Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Segédlet
Kizárólag oktatási célra!
Faanyagok jellemzői – Tűlevelűek és nyárfafélék Tűlevelűek és nyárfafélék Fenyők C14
C16
C18
C22
C24
C27
C30
C40
2
Szilárdsági értékek (N/mm ) Hajlítás Húzás
Nyomás Nyírás
fm,k
14
16
18
22
24
27
30
40
ft,0,k
8
10
11
13
14
16
18
24
ft,90,k
0,3
0,3
0,3
0,3
0,4
0,4
0,4
0,4
fc,0,k
16
17
18
20
21
22
23
26
fc,90,k
2,0
2,2
2,2
2,4
2,5
2,6
2,7
2,9
fv,k
1,7
1,8
2,0
2,4
2,5
2,8
3,0
3,8
2
Merevségi értékek (kN/mm ) E0,mean Rugalmassági modulus
Nyírási modulus
7
8
9
10
11
12
12
14
E0,05
4,7
5,4
6
6,7
7,4
8
8
9,4
E90,mean
0,2
0,3
0,3
0,3
0,4
0,4
0,4
0,5
Gmean
0,44
0,50
0,56
0,63
0,69
0,72
0,75
0,88
3
Sűrűség (kg/m ) Sűrűség
ρk
290
310
320
340
350
370
380
420
Átlagos sűrűség
ρmean
350
370
380
410
420
450
460
500
Stabilitási jellemzők kc (kihajlás)
λE
53,8
56,0
57,4
57,5
59,0
59,9
58,6
kcrit (kiford)
λE,m
16,2
16,2
16,2
15,5
15,5
15,3
14,5
59,7 13,6
1
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Faanyagok jellemzői – Rétegelt-ragasztott fa homogén GL
kombinált GL
Rétegelt-ragaszott fa 24h
28h
32h
36h
24c
28c
32c
36c
2
Szilárdsági értékek (N/mm ) Hajlítás
fm,g,k
24
28
32
36
24
28
32
36
ft,0,g,k
16,5
19,5
22,5
26
14
16,5
19,5
22,5
ft,90,g,k
0,4
0,45
0,5
0,6
0,35
0,4
0,45
0,5
fc,0,g,k
24
26,5
29
31
21
24
26,5
29
fc,90,g,k
2,7
3
3,3
3,6
2,4
2,7
3
3,3
fv,g,k
2,7
3,2
3,8
4,3
2,2
2,7
3,2
3,8
Húzás
Nyomás
Nyírás
2
Merevségi értékek (kN/mm ) E0,g,mean
11,6
12,6
13,7
14,7
11,6
12,6
13,7
14,7
E0,05,g
9,4
10,2
11,1
11,9
9,4
10,2
11,1
11,9
E90,g,mean
0,39
0,42
0,46
0,49
0,32
0,39
0,42
0,46
Nyírási modulus
Gg,mean
0,72
0,78
0,85
0,91
0,59
0,72
0,78
Átlagos sűrűség
ρmean
460
490
510
535
420
460
490
Rugalmassági modulus
0,85
520
Stabilitási jellemzők kc (kihajlás) kcrit (kiford)
λE
62,2
61,6
61,5
61,6
66,5
64,8
64,3
λE,m
17,5
17,1
16,7
16,3
16,9
16,8
16,4
63,6 16,0
2
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Teheridőtartam osztályok Teheridőtartam osztály Állandó Hosszú időtartamú Közepes időtartamú Rövid időtartamú Pillanatnyi
Teher időtartama T > 10 év 6 hónap < T ≤ 10 év 1 hét < T ≤ 6 hónap T ≤ 1 hét
Példa Önsúly Raktározás Födém hasznos terhe Hó Szél, rendkívüli teher
Felhasználási osztályok (T= 20°C - service class) Faanyag átlagos Környezeti Felhasználási osztály nedvességtartalma páratartalom 1 u ≤ 12 °C ≤ 65 %
Példa
2
u ≤ 20 °C
≤ 85 %
3
u ≥20 °C
≥ 85 %
fűtött, zárt tér fűtetlen, zárt vagy fedett, nyitott tér talajban, víz alatt
2. felhaszn. osztály
3. felhaszn. osztály
A kmod módosító tényező értéke Tömör fa, RRfa, furnérlemez Anyag/teher típusa 1. felhaszn. osztály Állandó Hosszú időtartamú Közepes időtartamú Rövid időtartamú Pillanatnyi
0,6 0,7 0,8 0,9 1,1
Parciális tényezők Alapkombinációkban Természetes fa, faforgácslap, farostlemez, MDF Rétegelt-ragasztott fa Rétegelt lemez, OSB Kapcsolatok általában Szeglemezes kapcsolatok
0,6 0,7 0,8 0,9 1,1
γM
Rendkívüli kombinációkban
0,5 0,55 0,6 0,7 0,9
γM
1,30 1,25 1,20 1,30 1,25
1,00
A kdef módosító tényező értéke Anyag Szerkezeti fa, rétegelt-ragasztott fa
1 0,60
Felhasználási osztály 2 0,80
3 2,00
3
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Anyagjellemzők általános tervezési értéke
ahol
Xd: anyagjellemző tervezési értéke kmod: teheridőtartamtól és felhasználási osztálytól függő tényező γM: jellemző parciális tényezője
Teherbírási határállapotok 1. Rostokkal párhuzamos húzás/nyomás Rostokkal párhuzamos húzás
Rostokkal párhuzamos nyomás
2. Rostokra merőleges nyomás (pecsétnyomás)
és ahol: Fc,90,d: rostokra merőleges nyomóerő tervezési értéke Aef: hatékony csatlakozási felület
l
h
lef: Aef:
l + 2×30 mm lef × b
l1 :
csatlakozási felületek közötti távolság
lef
b
kc,90 értékei Folytonos támaszon felfekvő elemek Szakaszos támaszon felfekvő elemek
l1 ≥2h l1 ≥2h
Szerkezeti puhafa 1,00 1,25 1,00 1,50
RRFa 1,00 1,50 1,00 1,75
4
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
3. Ferde hajlítás
km:
0,7 1,0
ha a keresztmetszet téglalap alakú, minden más esetben
4. Tiszta nyírás
Ha a szerkezet hajlított, a repedés hatását hatékony elemszélességgel kell figyelembe venni:
kcr = 0,67
szerkezeti fa és RRFa
kcr = 1,00
egyéb faalapú termék
5. Külpontos húzás
6. Külpontos nyomás
5
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
7. Nyomott rúd kihajlása
ahol: λy: λz:
y tengely körüli hajlításhoz tartozó karcsúság z tengely körüli hajlításhoz tartozó karcsúság
ha λrel,y ≤ 0,3 és λrel,z ≤ 0,3, akkor:
minden más esetben:
ahol: βc egyenességi tényező:
0,2 0,1
természetes szerkezeti fa esetén, RRFa esetén
8. Gerenda kifordulás Hajlító nyomaték esetén
Hajlítás és nyomóerő esetén
λrel,m ≤ 0,75
0,75 < λrel,m ≤ 1,4
1,4 < λrel,m
kcrit = 1 1,56-0,75λrel,m 1 / (λrel,m)2 kcrit = 1,00 ha a gerenda nyomott öve oldalirányban teljes hosszban megtámasztott
puhafánál, tömör négyszög keresztmetszetnél
6
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Gerenda tipusa Kéttámaszú Konzol
Építészmérnöki Tanszék
Terhelés elrendezése Állandó nyomaték Egyenletesen megoszló teher Koncentrált erő tartóközépen Egyenletesen megoszló teher Koncentrált erő szabad végen
lef / l 1,0 0,9 0,8 0,5 0,8
9. Alakváltozások uinst: uinst,G, uinst,Q,1, uinstQ,i:
pillanatnyi alakváltozás a karakterisztikus kombinációból hatások által okozott pillanatnyi alakváltozások
ufin:
alakváltozás végértéke kvázi-állandó kombinációból u fin u fin ,G u fin ,Q1 u fin ,Q ,i u fin ,G uinst,G ( 1 k def ) u fin ,Q ,1 uinst,Q ,1 ( 1 2 ,1k def ) u fin ,Q ,i uinst,Q ,i ( 0 ,i 2 ,i k def )
Gerendák lehajlása wnet,fin = wfin – wc = (winst + wcreep) – wc ahol: wnet,fin: nettó lehajlás végértéke wfin: lehajlás végértéke wc: túlemelés winst: pillanatnyi lehajlás wcreep: kúszási lehajlás
Gerendák lehajlásának határértékei Gerenda típusa
winst
wnet,fin
wfin
Kéttámaszú konzolos
L/300-L/500 L/150-L/300
L/250-L/350 L/125-L/175
L/150-L/300 L/75-L/150
7
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Kapcsolatok fh,k beágyazási szilárdság
k90 Puhafa,Rrfa LVL
Csavar
0,90+0,15d 0,11(1-0,01d)ρk
Rétegelt lemez
50 d-0,6 t0,2
OSB
Előfúrás nélkül
0,082ρk d-0,3
Előfúrással
0,082(1-0,01d)ρk
Fa-falemez kapcsolat (2d fejátmérő min) Facsavar
1,30+0,15d
Keményfák Fa-falemez kapcsolat
Szeg
1,35+0,15d
0 ,082( 1 0 ,01d ) k k90 sin 2 cos 2
0,11 ρk d-0,3
Rétegelt lemez
65 d-0,7 t0,1
OSB
d > 6 mm
0,3 fu,k d2,6
d <= 6 mm
0,45 fu d2,6
Kapcsolóelem képlékeny nyomatéka
My,Rk 0,3 fu,k d2,6
Csavar Szeg
Facsavar
Hatékony kapcsolóelem száma
Kör keresztm.
0,3 fu d2,6
Négyszög km.
0,45 fu d2,6
d > 6 mm
0,3 fu,k d2,6
d ≤ 6 mm
0,3 fu d2,6
Fv ,ef ,Rk nef Fv ,Rk
nef
n0 ,9 4
Csavar
a1 13d
Előfúrás nélkül
Előfúrással
a1≥14d
1,0
1,0
a1=10d
0,85
0,85
a1=7d
0,7
0,7
a1=4d
-
0,5
de max n
Szeg
kef
8
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Csavarok osztásközei
9
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Fa-fa és falemez-fa kapcsolatok
10
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
11
Fa-, falazott és kőszerkezetek
Építészmérnöki Tanszék
Acéllemez-fa kapcsolatok vékony v ≤ 0,5d
vastag 0,5d < v < d
d≤v
Az acéllemez vastagságától függetlenül:
12
