Történelmi, technológiai, és anyagtani összefoglaló

Acélszerkezetek

k é z s s é n a épz T i iK t Történelmi, e z k e ö k n r r e é z technológiai, és s m ó ak t r a z S T anyagtani s s é ó i i c n k a tru t g összefoglaló á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r a Gyula, 2014. március 25. TGreschik 1

Mi valósítható meg acélból?

k é z s s é n a épz T i iK Jellemző példa: t e z k e ö R. Buckminster Fuller k n r r e é z s (1895-1983) m ó ak t r a z S T s s • Dymaxion é ó i i c n autó, k a tru t g á s 1930-as s n d o r k évek ilá e r z t S e • Dymaxion z E e k M r ház, e B sz ó 1940-es t r a Tévek Minden

• Zongora hangoló szeg, szike, daru, tengeralattjáró, gerendák, feszítőkábelek...

2

És persze...

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer Biosphere, Montreal ó t r Ta

• Geodóm, Fuller szabadalom 1954

3

Lábjegyzet

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta

• Zeiss planetárium, Jena, 1922 – tervező: a Zeiss főmérnöke Walter Bauersfeld (1879-1959)

4

A legfontosabb


• Könnyen számítható és kiszámítható • És lényegét tekintve nem rideg: folyási platóval bír – Az anyagot és a szerkezetet is „megbocsátóvá” teszi: a pontatlanságokra, komolyabb zavaró hatósokra nem törés, hanem alakváltozás a válasz – Mint a fa – Nem mint a kerámiák, kövek, vagy műkövek

5

A folyási mechanizmus

k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k • A Huber-Mises-Hencky kritérium is n r r e é z a nyírást fogja meg – és az s m k összetettebb modellek is ezt mérik,artó a z S T már a tenzor matematika világában s s é ó i i c n k abe, hatrau t • Folyás akkor következik g á s s deviatorikus feszültségtenzor (a n d o r k nyírás 3D megfelelője) első á l e i r z invariánsa elér egy bizonyos t S e z határértéket E e k M a határértéknek r • B Ennek az egye z s dimenziósított „leképezése” a ó t r világába a hagyományos mérések a Tfolyási határ • Nyírási alapú • Ennek következménye a nyomásra és húzasra azonos folyási határ

6

Az anyag és helye a többi közt

k é z s s é n a épz T i] f i[NK t f [N /m m /m m ] e z k e 235 360 ö k n r 275 r 430 e é z 355 510 s m ó 550 rt zak440 a 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 BM szer ó t r Ta

• Sűrűség =7850 kg/m3 • Rugalm. Mod. E=210 GPa • Szilárdságok A n yagm inőség S 235 – Erősebb acéloknál S 275 már nincs folyási plató S 355 S 450 • Kémiai, anyagszerkezeti tulajdonságok – vas – Korróziós hajlam – Ötvözhetőség – Kristályszerkezet – ... stb.

y

2

u

2

7

Ötvözet a szénnel


Az idő hatását és további ötvözőanyagokat hozzáadva a lehetséges állapotok lenyűgöző sokasága adódik

8

Korrózió

k é z • Vasoxid, vashidroxid: rozsda keletkezik. s s é n aO épz A „vegytiszta” folyamat: 4 Fe + 3 O = 2 Fe T i iK t e • Intenzitása erősen függ: z k e ö k n r – a levegő nedvességtartalmátólzer é s m ó ak t r – a levegő szennyezettségétől a z S T s – a hőmérséklettől. és ó i i c n k a tru t • Átlagos sebessége: g á s s n d – tiszta, mezőgazdasági légkörben: 0,02 – 0,03 o r k á l t-re i mm/év z S e z E kvárosi e –M átlagos légkörben: 0,04 – 0,05 mm/év r e B– szennyezett z s ipari légkörben: 0,06 – 0,07 mm/év ó t r a T – trópusi, óceáni légkörben: 0,08 – 1,0 mm/év. 2

2

3

9

Az acélanyag gyártása

k é z s s é n z a p T é • Ércelőkészítés (őrlés, i t K e i z szétválasztás, ...) k e ö k n r r e é z • Nyersvas kinyerése s m ó k t r a (kiolvasztása) a z T sS s ó i • Acélgyártás ni é c k a u t (széntartalom beállítása, r g t á s s n Elektromos Fűtésű olvasztó ötvözés –rd több lépcsőben, o k á belseje, Új Zéland – l e i r folyékony, esetleg z ethőmérséklet kb. 1500 C S z újraolvasztott állapotban) E e k M r e B• Öntés z s ó t r Ta • Kohósítás

o

10

Lábjegyzet a hőmérsékletekről

k é z s s 1482-1593 C é n a C épz 1127-1204 T i C iK t 1149 e z k e 1425-1540 C ö k n r r e é z s m 1510 C ó k t r a a z • A lávák T sS s é ció hőmérséklete i n uk a t általában r g t á s s n alacsonyabb d o r k á l e i r z t S e Pl. tucatnyi lávafajta közül a... z E e Riolit láva rk 700-900 C M e 800-1100 C BDácit sláva z ó láva 950-1200 C t Andezit r TaBazalt láva 1000-1250 C • Vas és acélanyagok

http://www.engineeringtoolbox.com/melting-temperature-metals-d_860.html

Olvadáspont Kovácsoltvas Szürkeöntvény Duktilis vas Szénacél Rozsdamentes acél

o

o

o

o

o

o

o o

o

http://volcano.oregonstate.edu/how-hot-lava

11

Félkésztermékek és gyártásuk – 1

k • Melegen hengerelt profilok: é z s s é izzó, „kovácsolható” n z a p T é hőmérsékletű acél görgők i t K e i közt apránként alakíttatik z k e ö k n r r • Lemezek, profilok, ... e é z s m ó k • Legkisebb I gerenda t r a a z magasság kb. 8 cm T sS s é ó i i c 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 BM szer • Melegen extrudált ó t r a • TMelegen húzott ... termékek sokasága

12

Félkésztermékek és gyártásuk – 2

k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r ...termékek sokasága e é z s m ó ak t r a z S T s • Szelvényenként s é ó i i c n k állandó, vékony a u t r g t lemezvastagság á s s n d o • Az anyag r k á l t-re i mechanikusan z S e edzett z E e k • Belső feszültségek M r e B sz ébrednek a gyártás ó során ... t r • ...és maradnak is Ta • Hidegen hajlított, hengerelt profilok • Hidegen húzott

13

Összehasonlítás

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta • Oszlop és gerenda – acél, fa, vasbeton

14

Fesztáv és anyagválasztás • • • • • •

Fa gerenda 3,0 – 9,0 m zék s s é n Előregyártott vasbeton 3,6 – 24,0 a m épz T K Monolit vasbeton 6,0ze–ti24,0 m i k e ö k Ragasztott fa tartó 6,0 – 30,0 m n r r e é z s m Acél gerinclemezes tartó tó 4,2 – 40,0 m k r a a z Acél rácsos tartó s T s S 7,2 – 150,0 m

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 BM szer ó t r Ta

15

Fesztáv és acélszerkezet választás

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 s s é ó i i c n k • Gerinclemezes gerenda a tru 3,6 – 24,0 m t g á s s • Rácsos gerenda tartó 7,2 – 120,0 m n d o r k á l e i • Keret szerkezet 12,0 – 60,0 m r z t S e z • Íves kialakítású szerkezet 30,0 – 90,0 m E e k M r e •BKábel szerkezet 36,0 – 150,0 m z s ó t r Ta 16

Fejlődési irány

k • Egyre bővülő félkész termék választék é z s s é n a épz • Egyre bővülő anyagminőségi válastrék T i iK t e – ami 20 éve különleges volt, ma ömár z k e k n r r e mindennapi é z s m ó k t r a • Egyre nagyobb hangsűly az a z üzemi S T s szerelésen s é gyártáson, előgyártáson, ó i i c

n uk a t r g t á s s n d o r k á l e i r • Régen szinte soha nem volt elég a z t S e z E gyári szelvény e k M er B z s • Sőt, volt, amikor gyári szelvény nem ó t r létezett a is T

17

Szerelési egység elkészítésének lépései

k é z s s é n a épz – Szerelőasztal, sablon T i iK t – Próbaszerelés e z k e ö k n r • Hegesztés – Automata eljárások r e é z s m – Védőgázas ívhegesztés ó ak t r a feszültség z – Egyengetés, S T Minden s s mentesítés é ó i i c lépésnél n k • Csavarozás a u t – gLyukasztás r t á s s n – Bontható egységek d o r k á Szinte l e csavarozása i r z et–- Helyszíni kapcsolatok mindig S z E e kifizetődik k M előkészítése r e z célszerszám •B Felülets ó t – Tisztítás készítése r kezelés a T – Kezelés • Darabolás • Összeállítás

– Pontossági követelmények

18

A legrégebbi példák a szerszám- és hadiipar világából valók

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 • Nyílhegyek, s m ó ak t r a z kések-kardok, S T s s é páncél, ó i i c n k lőfegyver... gta u r t á s s n d o r k á l t-re i z S e Hosszú idő telik el, amíg az z E e k M r építőiparben is megjelenik e B sz ó t r Ta 19

Segédszerkezetek – rendszerelemek

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 • Feszítőművek m ó ak t r a z Angyali üdvözlet • Merevítő S T s festmény, XV. sz. dereka s é rendszerek ó i i c n k a– tru t • Kényes részletek g á s s pl. faszerkezeti n Városháza, d o r k á Lőcse, 1810 l csomópont e i r z etS egységek z E e k M r e B sz ó t r Ta • Vonóvasak

20

Segédszerkezetek – rendszerelemek

k é z s s é n a épz T i iK t e z k e ö k n r r e Falkötő vas alkalmazása – ékkel, é z s kovácsolással is megoldható m ó k t kialakítással 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 BM szer ó t Öntöttvas r a oszlop T

Falkötő vas, Cambridge, UK

21

„A” híres régi Coalbrookdale-i példa

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l elemekből e • Ide gyártott i r z t S e z • Nyomással dolgozó konstrukció – E e k M r nemcsak a e B sz kor szemléletét tükrözi, hanem történetesen illeszkedik az ó t r a öntöttvas mechanikai T • Öntöttvas híd a Severn folyón – Shropshire, Anglia (1775-1779, 61 m teljes hossz)

tulajdonságaihoz is

22

Még így, nyomottan is reped


• Forrás: Wikipedia.org

23

„Egyforma” öntöttvas elemek


Aquaduct öntöttvas elemekből. Anglia 1796

24

Közelebbi múlt • Kovácsoltvas, k é z s hegeszvas, ... acél s é n z a p T é • Viszonylag szűk i t K e i félkésztermék z k e ö k n r választék r e é z s m ó • Ebből összetett, k t r a a z sokféle igénybevételre T sS s é ció tervezett elemek i n uk a (gerendák, oszlopok, t r g t á s stb.) készültek s n d o r k á l e • Nagy helyszíni i r z t S e munkaigény: z E e k minden kapcsolat, a M r e B sz felületkezelés ó t r tipikusan az építési a Thelyszínen készült 25

Példa • 1887-89, 23 hónap, 300 k é z s (ma 324) m magasság s é n z a p T é • Kovácsolt vas i t K e i („majdnem” acél) z k e ö k n r r • Darabok előre e é z s m ó gyártva 0,1 mm k t r a a z pontossággal, T sS s é ció illesztvei n uk a ellenőrizve t r g t á s s n • Helyben újból d o r k á l e összerakva i r z t S e z • Csavarokkal E e k ideiglenesen BM szer összefogva ó t r a •T Végül szegecselve 26

Kapcsolat részletek


• ...szegecs- és lemez méretek, erőátadás lemezsíkban, állíthatóság...

27

Szerelés a helyszínen


• Állvány+emelőmű („daru”), sínpár, előkészített elemek, öntvény talp

28

Fa állványzat, vas szerkezet

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta 29

Szegecselt


• 2,5 millió szegecs, 18.000 elem • Csak egy munkás halt szörnyet a mélységbe zuhanva

30

Karbantartás – korrózióvédelem

k é z s s é n a épz T i t K e i • A 17. alkalommal három új követelmény jelent meg: z k e ö k n r – A felület teljes letisztítása r e é z s m ó ak – Ellenőrzés t r a z S T – Korszerűbb biztonsági előírások s s é ó i i c n k a tru t g • Ha duplex védelmet alkalmaztak volna á s s n d o r (horganyzás + festés), az első komolyabb felújításra k á l e i r z 25 évvel az építkezés után került volna sor, amit t S e z E e aztán a 7 éves ciklusban kisebb ill. nagyobb k M er Bfelületvédelmi munkák követtek volna. A 125 év z s ó csupán 7 alapos újrafestés elegendő lett t során r a A teljes építési költség (inflációval számított) Tvolna.

• Az Eiffel tornyot 7 évenként festik újra – 50 t festék, 25 mázoló, 15 hónap

felét máig meg lehetett volna takarítani.

31

Másik példa • GE (korábban RCA) k é z s épület, a 10. legmagasabb s é n a épz NY City-ben – 70 emelet, T i iK t e 259 m z k e ö k n r • 1932. szept. 20, 256 m r e é z s m magasan: ők már egy ó ak t r U szelvény páron ülnek Ta Sz

s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta

32

A jelen


• Egy példa a sok közül: Ponte Constituziona (Calatrava) – Olaszország, Velence

33

Kis szerelési egységek, példa

k é z • Éden projekt, s s é n a épz Cornwall, Anglia 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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta 34


k é z • Sok kis s s é n a épz hasonló T i iK t e elem 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 c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta 35


k é z • Szerelés és s s é n a épz egységei 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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta 36

Más modern példák

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta Foster, Lelkek piramisa, Astana, Kazahsztán

Pei, Bank of China, Shanghai

Calatrava, Pályaudvar, Lyon

37

Újabb és újabb megoldások • Zhijinghe folyó hídja [fonetika angol átirata szerint k é s z – 支井河大桥] s é n z a Dazhipingzhen, Hubei tartomány, Kína, 2009 T ép

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta

38

支井河大桥


• 294 m magasság, 430 m fesztáv

39

Szerkezet


• Rácsos ív, 8 hosszanti rúd (cső)

40

Építés – 1 • Rácsos ív, k é z 8 hosszanti s s é n a épz rúd (cső) 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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta 41

Építés – 2 • Ív zárása ék

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 s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta • Végül: betonkitöltés 42

Bejárhatóság


• Négy járda

43

Történelmi, technológiai, és anyagtani összefoglaló

Recommend Documents