Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt kapcsolatok, erőbevezetés környezete. 2. mintapélda - oszlop méretezése

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés Dr. Kovács Nauzika

Öszvérszerkezetek 4. előadás

k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r e é z Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt s m ó k t r a a z S T kapcsolatok, erőbevezetés környezete. s s é ó i i c n k a u t 2. mintapélda oszlop méretezése. r g t á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k M r B sze készítette: Dr. Kovács Nauzika ó t r Ta 2016.11.11.


Tartalom

k é z s s é n a épz T • Öszvér oszlopok szerkezeti kialakítása eti K i z k e – Szerkezeti kialakítás, ö k n r r e é – Előnyök, hátrányok. z s m ó ak t r z • EC4 méretezési elvei Ta S s s é ó i i • THÁ c n k a u t r g t – Központos nyomás, á s s n d o r – Külpontosányomás, k l e i r z – Nyírás, t S e z E e helye, – Erőbevezetés k M r e B – Nyírt z kapcsolatok. s ó t r a •T2. mintapélda – oszlop méretezése 2


k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r e é z s m SzerkezetiTakialakítás rtó zak S s s é ció i n uk a t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta


Teljesen körbebetonozott k é keresztmetszet z s s é n z a

p T é i iK t e - nagy ellenállás, z k e ö k n r - jelentős tűzállóság, r e é z s - gazdaságos kialakítás (alacsony anyag ár). m ó ak t r a z . S T s s Hátrányok: é ó i i c n - zsaluzást igényel (magas ár), a k u t r alakíthatók ki, g t - oszlop-gerenda kapcsolatok bonyolultan á s s n d o r - későbbi megerősítés nehézkes,k á l e i r z - élvédelem S szükséges lehet. t e z E e k M r e B sz ó t r Ta Előnyök:

4


Részlegesen körbebetonozott k é keresztmetszet z s s é n z a

p T é i iK t e - nagy ellenállás, z k e ö k n r - zsaluzat nem szükséges, r e é z s - csomópontok egyszerűek, m ó ak t r a z - későbbi megerősítés egyszerű, S T s s - élvédelem nem szükséges. é ó i i c n . k a u t r g t Hátrányok: á s s n d o r - alacsonyabb tűzállóság. k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta Előnyök:

5


Kibetonozott zárt szelvény + k é vasalás z s s é n z a

p T é i iK t e - nagy ellenállás – nagy b/t arányú szelvény, z k e ö k n r - kétirányú hajlításra előnyös, r e é z s - élvédelem nem szükséges, m ó ak t r a z - zsaluzat nem szükséges. S T s s é ó i i c n Hátrányok: k a u t r g t - acél zárt szelvények magas ára, á s s n d o r - bonyolult betonozási technológia, k á l e i r szükséges. z többletvasalás - tűzállóság S miatt t e z E e k M r B sze ó t r Ta Előnyök:

6


Kibetonozott zárt szelvény + profil ék

z s s é n z a p T Előnyök: é i t K e i - kiemelkedően nagy ellenállás, z k e ö k n r - állandó keresztmetszetű oszlop az épület teljes magasságában, r e é z s km - magas tűzállóság, ó t r a a z - vasalást nem igényel. T sS s é ció i n uk Hátrányok: a t g nstr - acél szelvények magassára, á d o r - bonyolult betonozási technológia. k á l t-re i z S e z E e k M r B sze ó t r Ta 7


k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r e é z s m ó elvei k t EC4 méretezési r a a z S T s s é ó i i c n k a u t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta


EC4 méretezési elvei

k é z s s é n z a p T Szabvány előírásai érvényesek az alábbi esetekben: é i t K e i - acél anyagminőség: S235-S460 z k e ö k n r - beton szilárdság: C20/25-C50/60, r e é z - keretszerkezet többi eleme is öszvér vagy acél, ós m k t r a a z - acél teherviselési hányada S T s s - acél és beton együttdolgozása biztosított. é ció i n uk a t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta 0, 2    0,9

  Aa  f yd / N pl,Rd

9


Méretezési módszer

k é z s s é n z a p T Általános módszer: é i t K e i Bármely km. típus, bármilyen anyagminőség esetén használható, z k e ö k Figyelembe kell venni: n r r e é z - másodrendű hatások, s m ó k t - gyártási sajátfeszültségek, r analízis, a - nemlineáris a z S T s feltételezhető, - geometriai imperfekciók, - sík km. elve s é- betoncésióacél teljesen együttdolgozás, - helyi horpadás, i n - húzott k a - beton berepedése, u t beton elhanyagolható, r g t á s - kúszás, - húzott betonzóna merevség növelő hatása s n d o r - zsugorodás, - bonyolult számítógépi eljárás. k á l e i - acél és vasalás z megfolyása.t-r S e z E e k M r B sze ó t r Ta Alkalmazási szabályokat nem ad az EC4 10


Szoftveres analízis

k é z s s é n a épz Szoftveres modell: T i iK t e Öszvér oszlop elem: beton+vasalás+profil z k e ö k n r r e é z s m ó ak Nemetschek: t r a z S T s s é ó i EngiSSol: i c n k a u t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta 11


Katalógusból rendelhető termékek ék

z s s é n z a p T RUUKKI öszvér oszlop: é i t K e i z k e ö k n r r e é z s km ó t r a a z T sS s é ció i n uk a t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta 12


k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r e é Egyszerűsítettómódszer z s m k t r a a z S T THÁ s s é ó i i c n k a u t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta


Méretezés lépései

k é z s s é n z a p T Méretezés lépései: é i t K e i - acél km. helyi horpadásának ellenőrzése, z k e k rnö r - km. ellenállás ellenőrzése (nyomás, hajlítás, nyírás és e interakciók), é z s - erőbevezetés helyének vizsgálata, m ó ak t r a z - hosszirányú nyírás felvétele. S T s s é ó i i c n k a u t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta 14


Km. ellenállás meghatározásaék

z s s é n z a p T Egyszerűsített módszer: é i t K e i - kétszeresen szimmetrikus, z k e ö k - hossz mentén állandó km., n r r e é z - melegen hengerelt, hegesztett, vékonyfalú km. s m ó k t kézzel számítható - viszonyított karcsúság , r a a z T sS - km. magasság/szélesség aránya s é ció - betontakarás max i n uk - max hosszirányú vasalás 6%. ta r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta   2,0

0,2  b / h  5,0

0,3h

0, 4b

15


Szerkezeti acél helyi horpadásék

z s s é n z a p T Teljesen körbebetonozott szelvény: é i t K e i - elhanyagolható, ha a betonfedés z k e ö k n r r e é z s km ó t r a a z T sS s é ció i n uk szelvény: Kibetonozott és részlegesenakörbebetonozott t r g t - elhanyagolható, ha teljesülnek az alábbi arányok: á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta  40mm  c y , cz    b / 6 

Kör keresztmetszetű zárt szelvény

max d / t   90

Négyzet keresztmetszetű zárt szelvény

235 fy

max h / t   52

235 fy

Részlegesen körbebetonozott I-szelvény

max b / t   44

235 fy

16


Képlékeny nyomási ellenállásék

z s s é n z a p T számítása: é i t K e i z k N N N N e ö k n r r e é z s km ó t r a a z S vasalás T acél km. beton km. s s é ció ellenállása ellenállása ellenállása i n uk a t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r e B abroncsoló z s hatás! ó t rellenállása nagyobb, acél ellenállása kisebb beton a T

N pl, Rd

pl, Rd

pla, Rd

N pla, Rd  Aa  f yd

plcRd

N plc, Rd    Ac  f cd

  1,0

plsRd

N pls, Rd  As  f sd

  0,85

17


Képlékeny nyírási ellenállás ék z s s é n z a

p T é i iK t e csak az acél szelvény viseli a nyírást – lásd EC3 z k e ö k n r r e é z s m ó ak t r a z S T s s é ó i i Beton ellenállásnak a figyelembe vétele: c n k a u t acél és beton együtt viseli a nyírást r g t á s s n acélra jutó nyíróerő d o r k á l e i r EC3 z t betonra jutó nyíróerő S e z E e k M EC2 r B sze ó t r Ta Egyszerűsítő módszer: VEd  Vpl ,a, Rd

Va , Ed  VEd

M pl,a , Rd M pl, Rd

Vc, Ed  VEd  Va , Ed

Va, Ed  Vpl ,a, Rd Vc, Ed  Vc, Rd

18


Képlékeny ellenállás - interakció ék

z s s é n z a p T Egyidejű hajlítás + nyomás + nyírás: é i t K e i M+N interakciós görbe: z k e ö k n r - képlékeny feszültségeloszlás, r e é z s km - húzott beton elhanyagolható. ó t r a a z T sS s é ció i n uk a t r g t á s s n d o r k á l e nyírás hatása i r z t S e z E e k M r e B figyelembe Nyírást kell venni, ha z s   ó t r EC3 Ta Va , Ed  05  V pl,a , Rd

1    f yd

19


Interakciós görbe - poligon ék z s s é n z a

p T é i iK t e z k tiszta nyomás e ö k n r r e é z s m ó ak t r a z tisztaT hajlítás s S s é ó i i c n k a u t r g t á s s n hajlítás + nyomás d o r k á l e i r z t S e z E e k max. hajlítás M r e B sz ó t r Ta

Egyszerűsített interakciós görbe:

NA; M A  0

N B  0; M B

NC ; M C  M B

N D  NC / 2; M D  max

20


Ellenőrzés

k é z s s é n z a p T Egytengelyű hajlítás + nyomás: é i t K e i Megfelel, ha: z k e ö M M k n r   r e é M  M z s km ó t r a a z T sS normálerő s é ció i hatása n uk a t r g t á s S235, S275, S355   0,9 s n d o r   0,8 k S420, S460 á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta Ed

Ed

M

pl , N , Rd

d

pl , Rd

M

M

21


Ellenőrzés

k é z s s é n z a p T Kéttengelyű hajlítás + nyomás: é i t K e i Megfelel, ha z k e ö k n r r e é  z síkbeli hajlítás y-y tengely s m  ó k t r a a z síkbeli hajlítássz-zTtengely s S   é ció i n uk a t r hajlítás két síkbeli g t á s   s n összegzése d o r k á l e i r   0,9Sz S235, S275,tS355 e z  E  0,8 S420,eS460 k M r e B sz ó t r Ta y-y tengely

M y , Ed

dy

 M pl, y , Rd

M z , Ed

dz  M pl, z , Rd

M y , Ed

dy  M pl, y , Rd



M ,y



M ,z



M z , Ed

dz  M pl, z , Rd

 1,0

z-z tengely

M

M

22


Kihajlási ellenállás

k é z s s é n a épz Stabilitásvizsgálat – központos nyomás: T i t K e i Öszvér oszlop kihajlási ellenállása: z k e ö k n r N   N r e é z s m ó ak t képlékeny nyomási r a kihajlási csökkentő z ellenállás S T tényező s s é ó i i c n k a u t  r g t á s s n d o számításához r k   á l e effektív hajlítási i r z t S merevség e z E e k M r e Tartós hatása: B terhek z s ó rt  a  T b , Rd



pl , Rd

N pl , Rd N cr

EI

eff

 Ea I a  Es I s  Ke Ecm I c

Ec ,eff  Ecm

N cr

1 1  NG , Ed / N Ed  t

23


Igénybevétel meghatározása ék z s s é n z a

p T é i iK t e z k e ö k n r r e é z s m ó ak t r a z Másodrendű számítás: S T s s é ó i 1. geometriai imperfekciók i c n k a u t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e 2. egyszerűsítés z E MM  k  Mrke B sze ó növelő tényező t r Ta Effektív hajlítási merevség:  EI eff ,II  K0  Ea I a  Es I s  Ke,II Ecm Ic 

Ed . II

Ed , I

k

  1, 0 1  N Ed / Ncr ,eff

24


Együttdolgoztató kapcsolat ék z s s é n z a

p T é i t K e i - hosszirányú nyírófeszültségek  (csúsztatófeszültségek) keletkeznek a beton-acél z k e ö k határfelületén, n r r e é z meghatározása: - rugalmas analízis, s m ókell venni.ak t - kúszást, zsugorodást figyelembe r a z S - mechanikus kapcsolóelem nélkül megfelel, ha T s s é ó i i c   n k a u t r g t á s betonfedés > 40mm s n d o r    k á l e i r z t S e z E - mechanikus kapcsolóelemmel kell felvenni a teljes  -t, ha e k M r    e B sz - keresztmetszet nyírási ellenállása a beton bevonásával: ó t r a felvételére méretezett kengyelek és csapok a gerincre T Tervezési nyírási szilárdság

mechanikus kapcsolóelem:

Ed

 Ed

Keresztmetszet típusa

Ed

Rd

Ed

Rd

c  2,5

Teljesen körbebetonozott acél szelvény Kibetonozott acél csőszelvény Kibetonozott acél négyzet szelvény Részlegesen kibetonozott szelvény övei Részlegesen kibetonozott szelvény gerince

 Rd  N / mm2  0,30 0,55 0,40 0,20 0,00

Ed

Ed

Rd

Vc , Ed

25


Erőbevezetés környezete

k é z s s é n z a p T Nem egyenletes erőbevezetés: é i t K e i z k e ö k n r r e é z s km ó t r a a z T sS Egyenletes erőbevezetés: s é ció i n uk a t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta 26



k é z s s é n z a p T Csapos kapcsolat: é i t K e i - nyírt csapok kellenek, ha    z k e ö k   n r - csapok elhelyezésének a hossza r e é z s km ó t r a N erő felvétele: a z S acél szelvényre jutó erős T s é ció i n uk vasalásra jutóa erő t r g t á s s betonra jutó erő n d o r k á Hosszirányú csúsztatófeszültség: l t-re i z S e z E e k M r e Szükséges száma: B csapok z s ó rt a T Ed

Rd

LE  2d , L / 3

N Ed  Na, Ed  N s , Ed  Nc, Ed

Ed

N a , Ed  N Ed

N s , Ed  N Ed

N c , Ed  N Ed

N pl ,a

N pl , Rd N pl , s

N pl , Rd N pl ,c

N pl , Rd

 N pl ,a VL, Ed  N c , Ed  N s , Ed  N Ed 1   N pl , Rd 

n

  

VL , Ed PRd

27



k é z s s é n z a p T Beton befeszülése: é i t K e i - részlegeses körbebetonozott I-szelvény z k e ö k n r r e é z Hosszirányú nyírási ellenállás: s km ó t r a a z T sS s é ció i n uk a t csapok ellenállása beton befeszülése r g t á s Vds   P / 2 n o r k á l t-re i z S e z E e k M r B sze ó t r Ta VL, Rd  nPRd  VLR, Rd

LR , Rd

Rd

  0,5 súrlódási tényező

28


k é z s s é n a épz T i iK t e z k e 2. mintapélda ö k n r r e é z s m ó ak t Oszlop méretezése r a z S T s s é ó i i teherbírási határállapotban c n k a u t r g t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta


Felhasznált irodalom

• • • • • • •

• •

k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r e é z s m ó ak t r a z S T ESDEP http://www.fgg.uni-lj.si/kmk/ESDEP/master/wg10/l0810.htm#SEC_1 s s é ó i i columns c G. Hanswille: Eurocode 4 a composite n k u t r g http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/WS2008/EN1994_4_Hanswille.pdf t á s s n d o r k á l e i r z t S e z E e k M r B sze ó t r Ta 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.

30

Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt kapcsolatok, erőbevezetés környezete. 2. mintapélda - oszlop méretezése

Recommend Documents