Szilárdságtani és Dr. Visnovitz György...2012. március 22. szakmérnök előadás Dr. Visnovitz...

2012. március 22. szakmérnök előadás

Dr. Visnovitz GyörgyBME Építészmérnöki Kar

Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

Rekonstrukciós szakmérnökképzés

2012. március 22.

TARTÓSZERKEZETI EUROCODE-OK

A tervezés alapelveiTerhek és hatások 1.

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki Képzés


TERHEK ÉS HATÁSOK A TARTÓSZERKEZETI EUROCODE-OK

RENDSZERÉBENMSZ EN 1990 Eurocode 0 : A tartószerkezetek tervezésének alapjai.MSZ EN 1991 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások

MSZ EN 1992-1999 további terhek és hatások, például

MSZ EN 1992 Betonszerkezetek tervezése:zsugorodás, pillérek geometriai pontatlansága, előfeszítés

MSZ EN 1993 Acélszerkezetek tervezése:helyettesítő imperfekciók (globális, lokális, geometriai)

MSZ EN 1997 Geotechnikai tervezés:geotechnikai terhek

MSZ EN 1998 Tartószerkezetek földrengésállóságának tervezési előírásai:földrengési terhek

Nemzeti Függelékek (NA, NB) nemzeti adatai, kiegészítései, módosításaiBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




EUROCODE 0

A TARTÓSZERKEZETEK TERVEZÉSÉNEK ALAPJAI

MSZ EN 1990:2011

(MSZ EN 1990:2005)(korábban MSZ 15020-86 Építmények teherhordó

szerkezetei erőtani tervezésének általános előírásai) BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék




MSZ EurocodeHatárállapotok módszere

Teherbírási határállapotHasználati határállapot

Teherbírási határállapotHasználhatósági határállapot

Osztott biztonság elvebiztonsági tényezők: γ partial factor: γ

parciális tényező, biztonsági tényező, parciális biztonsági tényező ?)

Igénybevétel-összehasonlításYM ≤ YH Ed ≤ Rd

ALAPELVEK ÖSSZEHASONLÍTÁSAEC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI





Ed ≤ Rd

Hatáskövetkezmény(MEd, VEd stb.)

Az ellenállás tervezési

értékeMRd, VRd stb.)MSz: külső terhekből és hatásokból

származó belső igénybevételek

Teherbírási határállapotban:

MSZ: határigénybevétel





Ed ≤ Rd

Hatáskövetkezmény(MEd, VEd stb.)

Az ellenállás tervezési

értékeMRd, VRd stb.)MSz: külső terhekből és hatásokból

származó belső igénybevételek

Teherbírási határállapotban:

MSZ: határigénybevétel

Ed ≤ CdHasználhatósági határállapotban:

Hatáskövetkezmény(lehajlás, feszültség, repedés)

A követelmény tervezési értéke

(használhatósági követelmény)

pl. l/250





EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI

VIZSGÁLATOT IGÉNYLŐ ÁLLAPOTOK(Ellenőrzések)

Teherbírási határállapotban:Helyzeti állékonyság

elvesztése (EQU)• Szilárdsági és/vagy alaki

stabilitási tönkremenetel(STR)• Fáradás vagy más, időben

lejátszódó tönkremenetel (FAT)• Altalaj törése/túlzott alak-

változása (GEO)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék





VIZSGÁLATOT IGÉNYLŐ ÁLLAPOTOK(Ellenőrzések)

Teherbírási határállapotban:Helyzeti állékonyság

elvesztése (EQU)• Szilárdsági és/vagy alaki

stabilitási tönkremenetel(STR)• Fáradás vagy más, időben

lejátszódó tönkremenetel (FAT)• Altalaj törése/túlzott alak-

változása (GEO)

Használhatósági határállapotban:

• Alakváltozások,elmozdulások

• Rezgések, lengések• Repedések• A külső megjelenést be-

folyásoló egyéb károsodások• Feszültségek (ritkán)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék





A HATÁRÁLLAPOT SZERINTI VIZSGÁLAT ÉRTELMEZÉSE

Ed RdBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék





KOCKÁZATI ALAPSZINTEK

Tönkremenetel bekövetkezése 10-4 - 10-5

Használhatósági határ túllépése 10-2 – 10-3

Kérdések: Miért ennyi ?Hogyan érhető ez el ?Mikor, milyen feltételek esetére vonatkozik?






Lehetséges káresemények és kár/érték aránykülönböző teherszinteken






Kármán TamásBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék




KOCKÁZATI SZINTEK TELJESÍTÉSEMEGBÍZHATÓSÁG

TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOTBANTervezési eszközök:

- Parciális biztonsági tényezők terheknél, anyagoknál,méreteknél (ritkán)

- Terhek,hatások szintje (teherszint tényezők)- Élettartam, tartósság figyelembevétele- Szerkesztési szabályok szigorúsága

valamint:- mechanikai modell pontossága, közelítő módszerek- minőségbiztosítás, megbízhatóság- túlméretezés – ott, ahol költséghatékony





CC: Consequences Class, RC: Reliability Class; DSL: Design Supervision Level; IL: Inspection Level.

Megbízhatósági szintek

Kárh

ánya

d sz

erin

ti os

ztál

y Leírás

Példák az épületek és az építőmérnöki szerkezetek

köréből

Meg

bízh

atós

ági

oszt

ály

Terv

elle

nőrz

ési

szin

t

Hel

yszí

ni

elle

nőrz

ési

szin

t

DSL3 IL3

CC3

Az emberélet elvesztésének kockázata nagy, vagy a gazdasági, társadalmi, környezeti következmények rendkívül jelentősek

Lelátók. Kiemelt közösségi épületek, (pl. koncertterem)

RC3 Kibővített, független ellenőrzés

DSL2 IL2

CC2

Az emberélet elvesztésének kockázata közepes, vagy a gazdasági, társadalmi, környezeti következmények számottevőek.

Lakó- és irodaházak. közösségi épületek,

RC2 Szokásos ellenőrzés

DSL1 IL1

CC1

Az emberélet elvesztésének kockázata kicsi, a gazdasági, társadalmi, környezeti követ-kezmények nem jelentősek, vagy elhanyagolhatók

Mezőgazdasági épületek, raktárak, növényházak

RC1 Önellenőrzés

Megbízhatóság, minőségellenőrzés





MEGBÍZHATÓSÁGI SZINT FIGYELEMBE VÉTELE

Fd = KFI γF Fk

Megbízhatósági osztály

(Reliability Class)

Kár mértéke KFI Terv- és helyszíni ellenőrzés előírt szintje

RC3 rendkívül jelentős

1,1 kibővített, független

RC2 számottevő 1,0 szokásos

RC1 nem jelentős 0,9 önellenőrzés

Ha az ellenőrzés szintje az előírtnál magasabb, csökkenteni lehet az anyagra illetve ellenállásra vonatkozó γM parciális tényezőt. Erre nézve az EC 1990 nem tartalmaz számszerű értékeket.

(MSZ: rendeltetési tényező)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék




A hatásokcsoportosítása fajtái példák

Időbeli változásszerint

a) Állandó ~ (G, P)(= időben állandó) Önsúly, feszítés(!), földnyomás

b) Esetleges ~ (Q)(=időben változó)

• Tartós ~ (pl. raktárteher)• Rövid idejű ~ (pl. meteorológiai)• Ritka ~

c) Rendkívüli ~ (A) Ütközés, robbanás







a) Állandó ~ (G, P)(= időben állandó) Önsúly, feszítés(!)


•Tartós ~ (pl. raktárteher)•Rövid idejű ~ (pl. meteorológiai)•Ritka ~


Eredetszerint

a) Közvetlen ~ (terhek) Koncentrált és megoszló terhek, nyomatékok

b) Közvetett ~(kinematikai terhek)

Kényszer- vágy gátolt alakváltozás (hőmérsékletváltozás, nedvesség-változás, támaszelmozdulás)

Kényszergyorsulás (robbanás, földrengés)







a) Állandó ~ (G, P)(= időben állandó) Önsúly, feszítés(!)


•Tartós ~ (pl. raktárteher)•Rövid idejű ~ (pl. meteorológiai)•Ritka ~


Eredetszerint

a) Közvetlen ~ (terhek) Koncentrált és megoszló terhek, nyomatékok

b) Közvetett ~(kinematikai terhek)

Kényszer- vágy gátolt alakváltozás (hőmérsékletváltozás, nedvesség-változás, támaszelmozdulás)

Kényszergyorsulás (robbanás, földrengés)

Térbeli változásszerint

a) Rögzített ~ önsúly

b) Nem rögzített ~ daruteher, meteorológiai teher

Jelleg és/vagyszerkezeti válasz

szerint

a) Statikus ~b) Kvázi-statikus~

nem okoz jelentős szerkezeti gyorsulást, pl. önsúly

c) Dinamikus jelentős gyorsulásokat okoz, pl. földrengés





KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK, TERVEZÉSI ÉRTÉK, REPREZENTATÍV ÉRTÉK

Időben állandó (időtől független) mennyiségek:állandó teher (G), méretek(a), előfeszítő erő (P0) stb.

Rel. gyakoriság

G

Gd,inf = γGinfGk Gk = GmGd,sup = γGsupGk

alsó tervezési érték felső tervezési érték

Közepes érték(MSZ: alapérték)

1.

Karakterisztikus érték = közepes érték





KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK, TERVEZÉSI ÉRTÉK, REPREZENTATÍV ÉRTÉK

Időben állandó (időtől független) jellemzők:szilárdságok (f), használati követelmények (C) stb.

Rel. gyakoriság

f

fk = f5%

fm

tervezési érték(MSZ : határérték)

Közepes érték

2.

5%-os előfordulási gyakoriságú érték

fd= fk /γM

Karakterisztikus érték(MSZ: jellemző érték)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




Q

Idő

Karakterisztikus (ritka)

Tervezési

Túllépési valószínűség (referencia időszakon belül):2 % /év (kb. 65%/50 év)

Időben változó hatások: esetleges terhek, pl. hasznos teher, szél (Q)3.

Karakterisztikus (ritka) Qk





Q

Idő100%

50%

1 %

Kvázi-állandó(tartós)

Gyakori


Tervezési Az esetleges terhek teherszintjei(reprezentatív értékei):

Gyakori ψ1Qk

Kvázi állandó ψ2 Qk



Előfordulási gyakoriságBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




Q

Idő100%

50%

1 %

Kvázi-állandó(tartós)

Gyakori


Tervezési Az esetleges terhek teherszintjei(reprezentatív értékei):Kombinációs ψ 0Qk

(ψ 0 : egyidejűségi tényező)







ESETLEGES HATÁSOK TERVEZÉSI ÉRTÉKEI


Qd = γQ * ψ *Qktervezési érték

biztonsági tényező

teherszint tényező

karakterisztikus érték

reprezentatív értékBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




HATÁSOK PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI (γF)

Hatás (teher) jellege Jel

Tartós vagy ideiglenes tervezési helyzet Rendkívüli /

szeizmikus tervezési helyzet

Szilárdsági /stabilitási vizsgálat

Helyzeti állékonysági

vizsgálat

Állandókedvezőtlen γGsup 1,35 1,10

1,00kedvező γGinf 1,00 0,90

Esetleges γQ 1,50 1,50Rendkívüli γA - -

Feszítőerő általában γP,fav 1,0Zsugorodás γsh 1,0

a) Teherbírási határállapotokban:





HATÁSOK PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI (γF)

Hatás (teher) jellege Jel

Tartós vagy ideiglenes tervezési helyzet Rendkívüli /

szeizmikus tervezési helyzet

Szilárdsági /stabilitási vizsgálat


vizsgálat

Állandókedvezőtlen γGsup 1,35 1,10

1,00kedvező γGinf 1,00 0,90

Esetleges γQ 1,50 1,50Rendkívüli γA - -

Feszítőerő általában γP,fav 1,0Zsugorodás γsh 1,0

a hatások biztonsági tényezőjével nem kell számolni : γ = 1,00

a) Teherbírási határállapotokban:

b) Használhatósági határállapotokban:BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék




AZ ESETLEGES TERHEK ÉRTÉKEI. Ψ0 , Ψ1 ÉS Ψ2 TÉNYEZŐKEsetleges terhek ψ tényezők értékei (teherszint tényező)

Hatás (teher) jellege

Egyidejűségi(kombinációs,

ritka)

Gyakoriteherszint

Kvázi-állandóteherszint

ψ O ψ 1 ψ 2

Hasznosterhek

Lakóépületek, irodák 0,7 0,5 0,3Gyülekezésre szolgá-ló helyiségek, üzletek 0,7 0,7 0,6

Raktárak 1,0 0,9 0,8Nem járható tetők 0,0 0,0 0,0Nehéz járművel nem járható födémek 0,7 0,7 0,6

Nehéz járművel járható födémek 0,7 0,5 0,3

Meteoroló-giai terhek

Szélteher 0,6 0,5 0,0Hóteher 0,5 0,2 0,0

Hőmérsékletkülönbség hatása 0,6 0,5 0,0






A hatások tervezési értékei teherbírási határállapotban

Tervezési helyzet

Állandó hatások GdFüggetlen esetleges

hatások QdRendkívüli

vagy szeizmikus

hatások (Ad)

Kedvezőtlen KedvezőDomináns,

ill.kiemelt

többi

Tartós és ideiglenes γGj,supGk,j γGj,infGk,j γQ1Qk,1 γQ,iψ0,iQk,i -

Rendkívüli Gk,j ψ1,1Qk,1 ψ2,iQk,i Ad

Szeizmikus Gk,jnincs ilyen ψ2,iQk,i AEd

ahol ψ0: egyidejűségi ψ1: gyakori ψ2: kvázi állandó

teherbírási






A hatások tervezési értékei használhatósági határállapotban

Hatáskombináció Állandó hatások

Független esetleges hatások Qd

domináns többi

Kvázi-állandó

Gkj ( Pk )

ψ2,iQk,i

Gyakori ψ1,1Qk,1 ψ2,iQk,i

Ritka(karakterisztikus) Qk,1 ψ0,iQk,i

Használhatósági határállapotban a γG és γQ parciális biztonsági tényezők 1,0 –nek vehetők, ugyanakkor a hatás karakterisztikus

értékének lehet kedvezőtlen vagy kedvező értéke is.

használhatósági






HATÁSKOMBINÁCIÓ

Különböző, egyidejűleg működő hatások tervezési értékeinek egy csoportja, amely egy határállapot

bekövetkezését okozhatja.

(= terhelési eset)





A tartós/ideiglenes tervezési helyzet hatáskombinációja teherbírási határállapotban (alapkombináció)

HATÁSKOMBINÁCIÓK

1,40)-1,20 (MSZ 50,11,20) (MSZ 35,1

Q =

=

γγG





A tartós/ideiglenes tervezési helyzet hatáskombinációja (alapkombináció)

∑∑≠≥

++1

ki0iQk101Q11

kjGj i

ij

QQG ψγψγγ

Ez a kombináció két hatáskombináció ötvözete(a biztonság javára közelítve, mert ψ0 ≤ 1 és ξ ≤ 1 ):

∑∑≠≥

++1

ki0iQk1Q11

kjGjj i

ij

QQG ψγγγξ

a)

b)

Domináns esetleges teher esetén, pl. üvegház

Domináns állandó teher esetén

A kettő közül a kedvezőtlenebb alkalmazandó !





2,0

gk=100 kN/m

qk=20 kN/m; ψ0=0,7

Qk=20 kN ψ0=0,5

2,0 2,0 γG=1,35γQ=1,50

Qk=20 kN

=⋅⋅⋅+⋅⋅

+⋅⋅

= 0,2155,050,18

0,62050,18

0,610035,1 22

EdM

kNm 0,7655,221355,607 =++=

Nagy állandó teher esete

Összevont alapkombinációval:





Helyette: MEd= min{MEd1 ; MEd1 }

a) hatáskombinációból

MEd1= 607,5 + 0,7·135 + 22,5 = 724,5 kNm

b) hatáskombinációból

MEd2= 0,85 · 607,5 + 135 + 22,5 = 673,9 kNm

MEd =724,5 kNm < 765,0 kNm

5,3% igénybevétel csökkenés az a) kombináció alapján.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




2,0

gk=20 kN/m

qk=20 kN/m; ψ0=0,7

Qk=20 kN ψ0=0,5

2,0 2,0 γG=1,35γQ=1,50

Qk=20 kN

=⋅⋅⋅+⋅⋅

+⋅⋅

= 0,2155,050,18

0,62050,18

0,62035,1 22

EdM

kNm 0,2795,221355,121 =++=

Nagy esetleges teher esete (kis önsúly)

Összevont alapkombinációval:





Helyette: MEd= min{MEd1 ; MEd1 }

a) hatáskombinációval

MEd1= 121,5 + 0,7·135 + 22,5 = 229,1 kNm

b) hatáskombinációval

MEd2= 0,85 · 121,5 + 135 + 22,5 = 260,4 kNm

MEd =260,4 kNm < 279,0 kNm

6,7% igénybevétel csökkenés a b) kombináció alapján.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




A rendkívüli tervezési helyzet hatáskombinációja

A szeizmikus tervezési helyzet hatáskombinációja

Hatáskombinációk teherbírási határállapotban

A tartós/ideiglenes tervezési helyzet hatáskombinációja (alapkombináció)





Használhatósági határállapot

Használhatósági követelmények

a) lengések (rezgések)b) lehajlásokc) repedéstágasság





Tervezési helyzet (tartós, átmeneti)Hatáskombináció ritka, gyakori, kváziállandóHatárérték (lehajlás, repedéstágasság, rezgés)

Használhatósági határállapotban megadandó feltételek

Források: EC0 NA : néhány nem anyagfüggő alapesetEC2-EC9: anyagfüggő és nem anyagfüggőesetek kissé kaotikus kavalkádja





Kvázi állandó hatáskombináció (pl. vizuális hatás, látvány)

Hatáskombinációk használhatósági határállapotban

∑∑≥≥ 1

k,i2,i1

jk, "+" ij

QψG

Gyakori kombináció (reverzibilis károsodások,pl. vízelvezetés)

Ritka (karakterisztikus) kombináció (irreverzibilis károk,pl. válaszfal, darupálya)

∑∑>≥ 1

k,i2,ik,11,11

, "+" "+" ij

jk QψQψG

ik,1

i,0k,11

jk, "+" "+" QQGij∑∑>≥

ψBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék




Emberi mozgás→ nem okoz szerkezeti

tönkremenetelt→ kellemetlen élettani

hatása lehet

∑ ⋅+= ikkd QGE ,2ψ

kvázi-állandó kombináció

pl. lakás, iroda: p = gk + 0,3 × qk

min20 2f

mEI

lf ≥=

π

EIplwqp

4

3845

⋅=

)(5,50 bencmw

wf qp

qp

−=

• egyszerűsített igazolás

Hatáskombináció

Lengés - hatáskombinációk és számítás





Lengés - követelmények Általános követelmény • a rezonancia-jelenség megakadályozása • lengés okozta kellemetlen emberi érzések elkerülése f1≥ 3 Hz - vasbeton Emberi mozgás: fF = 1,0...3,0 Hz f1≥ 5 Hz - könnyű (fa, acél) Miért?

Anyagspecifikus további követelmények → MSZ EN 1992-1999

dynγdynγ

fFfF

EC 0

EC5-

fa

Vasbeton födémek Könnyű fafödémekBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




Hatáskombinációk és határértékek alakváltozás számításhoz az egyes anyagszabványokban

wc

wmax

w1

w2

w3

wtot

ahol

w2 lehajlás-növekmény az állandó terhek, a kvázi-állandó esetleges terhekés a feszítés okozta kúszás, valamint a zsugorodás hatására,

w3 lehajlás-növekmény az esetleges terhek hatására,

wmax a teljes lehajlás a felhajlás figyelembevételével.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék




Szö-veg határérték

szabvány fő/NA

követelmény Szerkezet-fajta

Hatás-kombináció wmax w2+w3 Θ

fősz. nincs adat

látvány sík födém kvázi állandó L/150-L/250

látvány bordás födém kvázi állandó L/250-

L/300

vízelvezetés lapos tetők gyakori Nincs adat

darupálya sínpálya ritka L/600

EC0 Tervezés

alapjai NA

falazott válaszfal védelme födém ritka 10 mm

megjelenés, ált. használhatóság

gerenda, lemez kvázi állandó L/250 EC2

Vasbeton fősz. csatlakozó szerkezetek

gerenda, lemez, kvázi állandó L/500

fősz. nincs adat

megjelenés tetők, födémek ritka L/250 L/300 EC4

Acél NA csatlakozó

szerkezetek tetők,

födémek ritka L/300 L/350

EC5 Fa fő általában gerenda,

konzol ritka L/250-L/350

L/300-L/750





Hatáskombinációk és határértékek repedéstágasság ellenőrzéshez az MSZ EN 1991-1-1-ben

2010. március 31-igVasbeton szerkezetek és

tapadásmentes feszítőbetéteket tartalmazó

feszített vasbetonszerkezetek

Tapadásos feszítőbetéteket tartalmazó feszített

vasbetonszerkezetek Környezeti

osztály Kvázi állandó hatáskombináció

Gyakori hatáskombináció

X0, XC1 0,4 mm 0,2 mm

XC2, XC3, XC4

0,2 mm, Továbbá kvázi-állandó

kombinációban dekompressziós állapot

XD1, XD2, XS1, XS2, XS3

0,3 mm

dekompressziós állapot





Hatáskombinációk és határértékek repedéstágasság ellenőrzéshez az MSZ EN 1991-1-1-ben

2010. április 1-től

Vasbeton szerkezetek és tapadásmentes

feszítőbetéteket tartalmazó feszített vasbetonszerkezetek

Tapadásos feszítőbetéteket tartalmazó feszített

vasbetonszerkezetek Környezeti

osztály Kvázi állandó hatáskombináció


X0, XC1 0,4 mm 0,2 mm

XC2, XC3, XC4

0,2 mm, Továbbá kvázi-állandó

kombinációban dekompressziós állapot

XD1, XD2, XS1, XS2, XS3

0,3 mm

dekompressziós állapot






EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK

MSZ EN 1991-1-1:2005Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei






MSZ EN 1991-1-1:2005Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei

Megkülönböztetendő fogalmak:

a) súlyterhek általábanb) önsúly teherc) állandó terhek






a) Súlyterhek általában

Fogalmak:

sűrűség-fajsúlytérfogatsúlyhalmazsúlyrakatsúlysúrlódási szög






Súlyterhek általában: halmaz és rakatsúlyokbelső súrlódási szög

Halmaz- és rakatsúlyok γk [kN/m3]Ipari és általános anyagok

ÉPÍTÉSI ÉS TÖLTŐANYAGOK γk [kN/m3] φ [ ° ]

Agyag (száraz) 16 -Téglapor és törmelék, zúzott tégla 15 35Homokos kavics, ömlesztett 15-20 35Homok 14-19 30Kavics 16-18 30Zúzottkő 13-15

Cementömlesztett 14-16 28zsákos 15 -

Gipsz, őrölt 6-10 25

Bentonitnyers 6-9 -

összerázott 11 -Duzzasztott agyagkavics 2,5-5,5 30Perlit 0,7-2,5 30

Kohósalakdarabos 17 40zúzott, szemcsés 9-12 30

Szénsalak 10Mész 13 25Termőföld 15 -Gyeptégla 7,8 40Kockakő, máglyába rakva 25-30 -Tégla máglyába rakva 16 -Műanyagok, rakatban >12 -Acélárú, rakatban 45 -Építőfa, rakatban (nedves) 7 -

φφ






Anyagok térfogatsúlya I. γk [kN/m3]

BETONOK γk [kN/m3]Habbeton 8Perlitbeton 4-7

Könnyűbetonok (könnyűadalékos)

LC 1,0 9-10LC 1,6 14-16LC 2,0 18-20

Tufabeton 16Zúzottkő beton 23Műkő 24Normálbeton (kavicsbeton) 24Nehézbeton >28

Friss betonnál, illetve szokásos vasalású betonnál atérfogatsúlyt 1,0 kN/m3-rel meg kell növelni. Például:

Friss vasalatlan beton (normál) 25Vasbeton és feszített beton (normál) 25

HABARCSOK, VAKOLATOK γk [kN/m3]Gipszhabarcs 12-18Mészhabarcs 12-18Javított mészhabarcs 18-20Cementhabarcs 19-23Samotthabarcs 19Perlithabarcs 4-5

FAANYAGOK szilárdsági osztály γm [kN/m3]

Puha lombosfa (pl. nyár, éger, fűz) C14-C20 3,5-4,0

Fenyő, erdei C22-C35 4,1-4,8Fenyő, vörös C40-C50 5,0-5,5

Hazai keményfa, lombos(akác, bükk, tölgy) D30-D50 6,4-7,0

Egzotikus keményfa D60-D70 8,4-10,8

Rétegelt –ragasztottfatartók

homogén GL24h –- GL36h 3,7-4,4

kombinált GL24c-- GL36c 3,3-4,2

KERTO furnérfa

KERTO-S 4,8KERTO-Q

KERTO-T 4,1

Rétegelt falemez

fenyő 5,0nyír 7,0furnér/lécbetétes 4,5

Faforgácslap

általában 7,0-8,0cementkötésű 12,0kemény 10,0

Farostlemezközepes sűrűségű (MDF) 8.0lágy, szigetelő (WDF) 4,0

Súlyterhek általában: építőanyagok






Épületszerkezetek térfogatsúlyaγk [kN/m3]

KŐFALAZATOK γk [kN/m3]30 kN/m3 térfogatsúlyú kőből 2920 kN/m3 térfogatsúlyú kőből 20

TÉGLA FALAZATOK γk [kN/m3]B30-as kézi falazóblokk jav. mészhabarcs 13,5

Nagy üregtérfogatú vázkerámia falazóblokk javított mészhabarcsban 12,0

POROTHERM falazat Porotherm M 100 falazóhabarcsban 8,77

POROTHERM falazat TM hőszigetelőhabarcsban 8,37

POROTHERM 30-as hanggátló falazat Porotherm M 100 falazóhabarcsban 17,9

Gázszilikát kézi falazóblokk 2 N/mm2

szilárdságig, javított mészhabarcsban 6

Gázszilikát kézi falazóblokk 2 N/mm2–nél nagyobb szilárdsággal jav. mészhabarcsban 8

YTONG P2-0,5 pórusbeton falazóblokk vtg 5,5 N/mm2 YTONG falazóh-ban 7

YTONG P4-0,6 Pórusbeton falazóblokk 1 cm vtg 5,5 N/mm2 YTONG falazóh-ban 7,75

Épületszerkezetek négyzetmétersúlya gk [kN/m2]

FŐFALAK ( kétoldali vakolattal) gk [kN/m2]44 cm Porotherm N+F 4,05

38 cm

tömör tégla 7,10soklyukú tégla 5,95HB 38 blokk 4,03Porotherm N+F 3,84

30 cm

B30 5,01

Poroton, thermopor, thermoton 3,73

Uniform 4,44Gázszilikát 3,15Porotherm N+F 3,23Porotherm hanggátló 4,42

25 cmtömör tégla 4,88soklyukú 4,13

VÁLASZFALAK (kétoldali vakolattal) gk [kN/m2]

Tömör tégla1,502,40

Tégla válaszfallap1,201,70

Porotherm válaszfal 11,5 cm 1,74

Mészhomok tégla1,502,60

Vasbeton2,003,004,25

Súlyterhek általában: épületszerkezetek





EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOKSúlyterhek általában: régi épületszerkezetek 1893.






b) Önsúlyteher

Az önsúly fogalma:

Az önsúly az épület megvalósításához és működéséhez szükséges szerkezetek, elemek, berendezések súlya.

A tartószerkezeti és nem tartószerkezeti elemeket egyetlen hatásként kell számításba venni.

Feltöltések, tetők, teraszok földterhei az önsúly része.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék





b) Önsúlyteher

Az önsúly besorolása:

Az építőelemekönsúlya általában - időben állandó- rögzített és- közvetlen hatás.






c) Állandó teher

Az állandó teher fogalma:

Időben állandó hatás egy adott tervezési helyzet teljes időtartama alatt.

- önsúly- feszítés- földnyomás alapfalakon





EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOKÖnsúly biztonsági tényezők és teherszint tényezők

Teherbírási határállapotHasznál-hatósági

határállapotTartós/ideiglenes tervezési helyzet Rendkívüli

tervezési helyzet

Szilárdsági/stabilitási vizsgálat


vizsgálat

Kedvezőtlen γGsup

1,35 1,10

1,0 1,0KedvezőγGinf

1,0 0,9

ψ0 = ψ1 = ψ2 = 1,0BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék




EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOKAz önsúly karakterisztikus értéke

G

γGinfGkGk = Gm γGsupGk

γVQk =

V névleges méretek alapján





EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOKAz önsúly karakterisztikus és tervezési értéke

meglévő épületeknél

γγ VQ Gd =

V felmért méretek alapján






MSZ EN 1991-1-1:2005Sűrűség, önsúly és

az épületek hasznos terhei





EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOKA hasznos teher fogalma

A hasznos terhek az épületek rendeltetésszerűhasználatából származnak, tartalmazzák:

• a szokásos emberi használat hatásait,• a bútorok, mozgatható berendezések és a tárolt

anyagok terheit,• a járművek okozta terheket,• a ritkán fellépő körülményeket (pl. ideiglenes

felhalmozás, átrendezés stb.)






Hasznos terhek

A hasznos teher besorolása:

- esetleges- nem rögzített- közvetlen- statikus/dinamikus

hatás.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék





Hasznos terhek karakterisztikus értékeiFödémek és tetők függőleges hasznos terhei

Az EN 1991-1-1 a hasznos terhek nagyságát általában egy alacsonyabb és egy magasabb érték közötti tartományként, továbbá egy kiemelt ajánlott értékkel adja meg. Az alábbi táblázatban a Nemzeti Melléklet által előírt minimális értékek szerepelnek. A megadott terhek vízszintes felületen ható (illetve vízszintes vetületen megoszló), függőlegesen lefelé mutató erőhatások. Vízszintes irányú hasznos terhekre a 7.5. szakasz ad tájékoztatást.

Használati osztály Funkció szerint besorolás

Felületen megoszló teher

qk [kN/m2]

Pontszerű teher(1) Qk [kN]

A

Háztartási és tartózkodási célra szolgáló területek (lakások és szállodák szobái, konyhák és mellékhelyiségek, kórtermek) 2,00 2,00

Padlások (nem rendszeres tartózkodás céljára) 1,50 2,00Lépcsők, erkélyek 3,00 3,00

B Irodák 3,00 4,50

C

C1 Asztalokkal berendezett helyiségek (iskolák és vendéglátó helyek, olvasótermek) 3,00 4,00

C2 Rögzített ülőhelyes termek(színház, mozi, előadó, templom, váróterem) 4,00 4,00

C3 Emberi mozgást nem akadályozó berendezésű födémek (múzeumok, kiállítótermek, középületek közlekedő területei) 5,00 4,00

C4 Összehangoltan mozgó tömegek által használt területek (táncterem, színpad, tornaterem, sportpálya) 5,00 7,00

C5 Tömegrendezvények céljára szolgáló födémterületek(táncterem, színpad, tornaterem, sportpálya) 5,00 4,50

D D1 Kiskereskedelem üzlethelyiségei 4,00 4,00D2 Áruházak (pontosabb adatok hiányában) 5,00 7,00

E E1 Raktárak (pontosabb adatok hiányában) 7,50 7,00E2 Ipari csarnokok közbenső födémei technológustervező adatai alapján






Hasznos terhek karakterisztikus értékei

Részletes építési szabályzat 1893.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék





Hasznos terhek karakterisztikus értékei

Mellvédek és elválasztó falak vízszintes hasznos terhei A korlátként (is) működő mellvédeken és elválasztó falakon egy vonal mentén megoszló qk vízszintes terhet kell számításba venni, amely az elem tetején, de legfeljebb 1,20 m magasságban hat.

Kapcsolódó födémek használati osztálya

(a 7-2. táblázat szerint)

qk [kN/m]

A 0,5

B és C1 0,5

C2, C3, C4 és D 1,0

C5 3,0

E 2,0 A qk teher a dinamikus hatást is tartalmazza!

Az olyan területeknél, ahol embertömegek torlódása várható (pl. sportcsarnokok, lelátók, színházak, gyűlés- és előadótermek) a vonal menti terhet a C5 osztálynak megfelelő qk=3,0 kN/m értékkel kell felvenni. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék





Hasznos terhek dinamikus tényezői EC1 2005.Hasznos terhek dinamikus tényezői

Használati osztály A dinamikus hasznos teher fajtája Vizsgált szerkezeti elemvagy szerkezet

dinamikus tényező

φ

C4C5

E1, E2-

Embercsoport mozgása által okozott ritmikus erőhatás:−tánctermek, tornatermek, színpadok terhe−tribünök, jelentős tömegek közlekedését szolgálóterületek, vasúti peronok stb. terheIpari épületek födémjein működő gépek Állattartási épületek födémterhe

födém (lemez, gerenda stb.) 1,30

fal, oszlop 1,10

alapozás 1,00

MOSZ 1936.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék





az első ilyen szabály 1893-ból

Hasznos terhek csökkentő tényezői






Hasznos terhek csökkentő tényezői EC1

A hasznos teher értékét csökkentő tényezők

Számítási képlet

Födémterület szerinti tényező Szintszám szerinti tényező

0,1ψ75α 0

0A ≤+=AA

A0: 10 m2

A : a terhelt felület m2-ben αA ≥ 0,6 ( csak C és D használati osztályú hasznos terhek esetén)

nn 0ψ)2(2α

n

−+=

n: a vizsgált oszlopot vagy falat terhelő, azonos használati osztályba tartozó szintek száma

ψ0: a hasznos teher kombinációs (egyidejűségi) tényezője

Csak azonos használati osztályú terhekre !BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék





Hasznos terhek teherelrendezése

a) Teherbírási határállapotbanlásd ábra

b) Használhatósági határállapotbanáltalában nincs sémázás





Előadás vége

köszönöm figyelmüket!




Szilárdságtani és Dr. Visnovitz György...2012. március 22. szakmérnök előadás Dr. Visnovitz...

Documents

Transcript of Szilárdságtani és Dr. Visnovitz György...2012. március 22. szakmérnök előadás Dr. Visnovitz...