144
6. Eurocode 8 ‐általános szabályok ‐meglévő épületek ‐geotechnikai vonatkozások
Eurocode 8 145
1998‐1 Általános szabályok, épületek
1998‐2 Hidak
1998‐3 Épületek értékelése és helyreállítása
1998‐4 Tárolók, silók, csővezetékek
1998‐5 Alapozás, támfalak, geotechnika
1998‐6 Tornyok, árbocok, kémények
Eurocode 8‐1 Általános szabályok 146
Alapkövetelmények Teherbírási köv. 475 éves visszatérési periódus = 50 év alatt 10% agR nem dőlhet össze (de károsodhat)
Korlátozott károk köv. 95 éves visszatérési periódus = 10 év alatt 10% ~ használhatósági határállapot 0,4‐0,5 * agR
Földrengési teherkombináció 147
Földrengési hatás tervezési értéke
,
·
,
·
,
Hatás
ψ2
Épületek hasznos terhei A kat: lakás, lakóépület B kat: iroda C kat: gyülekezésre szolg. D kat: üzletek E kat: raktárak
0,3 0,3 0,6 0,6 0,8
Épületek hóterhei
0
Épületek szélterhei
0
Hőmérsékleti teher
0
Forgalmi teher
0,3‐0,6
Az esetleges hatás típusa
Szint
φ
A‐C kategória
Tető Egymással összefüggő használatú szintek Független használatú szintek
1,0 0,8 0,5
D‐F kategória és levéltárak
1,0
Földrengési hatás tervezési értéke 148
∗
∗
∗
Viselkedési tényező
∗
Fontossági osztály Talajtényező Viselkedési tényező – q Osztály ‐ Épület
q (acél)
DCL alacsony dukt. osztály
q (vb.)
< 1,5 – 2,0
DCM közepes dukt. osztály
2,0 – 4,0
1,5 – 3,0 (4,5)
DCH magas dukt. osztály
2,0 – 8,0
2,0 – 4,5 (6,0)
Osztály ‐ Híd
q
Korlátozottan duktilis
1,0 – 1,5
Duktilis
2,0 – 3,5
Fontossági osztály 149
Talajosztály ‐ talajtényező 150
Talaj‐ S talajtényező osztály A
1,0
B
1,2
C
1,15
D
1,35
E
1,4
Eurocode 8‐5 Alapozás, támszerkezet, geotechnika 151
Parciális tényezők: Tervezési módszerek:
(Statikus eset: GEO, STR, HYD, UPL :DA2* + DA3)
Talajosztályok Rézsűállékonyság Talajfolyósodás Alapozás (síkalap, mélyalap) Talaj‐szerkezet kölcsönhatás Földmegtámasztó szerkezetek
EC7 EC8
Talajtulajdonságok 152
Szilárdság Kohéziós: drénezetlen nyírószil., cu, (ciklikus leromlás,
gyors terheléshez igazítva) Kohézió nélküli: cyc , pórusvíznyomás!
Merevség G nyírási modulus G =
* vs2 + leromlási görbe
Csillapítás Hiszterézises
csillapítás Radiális csillapítás: hullámok alaptól való eltávolodása miatt
Biztonsági tényezők szilárdsághoz
Merevség 153
Gmax nyírási modulus + leromlási görbe Csillapítás
G = f (, e, Ip, OCR, n)
Talajosztályok 154
Talajosztályok 155
Osztályozás alapja: energiát hogyan továbbítja Elsődleges paraméter: nyíróhullám sebesség (vs) Talajtípus: „válaszspektrum szűrője” Helyszíni mérés: Szeizmikus CPT, MASW stb.
A talajrétegek szerepe 156
Válaszspektrum 157
Rézsűállékonyság‐vizsgálat 158
Egyszerűsített módszer – pszeudostatikus Nem használható, ha az altalajban ciklikus terhelésre
nagy pórusvíznyomás vagy nagymértékű merevség‐ csökkenés alakulhat ki Pórusvíznyomás növekedés értékelése: talajvizsgálat
Rézsűállékonyság‐vizsgálat 159
Egyszerűsített: „pszeudostatikus” Pl. lamellás vizsgálat, gyorsulás
F H 0 ,5
ag g
többleterő
S W FV
FV 0 ,5 F H FH
Rézsűállékonyság‐vizsgálat 160
Dinamikus számítás Földrengés alatti
mozgások számítása Blokkos vizsgálat pl. Newmark módszer Akcelerogram, mint teher Gyorsulás küszöbérték Pórusvíznyomásokdina‐ mikus vizsgálat!
Rézsűállékonyság‐vizsgálat 161
Topográfiai növelőtényezők Laza felszíni réteg: ST növelése 20%‐al
Különálló lejtő, sziklafal Hegyhát kis taréjszélességgel
Talajfolyósodás 162
Laza, telített homok Ismétlődő terhelés Kis összenyomódás pórusvíznyomás növ. =’+u Nyírószilárdság ’‐vel arányos Eredeti talajfelszín
Fedőréteg
σ’→0 (a)
(a) buzgár
σ’→0 (b)
(b) alap teherbírás
(c)
(c) földcsuszamlás
Talajfolyósodás 163
Tapasztalati grafikon Megfolyósodási esettanulmányok Hatás: CSR – ciklikus feszültségarány Ellenállás: SPT, CPT, (ciklikus triax) Korrekciók
OK!
Talajfolyósodás 164
CPT alapú méretezés Magnitúdó Feszültségszint Vékony rétegek Finomszemcse
OK!
Magyarország folyósodásra hajlamos területei 165
Tóth, Győri, Mónus, Zsíros 2004
Alapozás ‐ síkalap 166
Feladat: szerkezet és talaj közti erők egyenletes átadása Jelentős süllyedés nélkül Állékonyságvesztés nélkül
Alapozás: elemek mereven összekapcsolva egységes rendszer Független elemek: fázison kívüli mozgás feszültségkoncentráció Alaplemez vagy összekötő gerendák
Alapozás ‐ síkalap 167
Számítás: merevség függ az alakváltozási szinttől! Egyszerűsített: alakváltozás előre becsülve Egyenértékű lineáris: iteráció leromlási görbe segítségével (FLUSH, SASSI), komplex válasz módszere alapján Nemlineáris, időlépéses (VEM) – bonyolult, kutatás
Alapozás ‐ síkalap 168
Talajtörés – EC8‐5 F melléklet Ferdeség, külpontosság, tehetetlenségi erők, pórusvíznyomás, nemlineáris viselkedés
Szerkezeti viselkedés 169
Szerkezeti viselkedés 170
171
Síkalap modellezése 172
Gazetas 1991, lásd Dulácska,Joó, Kollár: TTFH 2008
Síkalap modellezése 173
Gazetas 1991, lásd Dulácska,Joó, Kollár: TTFH 2008
Alapozás ‐ mélyalap 174
NEd MEd SHRd3a SHRd1a
SHRd3b
SVRd3 SVRd2
SVRd4 SVRd1
NEd‐SVRd1‐SVRd2‐SVRd3‐SVRd4
SVRd4
SVRd2 SHRd1b
n(x,y)pd
Alapozás ‐ mélyalap 175
Cölöpök keresztirányú ellenállása Hajlítási merevség Talajreakció Dinamikus cölöpcsoporthatás Cölöpfej és cölöp közötti merevség Folyósodásra hajlamos réteg Kinematikus kölcsönhatás D, S1, S2 talaj, fontos szerkezet (III. v IV. oszt) Jelentős gyorsulás agS >0,1g
Szerkezeti viselkedés 176
Szerkezeti viselkedés 177
Földmegtámasztó szerkezetek 178
Maradó elmozdulás, elferdülés elfogadható, ha a funkció, esztétika megengedi Statikus állapotból kiindulni Pórusvíznyomás‐t el kell kerülni Számítás Többleterő vízszintesen: MO Egyszerű számítás: Newmark Dinamikus számítás: VEM
Földmegtámasztó szerkezetek 179
Hatás: [(ag/g)S]/r Dinamikus erő támadáspontja: H/2 Hidrodinamikus nyomás Szerkezeti szilárdság Általános állékonyság! Horgonyok (ideiglenes tervezési áll.) Szabad hossz megnövelése:
Támszerkezet típusa
r
Szabad súlytámfal, ha legfeljebb dr = 300 α S (mm) elmozdulást képes elviselni
2
Szabad súlytámfal, ha legfeljebb dr = 200 α S (mm) elmozdulást képes elviselni
1,5
Hajlékony vasbeton fal, kihorgonyzott/megtámasztott fal, függőleges cölöpökre alapozott vasbeton fal, befogott pincefal és hídfő
1
Földmegtámasztó szerkezetek 180
Pszeudostatikus számítás
E. Faccioli ICEGE 2007
Földmegtámasztó szerkezetek 181
Dinamikus számítás
E. Faccioli ICEGE 2007
Talaj‐szerkezet kölcsönhatás (SSI) 182
Hagyományos épületeknél kedvezőbb eredményt ad, mint a merevnek feltételezett megtámasztás, ezért érdemes modellezni. A következő szerkezeteknél az SSI figyelembevétele kedvezőtlenebb eredményt ad, mint az anélküli vizsgálat, ezért kell vele foglalkozni.
Talaj‐szerkezet kölcsönhatás 183
P‐ hatás jelentős (másodrendű) Nagy tömegű, vagy mélyített alapok, hídpillér, siló Karcsú, magas szerkezetek Eurocode 8‐6 Nagyon puha talaj (vs<100 m/s) Cölöpalap Szerkezeti tehetetlenségi erők Kinematikus erők
(Földalatti szerkezetek)
184
7. Tervezési folyamat ‐alapelvek
Tervezők feladatai 185
Földrengés forrása Adott helyszín (földrajz, talajrétegződés, alapozás) szerkezetre adott rezgés Kölcsönhatás: talaj szerkezet Reakciók a szerkezetben
Tervezési folyamat 186
Tönkremeneteli mechanizmus meghatározása 1. Statikus süllyedések 2. Dinamikus elmozdulások Gépek követelményei Emberi követelmények (kényelmetlenség, tönkremenetel)
3. Dinamikus mozgások miatti süllyedések 4. Talajfolyósodás 5. Megfelelőségi követelmények felvétele
Tervezési folyamat 187
Terhelés és a vizsgált kritériumot leíró mennyiségek közötti összefüggések feltárása Nagyon sok szempont Szabványosítás nehéz Követelmények, megfelelőségi feltételek Vizsgálati módszerek Földrengési hatás, talaj, szerkezet, kölcsönhatások
Tervezési követelmények 188
A felszerkezetről átadódó erők számottevő tartós alakváltozás nélkül adódjanak át az altalajra. Az alakváltozások legyenek a szerkezet funkcióival kompatibilisek. A szeizmikus terhelés és válasz bizonytalanságai miatt törekedni kell az egyszerű, egységes rendszerre.
Tervező feladatai 189
Telepítésre vonatkozó követelmények Szeizmikusan aktív törésvonalak közelsége Rézsűállékonyság Talajfolyósodás Túlzott süllyedés ciklikus terhelések miatt
Altalajra vonatkozó követelmények Talajosztály
szeizmikus hatás Talajparaméterek anyagi viselkedés leírása
Tervező feladatai 190
Méretezés Síkalap Mélyalap Talaj‐szerkezet kölcsönhatás Támszerkezetek
Magyarországi gyakorlat 191
Kis, egyszerű épület, csarnok HSM vagy VSA Fontos/értékes/bonyolult szerkezet Völgyhíd t > 50 m Kutatás: Kegyes‐Brassai Orsolya: Földrengés kockázat elemzés ‐ Felszíni hullám mérés+válaszspektrum generálás – mikrozonáció ‐ Mmtdi.sze.hu – elkészült PhD
Irodalom (magyar) 192
Csák B, Hunyadi F. és Vértes Gy: „Földrengések hatása az építményekre”. Műszaki Kiadó. Budapest. 1981. Kollár Lajos: Építmények méretezése földrengésre. Tervezési Segédlet. S‐35. TTI. 1990. Dulácska Endre: Földrengésveszély, földrengés elleni védelem. A Magyar Mérnöki Kamara Kiskönyvtára. TT‐TS 3, 2000. Dulácska Endre és Kollár László: Méretezés földrengésre az európai elvek figyelembevételével. Tervezési Segédlet, TT‐TS4, 2003, Magyar Mérnöki Kamara, Tartószerkezeti Tagozat Györgyi József: Dinamika, Egyetemi tankönyv. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2003. Dulácska E., Joó A., Kollár L.: Tartószerkezetek tervezése földrengési hatásokra, Akadémiai Kiadó, 2008.
Irodalom (magyar) 193
Vigh L. Gergely, Hortobágyi Zsolt, Pohl Ákos, Joó Attila: Szerkezetek szeizmikus analízise számítógéppel, Terc Kiadó 2013, Budapest Richard P. Ray: Geotechnikai Kézikönyv ‐ Földrengésre Való Méretezéshez, Magyar Mérnöki Kamara Geotechnikai Tagozat, 2014, Budapest Magyarország Földrengés Információs Rendszere (FIR) www.foldrenges.hu. GEORISK KFT
Irodalom (külföldi) 194
Kramer, S. L.: Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice Hall, New Jersey, 1996. Chopra, Anil K: Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthq. Eng., Prentince‐Hall, 1995. Das, B. M.: Principles of Soil Dynamics, PWS‐Kent Publishing Company, Boston 1993
Eurocode 8
Fardis: Designer’s Guide to EC8‐1 and EC8‐5
Charleson, A.: Seismic design for architects – Outwitting the earthquake, 2008
Szeizmikus szigetelés 195
Alapozásszigetelés
Szeizmikus szigetelés 196
http://www.sapstudio.it
Szeizmikus szigetelés
197
www.jssi.or.jp
Kihajlásbiztos merevítés (BRB) 198
Buckling restrained brace (BRB)
http://www.starseismic.eu/
Kihajlásbiztos merevítés (BRB) 199
http://www.starseismic.eu/
