Öszvér oszlopok kialakítása, thÁ, nyírt kapcsolatok...

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Dr. Kovács Nauzika

Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt

kapcsolatok, erőbevezetés környezete.

2. mintapélda - oszlop méretezése.

készítette: Dr. Kovács Nauzika

2016.11.11.

Öszvérszerkezetek

4. előadás

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés


Dr. Kovács Nauzika

2

Tartalom

• Öszvér oszlopok szerkezeti kialakítása– Szerkezeti kialakítás,

– Előnyök, hátrányok.

• EC4 méretezési elvei

• THÁ– Központos nyomás,

– Külpontos nyomás,

– Nyírás,

– Erőbevezetés helye,

– Nyírt kapcsolatok.

• 2. mintapélda – oszlop méretezése


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

Szerkezeti kialakítás


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

4

Teljesen körbebetonozott

keresztmetszetElőnyök:

- nagy ellenállás,

- jelentős tűzállóság,

- gazdaságos kialakítás (alacsony anyag ár).

.

Hátrányok:

- zsaluzást igényel (magas ár),

- oszlop-gerenda kapcsolatok bonyolultan alakíthatók ki,

- későbbi megerősítés nehézkes,

- élvédelem szükséges lehet.


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

5

Részlegesen körbebetonozott

keresztmetszetElőnyök:

- nagy ellenállás,

- zsaluzat nem szükséges,

- csomópontok egyszerűek,

- későbbi megerősítés egyszerű,

- élvédelem nem szükséges.

.

Hátrányok:

- alacsonyabb tűzállóság.


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

6

Kibetonozott zárt szelvény +

vasalásElőnyök:

- nagy ellenállás – nagy b/t arányú szelvény,

- kétirányú hajlításra előnyös,

- élvédelem nem szükséges,

- zsaluzat nem szükséges.

Hátrányok:

- acél zárt szelvények magas ára,

- bonyolult betonozási technológia,

- tűzállóság miatt többletvasalás szükséges.


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

7

Kibetonozott zárt szelvény + profil

Előnyök:

- kiemelkedően nagy ellenállás,

- állandó keresztmetszetű oszlop az épület teljes magasságában,

- magas tűzállóság,

- vasalást nem igényel.

Hátrányok:

- acél szelvények magas ára,

- bonyolult betonozási technológia.


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

EC4 méretezési elvei


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

9

EC4 méretezési elvei

Szabvány előírásai érvényesek az alábbi esetekben:

- acél anyagminőség: S235-S460

- beton szilárdság: C20/25-C50/60,

- keretszerkezet többi eleme is öszvér vagy acél,

- acél teherviselési hányada

- acél és beton együttdolgozása biztosított.

0,2 0,9 Rdplyda NfA ,/


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

10

Méretezési módszer

Általános módszer:

Bármely km. típus, bármilyen anyagminőség esetén használható,

Figyelembe kell venni:

- másodrendű hatások,

- gyártási sajátfeszültségek,

- geometriai imperfekciók,

- helyi horpadás,

- beton berepedése,

- kúszás,

- zsugorodás,

- acél és vasalás megfolyása.

Alkalmazási szabályokat nem ad az EC4

- nemlineáris analízis,

- sík km. elve feltételezhető,

- beton és acél teljesen együttdolgozás,

- húzott beton elhanyagolható,

- húzott betonzóna merevség növelő hatása

- bonyolult számítógépi eljárás.


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

11

Szoftveres analízis

Szoftveres modell:

Öszvér oszlop elem: beton+vasalás+profil

Nemetschek:

EngiSSol:


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

12

Katalógusból rendelhető termékek

RUUKKI öszvér oszlop:


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

Egyszerűsített módszer

THÁ


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

14

Méretezés lépései

Méretezés lépései:

- acél km. helyi horpadásának ellenőrzése,

- km. ellenállás ellenőrzése (nyomás, hajlítás, nyírás és interakciók),

- erőbevezetés helyének vizsgálata,

- hosszirányú nyírás felvétele.


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

15

Km. ellenállás meghatározása

Egyszerűsített módszer:

- kétszeresen szimmetrikus,

- hossz mentén állandó km.,

- melegen hengerelt, hegesztett, vékonyfalú km.

- viszonyított karcsúság ,

- km. magasság/szélesség aránya

- betontakarás max

- max hosszirányú vasalás 6%.

0,2

0,5/2,0 hb

0,3h 0,4b

- kézzel számítható


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

16

Szerkezeti acél helyi horpadás

Teljesen körbebetonozott szelvény:

- elhanyagolható, ha a betonfedés

Kibetonozott és részlegesen körbebetonozott szelvény:

- elhanyagolható, ha teljesülnek az alábbi arányok:

40,

/ 6y z

mmc c

b

Kör keresztmetszetű

zárt szelvény

yf

td235

90/max

Négyzet keresztmetszetű

zárt szelvény

yf

th235

52/max

Részlegesen körbebetonozott

I-szelvény

yf

tb235

44/max


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

17

Képlékeny nyomási ellenállás

számítása:

abroncsoló hatás!

beton ellenállása nagyobb, acél ellenállása kisebb

RdplN ,

plsRdplcRdRdplaRdpl NNNN ,,

ydaRdpla fAN ,

acél km.

ellenállása

cdcRdplc fAN ,

beton km.

ellenállása

sdsRdpls fAN ,

vasalás

ellenállása

0,1 85,0


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

18

Képlékeny nyírási ellenállás

Egyszerűsítő módszer:

csak az acél szelvény viseli a nyírást – lásd EC3

Beton ellenállásnak a figyelembe vétele:

acél és beton együtt viseli a nyírást

acélra jutó nyíróerő

betonra jutó nyíróerő

, ,Ed pl a RdV V

Rdpl

Rdapl

EdEdaM

MVV

,

,,

,

EdaEdEdc VVV ,,

, , ,a Ed pl a RdV V

, ,c Ed c RdV V

EC2

EC3


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

19

Képlékeny ellenállás - interakció

Egyidejű hajlítás + nyomás + nyírás:

M+N interakciós görbe:

- képlékeny feszültségeloszlás,

- húzott beton elhanyagolható.

Nyírást figyelembe kell venni, ha

EC3

RdaplEda VV ,,, 05 ydf 1

nyírás hatása


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

20

Interakciós görbe - poligon

Egyszerűsített interakciós görbe:

tiszta nyomás

tiszta hajlítás

hajlítás + nyomás

; 0A AN M

0;B BN M

;C C BN M M

max. hajlítás/ 2; maxD C DN N M BME Szilárdságtani és T

artószerkezeti Tanszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

21

Ellenőrzés

Egytengelyű hajlítás + nyomás:

Megfelel, ha:

S235, S275, S355

S420, S460

M

Rdpld

Ed

RdNpl

Ed

M

M

M

M

,,,

normálerő

hatása

9,0M

8,0M


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

22

Ellenőrzés

Kéttengelyű hajlítás + nyomás:

Megfelel, ha

S235, S275, S355

S420, S460

9,0M

8,0M

yM

Rdypldy

Edy

M

M,

,,

,

zM

Rdzpldz

Edz

M

M,

,,

,

0,1,,

,

,,

,

Rdzpldz

Edz

Rdypldy

Edy

M

M

M

M

síkbeli hajlítás y-y tengely

síkbeli hajlítás z-z tengely

két síkbeli hajlítás

összegzése

y-y tengely

z-z tengely


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

23

Kihajlási ellenállás

Stabilitásvizsgálat – központos nyomás:

Öszvér oszlop kihajlási ellenállása:

Tartós terhek hatása:

, ,b Rd pl RdN N

képlékeny nyomási

ellenálláskihajlási csökkentő

tényező

,pl Rd

cr

N

N

a a s s e cm ceffEI E I E I K E I

számításához

effektív hajlítási

merevség

crN

,

,

1

1 /c eff cm

G Ed Ed t

E EN N


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

24

Igénybevétel meghatározása

Effektív hajlítási merevség:

Másodrendű számítás:

1. geometriai imperfekciók

2. egyszerűsítés

0 ,, a a s s e II cm ceff IIEI K E I E I K E I

. ,Ed II Ed IM k M

növelő tényező

,

1,01 /Ed cr eff

kN N


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

25

Együttdolgoztató kapcsolat

Tervezési nyírási szilárdság mechanikus kapcsolóelem:

- hosszirányú nyírófeszültségek (csúsztatófeszültségek) keletkeznek a beton-acél

határfelületén,

- meghatározása: - rugalmas analízis,

- kúszást, zsugorodást figyelembe kell venni.

- mechanikus kapcsolóelem nélkül megfelel, ha

betonfedés > 40mm

- mechanikus kapcsolóelemmel kell felvenni a teljes -t, ha

- keresztmetszet nyírási ellenállása a beton bevonásával:

felvételére méretezett kengyelek és csapok a gerincre

Ed

Ed

Ed Rd Keresztmetszet típusa 2/Rd N mm

Teljesen körbebetonozott acél szelvény 0,30

Kibetonozott acél csőszelvény 0,55

Kibetonozott acél négyzet szelvény 0,40

Részlegesen kibetonozott szelvény övei 0,20

Részlegesen kibetonozott szelvény gerince 0,00

Ed Rd

2,5c

Ed

Ed Rd

,c EdV


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

26

Erőbevezetés környezete

Nem egyenletes erőbevezetés:

Egyenletes erőbevezetés:


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

27


Csapos kapcsolat:

- nyírt csapok kellenek, ha

- csapok elhelyezésének a hossza

erő felvétele:

acél szelvényre jutó erő

vasalásra jutó erő

betonra jutó erő

Hosszirányú csúsztatófeszültség:

Szükséges csapok száma:

Ed Rd

2 , / 3EL d L

EdN

,

,

,

pl a

a Ed Ed

pl Rd

NN N

N

,

,

,

pl s

s Ed Ed

pl Rd

NN N

N

,

,

,

pl c

c Ed Ed

pl Rd

NN N

N

, , ,Ed a Ed s Ed c EdN N N N

,

, , ,

,

1pl a

L Ed c Ed s Ed Ed

pl Rd

NV N N N

N

,L Ed

Rd

Vn

P


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

28


Beton befeszülése:

- részlegeses körbebetonozott I-szelvény

Hosszirányú nyírási ellenállás:

csapok ellenállása beton befeszülése

súrlódási tényező

, ,L Rd Rd LR RdV nP V

, / 2LR Rd RdV P

0,5


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

2. mintapélda

Oszlop méretezése

teherbírási határállapotban


anszék



épzés


Dr. Kovács Nauzika

30

Felhasznált irodalom

• MSZ EN 1994-1-1: 2004. Eurocode 4: Öszvérszerkezetek tervezése: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok.

• MSZ EN 1994-2: 2005. Eurocode 4: Öszvérszerkezetek tervezése: Általános és hidakra vonatkozó szabályok.

• MSZ EN 1993-1-1: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok.

• MSZ EN 1993-1-5: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Lemezekből összeállított szerkezetek.

• MSZ EN 1993-1-8: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Csomópontok tervezése.

• MSZ EN 1992-1-1: 2004. Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok.

• MSZ EN 1993-2: 2006. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Hidakra vonatkozó szabályok.

• ESDEP http://www.fgg.uni-lj.si/kmk/ESDEP/master/wg10/l0810.htm#SEC_1

• G. Hanswille: Eurocode 4 composite columns

http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/WS2008/EN1994_4_Hanswille.pdf


anszék



épzés

http://www.fgg.uni-lj.si/kmk/ESDEP/master/wg10/l0810.htm

http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/WS2008/EN1994_4_Hanswille.pdf

Öszvér oszlopok kialakítása, thÁ, nyírt kapcsolatok...

Documents