Fa- és Acélszerkezetek I. 2. Előadás Eurocode bevezetés Keresztmetszetek I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Fa- és Acélszerkezetek I. 2. Előadás Eurocode bevezetés Keresztmetszetek I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Tartalom  Méretezés az Eurocode szabványrendszer szerint – áttekintés

 Teherbírási határállapotok  Keresztmetszetek I. 

Húzás



Nyomás

Az Eurocode szabványrendszer Általános szabály:

Közös szabványrészek + Nemzeti Mellékletek Az Eurocode felépítése

Alapvető irányelvek, megbízhatósági kérdések, biztonsági tényezők, teherkombinációk Különböző terhek (önsúly, hasznos, szél, hó stb.) Méretezési határállapotok és ellenállások

Az Eurocode szabványrendszer Az Eurocode 3 felépítése  EN 1993-1 Általános és az épületekre vonatkozó szabályok  1-1 Általános szabályok  1-2 Acélszerkezetek tervezése tűzteherre  1-3 Hidegen alakított elemek és burkolatok  1-4 Rozsdamentes acélok  1-5 Lemezszerkezetű elemek  1-6 Héjszerkezetek szilárdsága és stabilitása  1-7 Keresztirányban terhelt lemezszerkezetek szilárdsága és stabilitása  1-8 Kapcsolatok méretezése  1-9 Acélszerkezetek fáradási szilárdsága  1-10 Acélanyag kiválasztása a törési szívósság és a vastagság jellemzők  figyelembevételével  1-11 Húzott acélszerkezetek méretezése  1-12 Kiegészítő szabályok nagy szilárdságú acélokra  EN 1993-2 Acélhidak  EN 1993-3 Tornyok, antennatornyok, kémények  EN 1993-4 Silók, tartályok, csővezetékek  EN 1993-5 Acélcölöpök  EN 1993-6 Daru megtámasztó szerkezetek

Az Eurocode szabványrendszer Az Eurocode EN 1993-1-1 felépítése  

Általános előírások Alkalmazási terület, alapelvek, kifejezések, jelölések A tervezés alapjai

 Anyagok

 Tartósság  Erőtani vizsgálat Modellezés, számítás  Teherbírási határállapotok Keresztmetszet, szerkezeti elem  Használhatósági határállapotok  Mellékletek

Teherbírási határállapotok A teherbírási határállapotok (tananyagban szereplő) általános fajtái:

 Szilárdsági 1) Első folyás – keresztmetszetek rugalmas határállapota 2) Képlékeny törés – keresztmetszetek képlékeny határállapota 3) Korlátozatlan folyás – keresztmetszetek képlékeny határállapota

 Stabilitási I. Kihajlás – szerkezeti elemek globális határállapota II. Kifordulás – szerkezeti elemek globális határállapota III. Horpadás – alkotó lemezek lokális határállapota

Teherbírási határállapotok Az Eurocode EN 1993-1-1 szabvány vizsgálatai:

Keresztmetszetek ellenállása  Tiszta igénybevételek  Húzás  Nyomás  Hajlítónyomaték (My, Mz)  Nyírás (Vz, Vy)  Csavarás  Összetett igénybevételek  Hajlítás és nyírás  Hajlítás és normálerő  Kéttengelyű hajlítás  (Kéttengelyű) hajlítás, nyírás és normálerő  Alkotó lemez horpadása

Rúdelemek stabilitási ellenállása  Állandó keresztmetszetű nyomott rúdelemek  Állandó keresztmetszetű hajlított rúdelemek  Állandó keresztmetszetű nyomott és hajlított rúdelemek

Teherbírási határállapotok Szerkezeti elemek vizsgálatának összefoglalása: Szilárdsági határállapot

Stabilitási határállapot

Első folyás

Képlékeny törés

Korlátozatlan folyás

Húzás

X

X

Nyomás

X

Hajlítás - My

X

(X)

Hajlítás - Mz

X

(X)

Nyírás - Vy

X

(X)

Nyírás - Vz

X

(X)

Kölcsönhatások

X

(X)

Kihajlás

Kifordulás

X

X

Horpadás

X X

X

X

X

Méretezési feladatmegoldás A félév során előforduló feladatok megoldásának általános menete:

1. Mechanikai modell felvétele

Szerkezeti modellezés

2. Általános tervezési mennyiségek meghatározása

Mechanikai számítás

3. Mértékadó elemek, helyek kiválasztása 4. Tervezési hatások meghatározása a mértékadó helyeken (E) 5. Megfelelő szerkezeti ellenállások számítása (R) 6. Ellenőrzés (E ≤ R)

Szabványos ellenőrzés

Keresztmetszetek ellenőrzése Az általános ellenőrzés (E ≤ R – hatás ≤ ellenállás) esetei:  Ellenőrzés igénybevétel alapon: keresztmetszeti igénybevétel ≤ keresztmetszeti határerő  Ellenőrzés feszültség alapon: keresztmetszeti feszültség ≤ határfeszültség Ellenállás biztonsági szintjei – J2.2

 Karakterisztikus érték Rk – az ellenállás alapértéke  Folyási határállapotok tervezési értéke Rd = Rk/gM0 – gM0 = 1,0  Törési határállapotok tervezési értéke Rd = Rk/gM2 – gM2 = 1,25

Húzás – J5.1.2 Szilárdsági határállapot Első folyás

Képlékeny törés

X

X

Húzás

Stabilitási határállapot

Korlátozatlan folyás

Kihajlás

Általános méretezési formula:

Kifordulás

Horpadás

𝑁𝑝𝑙,𝑅𝑑

𝑁𝐸𝑑 ≤ 𝑁𝑡,𝑅𝑑 Két lehetséges határállapot

𝑓𝑦

1. Első folyás - teljes keresztmetszeten (A) megoszló egyenletes húzófeszültség - határfeszültség a folyáshatár (fy) - ellenőrzés keresztmetszeti erőre (E ≤ R) 𝑁𝑡,𝑅𝑑 = 𝑁𝑝𝑙,𝑅𝑑 ahol 𝑁𝑝𝑙,𝑅𝑑 =

𝐴∗𝑓𝑦 𝛾𝑀0

𝑁𝑝𝑙,𝑅𝑑

Húzás – J5.1.2 Két lehetséges határállapot 2. Képlékeny törés - gyengített keresztmetszeten (Anet) megoszló egyenletes húzófeszültség - határfeszültség a szakítószilárdság (fu) 𝑁𝑢,𝑅𝑑 𝑓𝑢

𝑁𝑢,𝑅𝑑 - ellenőrzés keresztmetszeti erőre (E ≤ R) - általános esetben: 𝑁𝑡,𝑅𝑑 = 𝑁𝑢,𝑅𝑑 ahol 𝑁𝑢,𝑅𝑑 =

0.9∗𝐴𝑛𝑒𝑡∗𝑓𝑢 𝛾𝑀2

Húzás – J5.1.2 2. Képlékeny törés – egyik szárán csavarral toldott szögacél esetén - a húzóerő külpontosságának figyelembevétele speciális képlettel - egy csavar

𝑁𝑢,𝑅𝑑 =

2 ∗ 𝑒2 − 0.5 ∗ 𝑑0 ∗ 𝑡 ∗ 𝑓𝑢 𝛾𝑀2

- két csavar

𝑁𝑢,𝑅𝑑 =

𝛽2 ∗ 𝐴𝑛𝑒𝑡 ∗ 𝑓𝑢 𝛾𝑀2

- három vagy több csavar

𝑁𝑢,𝑅𝑑 =

𝛽3 ∗ 𝐴𝑛𝑒𝑡 ∗ 𝑓𝑢 𝛾𝑀2

Nyomás – J5.1.3 Szilárdsági határállapot Első folyás

Képlékeny törés

Stabilitási határállapot

Korlátozatlan folyás

X

Nyomás

Kihajlás

X

Általános méretezési formula: 𝑁𝐸𝑑 ≤ 𝑁𝑐,𝑅𝑑 Két lehetséges határállapot 1. Első folyás - teljes keresztmetszeten (A) megoszló egyenletes nyomófeszültség - határfeszültség a folyáshatár (fy) - ellenőrzés keresztmetszeti erőre (E ≤ R) 𝑁𝑐,𝑅𝑑 = 𝑁𝑝𝑙,𝑅𝑑 ahol 𝑁𝑝𝑙,𝑅𝑑 =

𝐴∗𝑓𝑦 𝛾𝑀0

Kifordulás

Horpadás

X

Nyomás – J5.1.3 Két lehetséges határállapot 2. Alkotó lemezek horpadása - hatékony keresztmetszeten (Aeff) megoszló egyenletes nyomófeszültség - határfeszültség a folyáshatár (fy) - ellenőrzés keresztmetszeti erőre (E ≤ R) 𝑁𝑐,𝑅𝑑 = 𝑁𝑒𝑓𝑓,𝑅𝑑 ahol 𝑁𝑒𝑓𝑓,𝑅𝑑 =

Neff,Rd

fy

𝐴𝑒𝑓𝑓 ∗𝑓𝑦 𝛾𝑀0

Neff,Rd

Nyomás – J5.1.3 Hatékony keresztmetszeti terület - Aeff  Ekvivalens keresztmetszet a horpadási teherbírás egyszerűbb meghatározásához – visszavezetve keresztmetszeti határállapotra  Vizsgálata az alkotólemezek b/t arányától függ – keresztmetszeti osztályzás valódi feszültségeloszlás

sult

horpadás miatt elhanyagolva

Köszönöm a figyelmet!