ÉPÜLETEK HASZNOS ÉS METEOROLÓGIAI TERHEI AZ EUROCODE SZERINT
Eurocode 1 MSZ EN 1991-1-1 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-1. rész: Általános hatások – Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei MSZ EN 1991-1-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-2. rész: A tűznek kitett tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1991-1-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-3. rész: Hóteher MSZ EN 1991-1-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-4. rész: Szélhatás MSZ EN 1991-1-5 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-5. rész: Hőmérsékleti hatások MSZ EN 1991-1-6 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-6. rész: Hatások a megvalósítás során MSZ EN 1991-1-7 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-7. rész: Rendkívüli hatások MSZ EN 1991-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 2. rész : Hidak forgalmi terhei MSZ EN 1991-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 3. rész : Gépek és daruk által okozott hatások MSZ EN 1991-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 4. rész : Silók és tartályok 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
2
ÉPÜLETEK HASZNOS TERHEI AZ EUROCODE 1 ALAPJÁN
MSZ EN 1991-1-1
Eurocode 1 MSZ EN 1991-1-1 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-1. rész: Általános hatások – Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei MSZ EN 1991-1-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-2. rész: A tűznek kitett tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1991-1-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-3. rész: Hóteher MSZ EN 1991-1-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-4. rész: Szélhatás MSZ EN 1991-1-5 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-5. rész: Hőmérsékleti hatások MSZ EN 1991-1-6 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-6. rész: Hatások a megvalósítás során MSZ EN 1991-1-7 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-7. rész: Rendkívüli hatások MSZ EN 1991-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 2. rész : Hidak forgalmi terhei MSZ EN 1991-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 3. rész : Gépek és daruk által okozott hatások MSZ EN 1991-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 4. rész : Silók és tartályok 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
4
Témakörök A tartószerkezetek önsúlya Épületek hasznos terhei
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
5
Tervezési állapotok és kombinációs szabályok Önsúly Egyetlen hatásként kell kezelni a hatáskombinációkban. Különleges esetek mozgatható szerkezeti elemek (válaszfalak) a tárolt anyagok nedvességtartalma változik víznyomásból származó állandó teher (vízszintingadozás)
Hasznos terhek A tetőkön a hasznos terhet nem kell egyidejűnek tekinteni a hóteherrel és a szélhatással. 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
6
Tervezési értékek Önsúly Gd = (γG,inf or γG,sup)Gk
vagy
(γG,infGk,inf or γG,supGk,sup)
Gk, Gk,inf, Gk,sup: az önsúly karakterisztikus értékei
Gk: 50%-os kvantilis (várható érték, átlagos sűrűségek és névleges geometriai méretek alapján) Gk,inf, Gk,sup : 5%-os és 95%-os kvantilis (közelítően: Gk,inf ≈ 0,95Gk; Gk,sup ≈ 1,05Gk)
γG,inf, γG,sup: alsó és felső parciális tényezők
01/12/2006
EQU: γG,inf=0,9 és γG,sup = 1,1 STR/GEO: γG,inf=1,0 és γG,sup = 1,35
EC -
1, EC - 2
7
Tervezési értékek Hasznos teher
Qd = γQ Qk
vagy
qd = γQ qk
Qk és qk: a hasznos tehet karakterisztikus értékei, a födémterület-osztálytól függően, γQ: a hasznos teher parciális tényezője 01/12/2006
EQU és STR/GEO: γQ=1,5 EC -
1, EC - 2
8
1. Önsúly Általában
Gk (névleges méretek (ak) és átlagos sűrűség (ρk) v. térfogatsúly (γk) alapján).
megadott táblázatok ρk és γk értékeire
Kiegészítő szabályok hidak esetén
ρk,inf⇒Gk,inf és ρk,sup⇒Gk,sup
a használat során konszolidálódó, kiszáradó anyagok (feltöltések, ágyazatok) esetén
ak,inf⇒Gk,inf and ak,inf⇒Gk,sup
vasúti hidak ágyazata esetén ±30% vízszigetelés, burkolatok és egyéb bevonatok esetén ±20%
elektromos és csővezetékek, és egyéb átvezetések esetén ±20%.
Gk,inf és Gk,sup
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
9
2. Épületek hasznos terhei 2.1. A hasznos terhek leírása
A hasznos terhek származhatnak:
a szokásos használatból; a felszerelések és a bútorzat, valamint a mozgatható tárgyak (pl. válaszfalak, ideiglenesen tárolt anyagok) súlyából; járművek súlyából; ritkán előforduló, de várható körülmények következményeként, (emberek vagy a bútorzat felhalmozódása pl. átépítés v. felújítás során).
nem származhatnak:
A hasznos terhek eloszlása
speciális, nehéz gépek v. berendezések súlyából (pl. ipari konyhák, stb.) egyenletesen megoszló (UDL), qk (csak a kedvezőtlen területen kell működtetni) vonal menti teher (különleges esetekben) koncentrált teher, Qk (lokális vizsgálatokhoz, nem egyidejű az UDL-lel) a fentiek kombinációja.
A hasznos terhek intenzitása a használati-osztálytól függ.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
10
2.2. Lakó-, szociális, kereskedelmi és irodai födémterületek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
11
Karakterisztikus értékek Osztály
Qk [kN]
qk [kN/m2] EC
HU NA
EC
HU NA
A - Födémek - Lépcsők - Erkélyek - Padlások
1,5-2,0 2,0-4,0 2,5-4,0
2,0 3,0 3,0 1,5
2,0-3,0 2,0-4,0 2,0-3,0
2,0 3,0 3,0 2,0
B
2,0-3,0
3,0
1,5-4,5
4,5
C - C1 - C2 - C3 - C4 - C5
2,0-3,0 3,0-4,0 3,0-5,0 4,5-5,0 5,0-7,5
3,0 4,0 5,0 5,0 5,0
3,0-4,0 2,5-7,0 (4,0) 4,0-7,0 3,5-7,0 3,5-4,5
4,0 4,0 4,0 7,0 4,5
D - D1 - D2
4,0-5,0 4,0-5,0
4,0 5,0
3,5-7,0 (4,0) 3,5-7,0
4,0 7,0
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
12
(Mozgatható) válaszfalak
01/12/2006
≤1,0 kN/m falteher esetén: qk =0,5 kN/m2; ≤ 2,0 kN/m falteher: qk =0,8 kN/m2; ≤ 3,0 kN/m falteher: qk =1,2 kN/m2 >3,0 kN/m falteher: a pozíció és az eloszlás pontos figyelembevétele szükséges.
EC -
1, EC - 2
13
Alapterület szerinti csökkentő tényező, αA
Vízszintes teherviselő szerkezetek esetén (lemezek, gerendák és tetők) (A-E használati osztályok)
αA csökkentő tényező
αA = ahol:
A 5 Ψ0 + 0 ≤ 1,0 7 A
(αA≥0,6 C és D osztály esetén)
ψ0 – a hasznos teher kombinációs tényezője (ψ0=0,7 (1,0 E osztály)) A0=10,0 m2 A – terhelt terület Csökkentõ tényezõ αA csökkentő tényező
1.2 1 0.8 0.6 0.4
01/12/2006
10
EC -
20
1, EC - 2
30
40
50 60 70 2 Födémterület [m2] Födémterület [m ]
80
90
14
100
Szintszám szerinti csökkentő tényező, αn
Vízszintes teherviselő szerkezetek esetén (oszlopok és falak) (A-D használati osztályok)
αn csökkentő tényező
ahol:
αn =
2 + (n − 2)ψ 0 n
ψ0 – a hasznos teher kombinációs tényezője (ψ0=0,7 (1,0) E osztály) n – a terhelt szerk. elem feletti, azonos használati osztályú szintek száma (>2)
A ψ0 kombinációs tényező és az αn csökkentő tényező nem alkalmazható egyidejűleg (ha a hasznos teher nem kiemelt).
Csökkentõ tényezõ αn csökkentő tényező
1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
5
10 15 száma ASzintek szintek száma
20
15
2.3. Tárolási és ipari célú födémterületek
Karakterisztikus értékek: Osztály E1
Qk [kN]
qk [kN/m2] EC
HU NA
EC
HU NA
7,5
7,5
7,0
7,0
Az E2 használati osztály esetén a hasznos terhet a tervezett használatnak megfelelően kell felvenni. Pl: állattartási épületekben (HU NA): kisméretű állatok (≤ 0,25 kN/each ): qk=1,5 kN/m2 2. egyéb állatok: qkEC =5,0 01/12/2006 - 1, EC -kN/m 2
16
Targoncák Targonc a
Önsúly [kN]
Szállított súly [kN]
Keréktáv a [m]
Teljes szélesség b [m]
Teljes hossz l [m]
FL 1
21
10
0,85
1,00
2,60
FL 2
31
15
0,95
1,10
3,00
FL 3
44
25
1,00
1,20
3,30
FL 4
60
40
1,20
1,40
4,00
FL 5
90
60
1,50
1,90
4,60
FL 6
110
80
1,80
2,30
5,10
Targonca -
osztály
Tengelyteher
Qk [kN]
FL 1
26
FL 2
40
FL 3
63
FL 4
90
FL 5
140
FL 6
170
01/12/2006
Targoncák osztályozása
Tengelyterhek Qdyn=ϕQk (függőleges)
ϕ=1,4 (gumikerekes) ϕ=2,0 (tömör kerekes)
Qh=0,3Qk (vízszintes – gyorsítás és fékezés) EC -
1, EC - 2
17
2.4. Parkolóházak és járműforgalommal terhelt födémek (a hidak kivételével)
Karakterisztikus értékek: Osztály F Teljes járműsúly: ≤ 30 kN G 30 kN < teljes járműsúly ≤ 160 kN 01/12/2006
qk [kN/m2]
Qk [kN]
1,5 - 2,5 (HU: 2,5)
10 - 20 (HU: 20)
5,0
40 - 90 (HU: 90) EC -
a=100 mm (F osztály) a=200 mm (G osztály) 1, EC - 2
18
2.5. Tetők
Karakterisztikus értékek: Osztály
qk [kN/m2]
Qk [kN]
H
0,0 - 1,0 (0,4) (HU: 0,4 ha a tetőhajlás ≤100 0,0 ha a tetőhajlás ≥200)
0,9 - 1,5 (1,0) (HU: 1,0 ha a tetőhajlás ≤100 0,0 ha a tetőhajlás ≥200)
K
A helikopter leszállási terhe, Q
A leszállási teher karakterisztikus értéke, Qk és din. tényezője, ϕ
Terhelt terület [m×m]
HC1 HC2
Q ≤ 20 kN 20 kN
Qk = 20 kN Qk = 60 kN
0,2×0,2 0,3×0,3
01/12/2006
ϕ=1,4 EC -
1, EC - 2
19
2.6. Korlátok vízszintes terhei Karakterisztikus értékek: Födémterület
qk [kN/m], Fk[kN]
A
0,2 -
1,0 (0,5) HU: 0,5
B és C1
0,2 -
1,0 (0,5) HU: 0,5
C2 -
0,8 -
1,0 HU: 1,0
C5
3,0
5,0 HU: 3,0
E
0,8 -
2,0 HU: 2,0
C4 és D
F G
01/12/2006
qk – vonal menti teher a korlát tetején v. max. 1,2 m magasságban Fk – 1,5 m hosszon a lökhárító magasságában működő koncentrált erő.
F és G osztály:
0,5mv 2 Fk = δ c + δb
0,5mv 2 Fk = δ c + δb
ahol: m – a jármű teljes súlya [kg] v – a jármű sebessége [m/s] a korlátra merőlegesen δc – a jármű alakváltozása [mm] δb – a korlát alakváltozása [mm]
EC -
1, EC - 2
20
ÉPÜLETEK HÓTERHE AZ EUROCODE 1 ALAPJÁN
MSZ EN 1991-1-3
Eurocode 1 MSZ EN 1991-1-1 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-1. rész: Általános hatások – Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei MSZ EN 1991-1-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-2. rész: A tűznek kitett tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1991-1-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-3. rész: Hóteher MSZ EN 1991-1-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-4. rész: Szélhatás MSZ EN 1991-1-5 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-5. rész: Hőmérsékleti hatások MSZ EN 1991-1-6 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-6. rész: Hatások a megvalósítás során MSZ EN 1991-1-7 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-7. rész: Rendkívüli hatások MSZ EN 1991-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 2. rész : Hidak forgalmi terhei MSZ EN 1991-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 3. rész : Gépek és daruk által okozott hatások MSZ EN 1991-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 4. rész : Silók és tartályok 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
22
Témakörök Szokásos és rendkívüli körülmények Felszíni hóteher Tetők hóterhei
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
23
Alkalmazási terület
Épületek és egyéb építőmérnöki szerkezetek hóterhei, kivéve:
magasabb tetőről leeső hóból származó hatások; a hó miatt megváltozó tetőalakra ható többlet szélhatás hóteher a teljes évben hóval borított területeken; jégteher; hidak hóterhei.
Nem vonatkozik >1500 m tengerszint feletti területekre
Tárgyalt hóterhek és körülmények
szokásos körülmények:
felszíni hóteher hófelhalmozódás
rendkívüli felszíni hóteher rendkívüli hófelhalmozódás
rendkívüli körülmények
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
24
Tervezési állapotok Szokásos körülmények esetén, a
felszíni hóteher és/vagy hófelhalmozódás
vagy kiemelt vagy egyidejű esetleges teher tartós/ideiglenes tervezési állapotban. Rendkívüli körülmények esetén, a
rendkívüli felszíni hóteher rendkívüli hófelhalmozódás
rendkívüli esetleges teher rendkívüli tervezési állapotban. 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
25
1. Felszíni hóteher Karakterisztikus érték (sk) Meghaladási valószínűség
visszatérési időszak: egy év meghaladási valószínűség : 0,02 (visszatérési időszak 50 év)
terepszintre vonatkozik függőleges irányban hat, vízszintes vetületre vonatkozik Nemzetileg meghatározott paraméter (NDP) európai hótérképek HU: sk=0,25(1+A/100)≥1,25 kN/m2 A – mAf. [m] 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
26
Éghajlati területek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
27
Alpesi terület
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
28
Európai hótérképek Climatic region A lpesiterület K özé p-K elet G örögo rszág Ib é ri a i -fé lszi get Med i terrán terület K özé p-N yuga t
Characteristic value of the snow load on the ground, sk [kN/m2] ⎡ ⎛ A ⎞2 ⎤ s k =(0,642 Z + 0,009) ⎢1+⎜ ⎟ ⎥ ⎣⎢ ⎝ 728 ⎠ ⎦⎥ ⎡ ⎛ A ⎞2 ⎤ s k =(0,264 Z − 0,002) ⎢1+⎜ ⎟ ⎥ ⎢⎣ ⎝ 256 ⎠ ⎥⎦ ⎡ ⎛ A ⎞2 ⎤ s k =(0,420Z − 0,030) ⎢1+⎜ ⎟ ⎥ ⎣⎢ ⎝ 917 ⎠ ⎦⎥ ⎡ ⎛ A ⎞2 ⎤ s k =(0,190Z − 0,095) ⎢1+⎜ ⎟ ⎥ ⎣⎢ ⎝ 524 ⎠ ⎦⎥ ⎡ ⎛ A ⎞2 ⎤ sk =(0,498Z − 0,209) ⎢1+⎜ ⎟ ⎥ ⎢⎣ ⎝ 452 ⎠ ⎥⎦ A s k = 0,164 Z − 0,082 + 966
S vé d o rszág, F i nno rszág
s k = 0,790Z + 0,375 +
U K , Íro rszág
s k = 0,140Z − 0,1 +
01/12/2006
A - tengerszint feletti magasság [m] Z - zónaszám a hótérképen
A 336
A 501
EC -
1, EC - 2
29
Tervezési értékek Felszíni hóteher sd = γ s sk γs – a hóteher parciális tényezője EQU és STR/GEO: γs=1,5 sk – a felszíni hóteher karakterisztikus értéke
Rendkívüli hóterhek sAd = Ceslsk Cesl=2,0
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
30
2. Tetők hóterhe
A tetők hóterhe (sr) különbözik a felszíni hótehertől (s), a következők miatt:
tető alakja, a tető hőtani jellemzői; a tető felszíni érdessége; a tető alatt keletkező hő mennyisége; a szomszédos épületek távolsága; a környező terepviszonyok; a helyi meteorológiai viszonyok.
Függőleges irányú és a tető vízszintes vetületére vonatkozik.
Két teherelrendezést kell figyelembe venni:
hóteher felhalmozódás nélkül hóteher felhalmozódással együtt.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
31
A tetők hóterhének számítása
Tartós és ideiglenes tervezési állapot sr,d=µiCeCtsd Rendkívüli tervezési állapot
rendkívüli hóteher esetén
rendkívüli hófelhalmozódás esetén
µi – a hóteher alaki tényezője Ce – kitettségi tényező, (a szél hatása)
ahol:
sr,Ad=µiCeCtsAd sr,Ad=µisd
Ce=0,8 Ce=1,0 Ce=1,2
szeles terep szokásos terep védett terep
Ct=1,0 Ct<1,0
szokásos tetők nagy hőátbocsátású tetők (>1,0 W/m2K)
Ct – hőmérsékleti tényező
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
32
Tervezési állapotok és teherelrendezések
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
33
Alaki tényezők
(a rendkívüli hófelhalmozódás kivételével)
lapostetők
hófelhalmozódás nélkül és hófelhalmozódással
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
34
Alaki tényezők
(a rendkívüli hófelhalmozódás kivételével)
nyeregtetők
hófelhalmozódás nélkül hófelhalmozódással hófelhalmozódással Ha a hó leesését akadály gátolja (pl. hófogó v. attika): µi=0,8.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
35
Alaki tényezők
(a rendkívüli hófelhalmozódás kivételével)
összekapcsolódó nyeregtetők hófelhalmozódás nélkül
hófelhalmozódással
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
36
Alaki tényezők
(a rendkívüli hófelhalmozódás kivételével)
donga alakú tetők
hófelhalmozódás nélkül hófelhalmozódással β>600 β≤600
µ3 = 0 µ3 = 0,2+10h/b
µ3,max
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
37
Alaki tényezők
(a rendkívüli hófelhalmozódás kivételével)
magasabb szerkezethez csatlakkozó v. ahhoz közeli tetők hófelhalmozódás nélkül hófelhalmozódással
µ1=0,8 µ2= µs+ µw ls=2h 5m ≤ ls ≤15m µs – alaki tényező a magasabb tetőről leeső hó figyelembevételére
µw – alaki tényező a szél hatásának figyelembevételére
α≤150 µs = 0 α>150 µs (50% hóteher-többlet a magasabb tetőn)
µw=(b1+b2)/2h ≤ γh/sk, (γ=2,0 kN/m3)
01/12/2006
EC -
0,8 ≤ µw≤ 4
1, EC - 2
38
Lokális hóterhek
tartós tervezési állapotban
a) Hófelhalmozódás kiálló részek és akadályok mögött
b) A tető szélén túlnyúló hó
c) Hófogók és akadályok hóterhei
µ1=0,8; µ2=γh/sk,
only for sites >800 m a.s.l.
Fs= s b sinα
(γ=2,0 kN/m3); 0,8≤µ2≤2,0
se=ks2/γ (γ=2,0 kN/m3)
ls=2h; 5m ≤ ls ≤15m
k=3/d and k ≤ dγ (d [m])
b – distance between guards
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
39
ÉPÜLETEK SZÉLTERHE AZ EUROCODE 1 ALAPJÁN
MSZ EN 1991-1-4
Eurocode 1 MSZ EN 1991-1-1 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-1. rész: Általános hatások – Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei MSZ EN 1991-1-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-2. rész: A tűznek kitett tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1991-1-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-3. rész: Hóteher MSZ EN 1991-1-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-4. rész: Szélhatás MSZ EN 1991-1-5 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-5. rész: Hőmérsékleti hatások MSZ EN 1991-1-6 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-6. rész: Hatások a megvalósítás során MSZ EN 1991-1-7 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-7. rész: Rendkívüli hatások MSZ EN 1991-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 2. rész : Hidak forgalmi terhei MSZ EN 1991-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 3. rész : Gépek és daruk által okozott hatások MSZ EN 1991-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 4. rész : Silók és tartályok 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
41
Témakörök A szélhatások meghatározása Szélhatások épületeken Nyomási tényezők Súrlódási tényezők erőtényezők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
42
Alkalmazási terület
Szélhatások a teljes szerkezeten (épületek és egyéb építőmérnöki szerkezetek) tartószerkezeti elemek a szerkezethez rögzített nem tartószerkezeti elemek (pl. burkolatok, zajvédő falak, stb.) továbbá a szél dinamikus hatásainak meghatározása.
Nem vonatkozik:
Alkalmazható
helyi hőmérsékleti hatások, (pl. kürtőhatás, tornádók) nem párhuzamos övű rácsos szerkezetekre ható szélhatások kihorgonyzott árbocokra és kéményekre ható szélhatások szél miatti csavarási rezgések, (pl. magasépületek központi merevítő maggal) hídfelszerkezetek rezgései keresztirányú szélörvények miatt kábelhidak olyan rezgések, ahol az alaprezgésnél magasabb sajátrezgések is jelentősek. ≤200 m épületek és egyéb építőmérnöki szerkezetek esetén ≤200 m támaszközű hidak
Nemzetileg meghatározott paraméterek (NDP)
meteorológiai adatok beépítettségi jellemzők domborzati viszonyok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
43
A szélhatás leírása A szélhatás modellje időben fluktuáló modellezés szélnyomásokkal vagy szélerőkkel
zárt szerkezetek: közvetlen nyomás a külső felületen és közvetett nyomás a belső felületeken (a külső felületek áteresztőképessége miatt) nyitott szerkezetek: közvetett nyomás a külső és a belső felületeken
a felületre merőleges (szélnyomás) a felülettel párhuzamos (szélsúrlódás)
a szélteher iránya
A szélhatás számítása általában:
torlónyomás (qp) alapján, alaki tényezők (cpi) és a szerkezet dinamikai viselkedésének (cscd) figyelembevételével
rezgésre érzékeny szerkezetek (karcsú szerkezetek, pl. kábelok, árbocok, kémények, hidak) és számottevő örvénylés esetén:
teljes dinamikai vizsgálattal
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
44
Tervezési állapotok A szélhatást rendkívüli teherként (rendkívüli szélhatás) általában nem kell figyelembe venni.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
45
1. A szélhatás meghatározása A szélhatás összetevői: átlagos összetevő (átlagos szél) fluktuáló összetevő (szélörvény)
1.1. Átlagos szélsebesség, vm(z) vm(z)=cr(z)co(z)vb
ahol: vb – a szélsebesség alapértéke cr(z) – érdességi tényező, mely figyelembe veszi a szélsebesség változását a terepszinttől mért magasság függvényében a szélirányba eső terep érdességének függvényében
co(z) – domborzati tényező (általában =1,0; >1,0 dombok, sziklafalak esetén) 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
46
A szélsebesség alapértéke, vb A szélsebesség alapértéke, vb vb=cdircseasonvb,0 ahol: vb,0 – a szélsebesség kiindulási alapértéke (HU: vb,0=20 m/s)
a 10 perces átlagos szélsebesség karakterisztikus értéke, a széliránytól és az évszaktól független, a terepszint felett 10 m magasságban nyílt terepen (II. beépítettségi osztály)
cdir - iránytényező, a szélirány szélsebességre gyakorolt hatása (=1,0 általában) cseason - évszaktényező, az évszak szélsebességre gyakorolt hatása (=1,0 általában, ≠1,0 pl. ideiglenes szerkezetek esetén) 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
47
Érdességi tényező, cr(z) Érdességi tényező, cr(z)
magasság menti változás (z) terep-érdesség szélirányban a széltámadta oldalon (0-IV beépítettségi osztályok) kisméretű (<10%), eltérő érdességű területek figyelmen kívül hagyhatók
⎛ z c r ( z ) = 0,19⎜⎜ ⎝ z 0, II c r ( z ) = c r ( z min ) 01/12/2006
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
0 , 07
⎛ z ln⎜⎜ ⎝ z0
⎞ ⎟⎟ ⎠
z min ≤ z ≤ z max
if if
z < z min EC -
1, EC - 2
48
Beépítettségi osztályok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
49
Domborzati tényező, co(z) Domborzati tényező, co(z)
Hirtelen domborzati változások (dombok, sziklafalak, stb.) hatása a szélsebességre ≤3% terepesés figyelmen kívül hagyható
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
50
Szélörvény, Iv(z) Szélörvény, Iv(z)
fluktuáló összetevő (várható érték: 0, szórás: σv) Def.: Iv(z)=σv/vm(z) if Iv(z)=Iv(zmin) if
zmin≤ z ≤ zmax z < zmin
szórás: σv=0,19(z0/z0,II)0,07 vb kl kl – örvénylési tényező (=1,0 általában)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
51
1.2. A torlónyomás csúcsértéke, qp(z) Az átlagos szélsebesség (vm(z)) és a szélörvény (Iv(z)) egyaránt tartalmazza qp(z)=[1+7Iv(z)]0,5ρvm2(z)=ce(z)qb ahol: ρ=1,25 kg/m3 – a levegő sűrűsége qb=0,5ρvb2 – a torlónyomás alapértéke ce(z) – kitettségi tényező 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
52
Kitettségi tényező, ce(z) sík terep esetén: co(z)=1,0
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
53
2. Szélhatások A szélhatások lehetnek szélnyomások (általában zárt. sík felületekkel határolt szerkezetek, pl. épületek esetén) vagy szélerők (komplex felülettel rendelkező szerkezetek, pl. hidak esetén)
A szélhatások iránya vagy merőleges a felületre (szélnyomás) szélnyomás (pozitív) szélszívás (negatív) vagy párhuzamos a felülettel (szélsúrlódás)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
54
Karakterisztikus és tervezési érték Karakterisztikus érték (w, Fw)
referencia időszak: egy év meghaladási valószínűség: 0,02 (visszatérési időszak: 50 év)
Tervezési érték wd = γw w vagy Fw,d= γw Fw γw – a szélhatás parciális tényezője EQU és STR/GEO: γw=1,5
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
55
2.1. Felületi szélnyomások, w Külső felületeken we=qp(ze)cpe Belső felületeken wi=qp(zi)cpi ahol: qp(ze) – a torlónyomás csúcsértéke ze,zi – referenciamagasság cpe,cpi – külső/belső nyomási tényezők 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
56
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
57
2.2. Szélerők, FW
Erőtényezők alapján Fw=cscd Σcf qp(ze) Aref
Felületi szélnyomások alapján
ahol:
külső szélerők: Fw,e=cscd Σwe Aref belső szélerők : Fw,i=cscd Σwi Aref súrlódási szélerők: Ffr=cfr qp(ze) Afr
cscd – szerkezeti tényező cf – erőtényező Aref - referencia felület cfr – súrlódási tényező Afr - a széliránnyal párhuzamos külső felület
A szélsúrlódás elhanyagolható, ha a széliránnyal párhuzamos összfelület kisebb, mint a szélirányra merőleges összfelület 4szerese (széltámadta és szélvédett oldal együttesen).
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
58
Szerkezeti tényező, cscd Figyelembe veszi a szélnyomások csúcsértékeinek nem egyidejű előfordulását (cs) a szerkezet szélörvény miatti rezgéseit (cd)
Meghatározható közelítő eljárással részletes eljárással 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
59
Szerkezeti tényező, cscd cscd~1,0
a) < 15 m magasságú épületek esetén b) homlokzati és tetőelemek esetén, ahol az első önrezgésszám >5 Hz c) keretszerkezetű, merevítőfalas, <100 m magasságú épületek esetén, melyek magassága kisebb, mint a szélirányú alaprajzi méret 4-szerese. d) kör km-ű kémények, melyek magassága < 60 m és < 6,5D
Részletes eljárást kell alkalmazni
más építőmérnöki szerkezetek (hidak kivételével) egyéb típusú kémények
esetén.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
60
2.3. Nyomási tényezők (cp) és erőtényezők (cf) Általában nyomási tényezőket célszerű alkalmazni
épületek körhengerek
szabadon álló tetők szabadon álló falak, mellvédek és kerítések
falak és egyéb felületek esetén
jelzőtáblák téglalap km-ű szerkezeti elemek esetén éles szélű szerkezeti elemek esetén szabályos sokszög km-ű szerkezeti elemek esetén körhengerek esetén gömbök esetén rácsos szerkezetek és állványzatok esetén zászlók esetén
hasznos nyomási tényezőket célszerű alkalmazni súrlódási tényezőket kell meghatározni erőtényezőket célszerű alkalmazni
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
61
Nyomási tényezők Épületek
Nyomási tényezők lokális (cpe,1) és globális (cpe,10) vizsgálatokhoz
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
62
Külső nyomási tényezők
Téglalap alaprajzú felületek függőleges falai Referencia magasság, ze
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
63
Külső nyomási tényezők
Téglalap alaprajzú épületek függőleges falai Zónabeosztás Külső nyomási tényezők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
64
Külső nyomási tényezők Lapostetők
Zónabeosztás Külső nyomási tényezők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
65
Külső nyomási tényezők Félnyereg-tetők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
66
Külső nyomási tényezők Nyeregtetők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
67
Külső nyomási tényezők Külső nyomási tényezők további szerkezetekre Kontyolt nyeregtetők Összekapcsolódó (többhajós) tetők Donga alakú tetők és kupolák
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
68
Belső nyomási tényezők A belső szélnyomás a külső felületeken lévő nyílások miatt jön létre. Dominéns oldalfelület (épület esetén) Anyílás,dom≥2Anyílás,többi Egy domináns oldalfelület esetén: cpi=0,75cpe if Anyílás,dom=2Anyílás,többi
cpi=0,90cpe if Anyílás,dom>3Anyílás,többi közben: lineáris interpoláció Domináns oldalfelülettel nem rendelkező épületek esetén: 0,5 ≤ cpi ≤ 0,4 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
69
Nyomási tényezők
többrétegű falak és tetők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
70
Hasznos nyomási tényezők szabadon álló tetők
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
71
Hasznos nyomási tényezők szabadon álló falak és mellvédek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
72
Hasznos nyomási tényezők jelzőtáblák
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
73
Súrlódási tényezők épületek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
74
Erőtényezők
Téglalap km-ű szerkezeti elemek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
75
Erőtényezők
Éles szélű szerkezeti elemek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
76
Erőtényezők
Szabályos sokszög km-ű szerkezeti elemek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
77
Erőtényezők Körhengerek
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
78
Erőtényezők
Rácsos szerkezetek és állványzatok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
79
Erőtényezők Zászlók
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
80
HŐMÉRSÉKLETI HATÁSOK AZ EUROCODE 1 ALAPJÁN
MSZ EN 1991-1-5
Eurocode 1 MSZ EN 1991-1-1 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-1. rész: Általános hatások – Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei MSZ EN 1991-1-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-2. rész: A tűznek kitett tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1991-1-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-3. rész: Hóteher MSZ EN 1991-1-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-4. rész: Szélhatás MSZ EN 1991-1-5 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-5. rész: Hőmérsékleti hatások MSZ EN 1991-1-6 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-6. rész: Hatások a megvalósítás során MSZ EN 1991-1-7 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 1-7. rész: Rendkívüli hatások MSZ EN 1991-2 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 2. rész : Hidak forgalmi terhei MSZ EN 1991-3 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 3. rész : Gépek és daruk által okozott hatások MSZ EN 1991-4 Eurocode 1: A tartószerkezeteket terhelő hatások. 4. rész : Silók és tartályok 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
82
Témakörök Hőmérséklet-eloszlás, hőmérsékletváltozási összetevők Épületek hőmérsékleti terhei Hidak hőmérsékleti terhei Speciális építőmérnöki szerkezetek hőmérsékleti terhei
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
83
Alkalmazási terület Hőmérsékleti hatások
épületeken, hidakon egyéb építőmérnöki szerkezeteken (ipari kémények, csővezetékek, silók, tartályok, hűtőtornyok)
A hőmérsékleti hatások éghajlati hatásból származó
napi és évszakos
hőmérséklet-változások (∆T) formájában vannak definiálva.
Ha a szerkezet napi és/vagy évszakos hőmérsékletváltozásnak nincs kitéve, akkor hőmérsékleti hatást nem kell figyelembe venni.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
84
Tervezési állapotok Éghajlati hatásból származó rendkívüli hőmérsékleti hatást nem kell figyelembe venni (a tűzteher nem éghajlati hatásból származik).
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
85
1. A hőmérsékleti hatások leírása A szerkezeti elem hőmérséklet-eloszlása (hőmérsékleti profil) függ az árnyékban mért léghőmérséklettől a nap- és egyéb háttérsugárzástól.
A hőmérsékleti hatások intenzitása függ
a (napi és évszakos) éghajlati viszonyoktól a szerkezet tájolásától a szerkezet teljes tömegétől, a szerkezet burkolataitól (pl. épületek falburkolatai), a fűtési és szellőztető rendszertől az alkalmazott hőszigeteléstől.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
86
Hőmérsékleti profil
Egy szerkezeti elem hőmérsékleti profiljának összetevői: a) egyenletes hőmérséklet-változási összetevő, ∆TU b) az y-y tengely mentén lineárisan változó, lineáris hőmérséklet-változási összetevő, ∆TMY c) a z-z tengely mentén lineárisan változó, lineáris hőmérséklet-változási összetevő, ∆TMZ d) nemlineáris hőmérséklet-változási összetevő, ∆TE (sajátfeszültségi állapotot eredményez)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
87
A hőmérsékleti hatás karakterisztikus értéke (∆T) A hatás definíciója: a hőmérsékleti profil szerinti hőmérséklet-változási összetevőkkel (∆TU, ∆TMY, ∆TMZ, ∆TE) szomszédos szerkezeti elemek közötti lokális hőmérséklet-különbségekkel, ∆Tp
Meghaladási valószínűség
referencia-időszak: egy év meghaladási valószínűség: 0,02 (visszatérési időszak: 50 év) 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
88
2. Épületek hőmérsékletváltozási összetevői
Általában a) az egyenletes hőmérséklet-változási összetevőt, ∆TU=TT0 b) a y-y tengely mentén lineárisan változó, lineáris hőmérséklet-változási összetevőt, ∆TMY c) az z-z tengely mentén lineárisan változó, lineáris hőmérséklet-változási összetevő, ∆TMZ kell figyelembe venni.
A szerkezeti elem hőmérsékleti profilja függ az átlagos hőmérséklettől (T) (a megvalósítás során érvényes) a kezdeti hőmérséklettől (T0). (egyéb adat hiányában T0=100C)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
89
Átlagos hőmérséklet (T) „Pontos” megoldás: Hőterjedési elmélet alapján. Közelítően: ahol:
Tin + Tout T= 2
Tin – belső környezeti hőmérséklet (belső hőmérséklet) Évsza k Tin [0C] N yár
T1=200C (H U : 20)
T él
T2=250C (HU:25)
Tout – külső környezeti hőmérséklet (külső hőmérséklet) 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
90
Árnyékban mért léghőmérséklet (Tmax és Tmin)
Árnyékban mért léghőmérsékletek Tmin – legkisebb árnyékban mért léghőmérséklet Tmax – legnagyobb árnyékban mért léghőmérséklet
HU: az Adriai tenger szintjén: Tmax=350C Tmin=-150C Tengerszint feletti magasságtól függő módosító tényező: ≤200 mAf: Tmax és Tmin érvényes. >200 mAf: 1,00C/100 m csökkentés a Tmax esetén 0,50C/100 m csökkentés a Tmin esetén 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
91
Külső hőmérséklet (Tout) Terepszint feletti szerkezetek esetén: Évszak
Nyár
Tout [0C] (45oN és 55oN szélességi fokok között)
A felület színe Világos, fényes felület
Tmax + T3 (T 3=00C (H U :0) ÉK tájo lású függőleges felületek ) ntes felület) (T 3=180C (H U :18) D N Y tájo lású függőleges é s a z összes vízszi
Világos, színes felület
Tmax + T4 (T 4=2 C (H U :2) ÉK tájo lású függőleges felületek ) (T 4=300C (H U :30) D N Y tájo lású függőleges é s a z összes vízszi ntes felület)
Sötét felület
Tmax + T5 (T 5=4 C (H U :4) ÉK tájo lású függőleges felületek ) (T 5=420C (H U :30) D N Y tájo lású függőleges é s a z összes vízszi ntes felület)
0
0
Tél
Tmin
Terepszint alatti szerkezetek esetén: Évszak Nyár Tél 01/12/2006
Mélység a terepszint alatt
Tout [0C] (45oN és 55oN szélességi fokok között)
≤ 1,0 m
T6 (=80C (H U :8))
> 1,0 m
T7 (=50C (H U :5))
≤ 1,0 m
T8 (=-50C (H U :-5))
> 1,0 m
T9 (=-30C (H U :-3)) EC -
1, EC - 2
92
3. Hidak hőmérsékletváltozási összetevői
A híd-felszerkezetek osztályozása
1. típus: acél felszerkezet
acél szekrénytartó rácsos vagy gerinclemezes acéltartó
betonlemez beton gerendaszerkezet beton szekrénytartó
2. típus: Együttdolgozó felszerkezet 3. típus: beton felszerkezet
Általában
a) az egyenletes hőmérséklet-változási összetevőt, ∆TN b) a függőleges síkban lineárisan változó, lineáris hőmérsékletváltozási összetevőt, ∆TM,v és ha szükséges, akkor a c) a vízszintes síkban lineárisan változó, lineáris hőmérsékletváltozási összetevőt, ∆TM,h kell figyelembe venni.
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
93
Legkisebb és legnagyobb hídhőmérsékletek, Te,min és Te,max Tmin – legkisebb árnyékban mért léghőmérséklet Tmax – legnagyobb árnyékban
mért léghőmérséklet
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
94
Egyenletes hőmérséklet-változási összetevő, ∆TN (∆TN,con, ∆TN,exp)
Egyenletes hőmérséklet-változási összetevő
Legnagyobb összehúzódás
Legnagyobb tágulás
Teljes egyenletes hőmérséklet-változási összetevő
∆TN,con=T0-Te.min
∆TN,con=Te.max-T0
∆TN=Te.max-Te.min
ahol: Te,min – a legkisebb hídhőmérséklet Te,max – a legnagyobb hídhőmérséklet
Támaszok és dilatációk esetén:
ha a beállításhoz T0 nincs előírva: ∆TN,con= ∆TN,exp=200C ha a beállításhoz T0 elő van írva : ∆TN,con= ∆TN,exp=100C
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
95
Függőleges hőmérséklet-változási összetevő, ∆TM,v (∆TM,heat, ∆TM,cool) Közúti és vasúti hidaknál 50 mm burkolatvastagság esetén:
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
96
Vertical temperature difference components, ∆TM,v (∆TM,heat, ∆TM,cool) Módosító tényező (ksur) a ∆TM,heat és ∆TM,cool meghatározásához >50 mm burkolatvastagság esetén:
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
97
Az egyenletes és a lineárisan változó hőmérséklet-változási összetevők egyidejűsége A következő esetek közül a kedvezőtlenebbik: ∆TM,heat (or ∆TM,cool) + ωN ∆TN,exp (or ∆TN,con) ωM ∆TM,heat (or ∆TM,cool) + ∆TN,exp (or ∆TN,con) ahol: ωN=0,35 01/12/2006
ωM=0,75 EC -
1, EC - 2
98
Különleges esetek
Vízszintes hőmérséklet-változási összetevő, ∆TM,h
Szekrénytartók falainak külső és belső felülete közötti hőmérséklet-különbség (∆TM=150C) Eltérő egyenletes hőmérséklet-változási összetevők szomszédos szerkezeti elemek között (hőmérsékleti lépcső)
csak akkor, ha a felszerkezet egyik oldala a másikhoz képest sokkal nagyobb mértékben ki van téve a napsugárzásnak (∆TM,h=50C)
150C főtartó szerkezeti elemek között (pl. függesztőkábel és ív között) 100C és 200C világos és sötét színű függesztő/ferdekábel és pályszerkezet/pilon között.
Hídpillérek
beton hídpillérek (tömör vagy üreges): lineáris hőmérsékletváltozás a szemben lévő felületek között (∆TM,h=50C) üreges betonpillérek esetén: lineáris hőmérséklet-különbség a falak külső és a belső felületei között (∆TM=150C).
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
99
4. Speciális építőmérnöki szerkezetek hőmérséklet-változási összetevői
A szerkezettől eltérő hőmérsékletű gázzal, folyadékkal vagy szilárd anyaggal érintkező szerkezetek:
ipari kémények, csővezetékek, silók, tartályok hűtőtornyok.
A hőmérsékleti hatások származnak
éghajlati hatásokból (az árnyékban mért léghőmérséklet és a
napsugárzás változásai miatt) az üzemszerű működés során kialakuló hőmérséklet-különbségekből
a tartószerkezet és a szállított anyag hőmérséklet-változások miatti alakváltozásának a gátlása a kölcsönhatás következében (pl. a szerkezet
felmelegedés v. lehűlés miatti alakváltozását a benne lévő szilárd anyag gátolja, a szerkezetben lévő szilárd anyag felmelegedés v. lehűlés miatti alakváltozását a tartószerkezet gátolja)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
100
Hőmérséklet-változási összetevők
egyenletes hőmérsékletváltozási összetevő, ∆TN (éghajlati hatások) lineárisan változó hőmérsékletváltozási összetevő, ∆TM (funkció+éghajlati hatások) lépcsős hőmérsékletkülönbség, ∆Tst (napsugárzás)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
101
BETONSZERKEZETEK MÉRETEZÉSE AZ EUROCODE 2 ALAPJÁN
MSZ EN 1992-1-1
Eurocode 2 MSZ EN 1992-1-1 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-1. rész: Általános elvek és az épületekre vonatkozó szabályok MSZ EN 1992-1-2 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 1-2. rész: Tervezés tűzhatásra MSZ EN 1992-2 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 2. rész: Beton hidak. Tervezési és szerkesztési szabályok MSZ EN 1992-3 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése. 3. rész: Folyadéktároló szerkezetek és tartályok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
103
Témakörök 1. Anyagok 2. Erőtani számítás 3. Határállapotok vizsgálata Teherbírási határállapotok Hajlítás Külpontos nyomás Nyírás Csavarás Átszúródás Használhatósági határállapotok 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
104
MSZ és Eurocode összehasonlítása
Azonosságok - hasonlóságok
Méretezés elve és módszere
Határállapot-koncepció (teherbírási és használhatósági határállapotok) osztott biztonsági (EC: parciális) tényezős méretezési eljárás
teherbírási határállapot – képlékeny elven történő számítás használhatósági határállapotok – rugalmas számítás
A számítási módszerek elvei és alapfeltevései
Különbségek az EC-ben az MSZ-hez képest
Nemzetileg maghatározott paraméterek (NDP)
biztonsági szint, használhatósági követelmények, számítási eljárások részletei
A tervezés és a megvalósítás körülményei figyelembe vehetők az ellenállás oldali biztonsági szintben (az EC szerint) A tartósság kiemelt szerepet kap (környezeti osztályok, használhatósági követelmények)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
105
1. Anyagok Betonacél
Duktilitási osztályok: 01/12/2006
A – (ft/fy)k ≥ 1,05
pl. S500A
B – (ft/fy)k ≥ 1,08
pl. S500B
c – (ft/fy)k ≥ 1,15
pl. S500C
EC -
1, EC - 2
106
Feszítőacél Relaxációs osztályok: •1. osztály: huzalok, pászmák): szokásos mértékű relaxáció
•2. osztály (huzalok, pászmák): alacsony mértékű relaxáció
•3. osztály (feszítőrudak): szokásos mértékű relaxáció
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
107
Beton Megnevezés: C50/60–XF4–16–F3 Szilárdsági osztályok C16/20 - C90/105 Tartóssági követelmények
környezeti osztályok minimális betonszilárdsági osztályok minimális betonfedés
Időtől függő anyagjellemzők
szilárdságok kialakulása zsugorodás kúszás
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
108
Szilárdsági osztályok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
109
Tartósság - környezeti osztályok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
110
Tartósság - környezeti osztályok (HU)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
111
Tartósság - minimális betonszilárdsági osztályok
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
112
Tartósság - minimális betonfedés cmin = max(cmin,b; cmin,d) cmin,b - lehorgonyzódás miatt szükséges betonfedés, f(φ) cmin,d- tartósság miatt szükséges betonfedés, a környezeti osztály függvénye
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
113
Időtől függő tulajdonságok Zsugorodás εcs(t) = εca(t) + εcd(t) εca(t) – ülepedési zsugorodás εcd(t) – száradási zsugorodás
Kúszás (lineáris) ϕ(t,t0) = ϕ0 βc(t,t0) ϕ0 – a kúszás végértéke βc(t,t0) - időfüggvény
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
114
2. Erőtani számítás
Erőtani számítás elve
Használhatósági határállapotban
igénybevételek meghatározása lineárisan rugalmas elven lineáris σ-ε diagramok
igénybevételek meghatározása
Teherbírási határállapotokban
lineárisan rugalmas elven lineárisan rugalmas elven, korlátozott igénybevétel-átrendeződés figyelembevételével képlékeny elven
képlékeny szakaszt tartalmazó σ-ε diagramok
Feszített szerkezetek
Feszített szerkezetek feszültségveszteségei A feszítési hatás figyelembevétele
01/12/2006
teherbírási határállapotban: Pk=Pm(t), ∆σp,ULS használhatósági határállapotban: Pk,inf=rinfPm(t); Pk,sup=rsupPm(t) EC -
1, EC - 2
115
3. Határállapotok vizsgálata 3.1. Teherbírási határállapotok Hajlítás Külpontos nyomás Nyírás Csavarás Átszúródás
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
116
3.1.1. Hajlítás Idealizált σ-ε diagramok - beton
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
117
Idealizált σ-ε diagramok – betonacél és feszítőacél
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
118
A szilárdságok tervezési értékei Beton fcd = αccfck/γc αcc=1,0 vagy 0,85(hidak) fctd = αctfctk,0,05/γc αct=1,0 αcc=αct=0,8 (vasalatlan v. gyengén vasalt szerkezet)
Betonacél fyd = fyk/γs
Feszítőacél fpd = fp0,1k/γs 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
119
Anyagi parciális tényezők
Csökkentett anyagi parciális tényezők
Megfelelő minőségellenőrzési rendszer és csökkentett tűrések alkalmazása γs=1,1 és γc=1,5 ha a km-i méretek és az acélbetétek elhelyezési pontossága megadott tűréseken belül van γs=1,1 és γc=1,4 ha a fentieken túl νc<10% Csökkentett, vagy a megvalósult geometriai méreteken alapuló számítás γs=1,05 és γc=1,45 ha az erőtani számítás megadott tűrésekkel csökkentett, vagy valós geometriai mérteken alapul γs=1,05 és γc=1,35 ha a fentieken túl νc<10% - 1, EC - 2betonszilárdsági adatok 120 01/12/2006 Megvalósult szerkezetenECmért alkalmazásakor: γc≥1,3
3.1.2. Külpontos nyomás
Zömök elemek (2-rendű hatás elhanyagolható)
λ < λlim =
20 ABC n
A – kúszás hatása B – acélhányad hatása C – az elsőrendű nyomatékok eloszlásának hatása n – fajlagos normálerő
Módszerek (2-rendű hatás figyelembevétele)
Általános módszer (nemlineáris másodrendű elmélet - geometriai és anyagi nemlinearitás) Közelítő módszerek
01/12/2006
névleges merevségen alapuló eljárás (elkülönített oszlopra és szerkezetre) néveges görbületen alapuló eljárás - külpontosság-növekmények módszere (elsősorban elkülönített oszlopra) EC -
1, EC - 2
121
Kihajlási hossz (λ=ℓ0/i) egyértelmű befogási viszonyok részleges befogások fix csomópontú oszlop
elmozduló csomópontú oszlop
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
122
Névleges merevségen alapuló eljárás Karcsú nyomott elem névleges merevsége EI=KcEcdIc+KsEsIs Hajlítónyomaték tervezési értéke
ME0d – elsőrendű nyomaték β - a kihajlási alakra jellemző (állandó km.: β=π2/c0) NB – kihajláshoz tartozó normálerő a névleges merevség alapján NEd – az ME0d-vel egyidejű normálerő tervezési értéke 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
123
Névleges görbületen alapuló eljárás Hajlítónyomaték tervezési értéke
Elkülönített oszlop módszer
M2=NEde2
1 r l 20 e2 = c 1/r – görbület (kúszás, normálerő-szint) l0 – kihajlási hossz c – kihalási alak (≅π2) 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
124
Ferde külpontos nyomás
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
125
3.1.3. Nyírás Követelmények a km. nyírási teherbírása ferde nyomási teherbírás Méretezett nyírási vasalás nem szükséges, ha:
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
126
A nyíróerő redukciója Változó magasságú km. esetén
01/12/2006
Támasz közelében
EC -
1, EC - 2
127
Méretezett nyírási vasalást nem igénylő keresztmetszetek (VEd≤VRd,c) Nyírása vasalatlan v. gyengén vasalt szakasz (ρw<ρw,min)
Hajlításra berepedt szakasz (ρw≥ρw,min) (σEd>fctd)
Hajlításra repedésmentes szakasz (ρw≥ρw,min) (σEd≤fctd)
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
128
Méretezett nyírási vasalást igénylő keresztmetszetek (VEd>VRd,c) Változó dőlésű rácsrúd módszer
α=900 esetén A km. nyírási teherbírása:
Ferde nyomási teherbírás:
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
129
Speciális nyírási problémák Az övek a gerinc közötti nyírás
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
130
Speciális nyírási problémák Különböző időpontban betonozott elemek együttdolgozása
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
131
3.1.4. Csavarás egyenértékű falvastagság: nyírófolyam: nyíróerő/fal: hosszvasalás:
Egyidejű nyírás és csavarás:
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
132
3.1.5. Átszúródás
Nem szükséges átszúródási vasalás, ha: A km. nyírási teherbírása:
Ferde nyomási teherbírás: 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
133
3.2. Használhatósági határállapotok Normálfeszültségek korlátozása (irreverzilibilis határállapotok megelőzése) – karakterisztikus komb. képlékeny alakváltozások megelőzése az acélokban túlzott nyomófeszültségek miatti hosszirányú repedések megelőzése a betonban
Repedésmentesség, dekompresszió vagy rep.korlátozás - gyakori v. kvázi-állandó kombináció megfelelő tartósság vizuális megjelenés
Alakváltozások korlátozása – kvázi-állandó komb. csatlakozó szerkezetek károsodásának megelőzése vizuális megjelenés fenntartási problémák (pl. vízelvezetés)134 01/12/2006 EC - megelőzése 1, EC - 2
3.2.1. Normálfeszültségek korlátozása
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
135
3.2.2. Repedéskorlátozás Követelmények:
Igazolás a repedéstágasság számítása nélkül:
Igazolás a repedéstágasság számításával: 01/12/2006
EC -
1, EC - 2
136
3.2.3. Alakváltozások korlátozása Ajánlott követelmények (kvázi-állandó igénybevétel szinten) L/250
a vasbeton szerkezetek funkciója, a szerkezeti elemek megfelelő működése, a kedvezőtlen megjelenés elkerülése
L/500
a csatlakozó elemek károsodásának megelőzése
Alakváltozások közelítő számítása a repedezettség figyelembevételével: A húzott betonzóna a merevítő hatása:
01/12/2006
EC -
1, EC - 2
137