svaru nerozhoduje, u oprav podle starší dokumentace a všude, kde je potřeba ceovník nižší než 80 mm. Únosnost konkrétního prvku rozhodne výpočet, ne řada.
Dodáváte U profily s atestem 3.1?
Ano, na vyžádání. Inspekční certifikát 3.1 podle ČSN EN 10204 vystavuje hutní výrobce materiálu a obsahuje číslo tavby, chemické složení a mechanické hodnoty. Uveďte požadavek na atest už v poptávce, protože se váže ke konkrétní tavbě dodaného materiálu. Obsah dokumentu neurčuje ČSN EN 10204, ale výrobková norma, u konstrukčních ocelí tedy ČSN EN 10025-2.