89
2. SZERKEZET
SZERKEZETEK
ÁCSOLAT
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
SZERKEZETI CSATLAKOZÓK A modern csavarok új megközelítése úgymint csatlakozók nagyfokú statikai teljesítménnyel, kihasználva az axiális kapacitást.
ELLENÁLLÁS CSAVAROK RÉSZLEGES MENETTEL A terhelés irányába lokalizált területen a feszültségek koncentrációja. A fa furat falának kiszakadásához és a csavar meghajlásához kapcsolódó ellenállások.
A teljes menetes felületen elosztott stressz. Magas ellenállások melyek a nyírófeszültséggel terhelt fa hengerhez kötődnek
nyírásnak kitett csavarok
tengelyiránybann terhelt csatlakozók
átmérővel arányos ellenállás
ellenállás a menet hosszának arányában
ALKALMAZÁSI PÉLDÁK
fa-fa kötés
kötés részleges menetű HBS csavarokkal
nagyobb csavarszám és nagyobb deformáció
90
CSATLAKOZÓK TELJES MENETTEL
kötés teljes menetű VGZ csavarokkal
kevesebb csatlakozó és kisebb deformációk
SZERKEZETEK
ÁCSOLAT
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
F
MEREVSÉG
F
RÉSZLEGES MENETES CSAVAROK
F
F
MEREVSÉG
F F
F
hajlékonyság
F
F
TELJES MENETES CSATLAKOZÓK MEREVSÉG
F F
• nyírásnak kitett csavarok • jelentősebb mozga- s F tások • kis merevség • nagyfokú hajlékonyság
s
s
F
hajlékonyság • csatlakozók tengelyirányú igénybevétellel s • limitált mozgatások • nagyfokú merevség • csökkent hajlékonyság
s
s
F
KÍSÉRLETI VISELKEDÉS A csatlakozás merevsége hagyományosan a terhelés-elmozdulás monoton görbéjének s változásával kerül megállapításra.A grafikon a nyírási próbákra hivatkozik az oldalirányban terhelt HBS csaavarok elmozdulásának ellenőrzésekor és a tengelyirányban terhelt keresztezett VGZ csavarokra.
F - load [kN]
s
kSER VGZ
kSER HBS
s - slip [mm]
91
SZERKEZETEK
ÁCSOLAT
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
CSAVAROK TENGELYIRÁNYÚ IGÉNYBEVÉTELLEL Az ellenállás arányos a menet hosszával, ezért kisebb átmérőkkel nagyobb teljesítmény érhető el.
AZ ELLENÁLLÁS MEGHATÁROZÁSA A tengelyirányban terhelt csavarok ellenállásának ellenőrzéséhez a meghatározó érték kisebb: MENET húzás
ACÉL húzás/fejleválás, instabilitás
ellenállás 30-100% menet funkció
FEJ behatolás
ellenállás 100%
ellenállás 10%
A teljes menetes csatlakozóknál a a fejbehatolási ellenállást (korlátozottan a részleges menetű csavarra) elhanyagoljuk, és helyette a jelentős menetkiszakadási ellenállást vesszük figyelembe mely jelentkezik mind húzóterhelsnél mind összenyomásnál.
ALKALMAZÁSI PÉLDÁK
Nyíró kötés fa-fa
Csatlakozás végig menetes VGZ csavarral Fc
Ft
Ft
Fc
Csatlakozás részleges menetű HBS csavarral Fc=0
Ft
Ft
KÖTÉSEK KÜLÖNBÖZŐ TÍPUSÚ CSATLAKOZÓKKAL "Amikor egy csatlakozás különböző mértékegységeket vagy különböző merevségű mértékegységeket tartalmaz, ajánlatos hogy a kompatibilitást ellenőrizzük. [EN 1995:2008]." A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy nem engedélyezett különböző rögzítési rendszerek alkalmazása egy terhelés átvitelére (pl. nyírás F) : a globális ellenállás nem az egyes ellenállások összege.
92
ÁCSOLAT
SZERKEZETEK
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
ALKALMAZÁSI PÉLDÁK F nyíróerő átadása tengelyirányban hangsúlyos csatlakozókkal A MEGOLDÁS 2 KERESZTEZETT CSATLAKOZÓ
B MEGOLDÁS 2 PÁRHUZAMOS CSATLAKOZÓ
F
F
ERŐK SZÉTBONTÁSA 1 csavar húzó
1 csavar nyomó
EREDMÉNY R = F
R
ERŐK SZÉTBONTÁSA 2 csavar húzásban
közvetlen kapcsolat: fa nyomás alatt
EREDMÉNY R = F
R/2 + R/2 = R*
* hozzá kell adni az esetleges súrlódási hozzájárulást
93
SZERKEZETEK
ÁCSOLAT
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
SZERKEZETI ERŐSÍTÉSEK A fa anizotróp anyag, ezért, különböző mechanikai jellemzőkkel bír, a rostirány és a feszültség szerint.
Az anyag anizotrópiája a sejtszerkezetéből adódik:
Az erősítések között, a fára ható leggyakoribb
rostkötegekből áll, melyeket a lignin fog össze, és
egyirányú terhelések a következők:
nagyon vékony szalmaszálkötegekhez hasonlítanak
1. rostokra merőleges erők
melyeket tracheidáknak hívunk. A fizikai felépítés
2. rostokra merőleges erők
határozza meg fa mechanikai tulajdonságait:
3. rostokra merőleges nyomás
• nagyobb ellenállás és merevség a rost tengelyének
4. hosszanti nyírás
irányában ható terheléseknél, • kisebb
hatékonyság
a
rostokra
merőleges
terheléseknél, főleg a szakítószilárdságnál.
1
94
2
3
4
SZERKEZETEK
ÁCSOLAT
1
KÜLSŐ
ROSTOKRA MERŐLEGES HÚZÓ ERŐSÍTÉS - BEMETSZÉS SZAKADÁS
3
ERŐSÍTÉS
Az ellenállást elsősorban a rések, csomók, gyantacsatornák befolyásolják. Határozottan törékeny viselkedés.
2
ROSTOKRA MERŐLEGES HÚZÓ ERŐSÍTÉS - TERHELÉS SZAKADÁS
FA/FÉM
A törés bekövetkezhet akkor, ha az alkalmazott terhelés meghaladja a főtartó limitált magasságát. ( a/h ≤ 0,7). Határozottan törékeny viselkedés.
ROSTOKRA MERŐLEGES NYOMÁSI ERŐSÍTÉS - TÁMASZ SZAKADÁS
ERŐSÍTÉS
A rostok összenyomása és roncsolása az erőbehatás területén (pl. letámasztás). megfelelően képlékeny viselkedés.
4
ERŐSÍTÉS
KIEGÉSZÍTŐK
HOSSZIRÁNYÚ NYÍRÁSI VASALÁS SZAKADÁS
ERŐSÍTÉS
Összeomlás a semleges tengely közelében, a szekció két részének kölcsönös megcsúszása. Meghajlásnak kitett gerenda : a feszültségi zóna vagy a megtámasztási zóna. Határozottan törékeny viselkedés.
95
ÁCSOLAT
SZERKEZETEK
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
RÖGZÍTÉS FOLYAMATOS SZIGETELÉSHEZ A szigetelőréteg folyamatos felhelyezése kiváló energetikai teljesítményt ad, a hőhidak kiiktatásával. Hatékonyságának feltétele a megfelelően kiszámolt rögzítőelemek megfelelő használata.
KRITIKUS PONTOK 1
SZIGETELŐANYAG ÖSSZENYOMÁSA
A szigetelőanyag összenyomása (nagy terhelések miatt) a szellőzőkamra méretének csökkenését okozza, következésképpen, csökken a résekben lévő szellőzés, így a hatékonyság is. Azonkívül, előfordulhat
2
A SZIGETELÉS ÉS A BURKOLAT ELMOZDÍTÁSA
A szerkezetre ható terhelésnek van egy rétegre/ homlokzatra ható párhuzamos komponense is, amely, ha nincs gátolva (pl. A típusú csavarokkal) okozhatja a külső rétegek elmozdulását, a tetőszerkezet és a szigetelés sérülésével. Ebből származnak különféle termikus, esztétikai, lég-és vízzárási problémák.
hogy csökken a szigetelő hatás, mert az összenyomás következtében a vastagság kisebb lesz a kezdetinél. Hogy ezt megelőzzük, meg kell győződni arról, hogy a szigetelőanyag összenyomási ellenállása σ(10%) elégséges-e a környezeti hatások ellen.
F
F
Alternatívaként, mindig lehetőség van két irányban döntött csavarokat elhelyezni, úgy hogy a terhelést teljes egészében átvegyék a rögzítők, és semmilyen módon ne deformálódjon a szgetelőanyag. 3
HŐHIDAK
Fontos, hogy a szigetelőanyag folyamatos legyen, megszakítások vagy nyílások nélkül, a hatékonyság növelésére minimalizálva a hőhidakat. Azokat a hőhidakat is ki kell iktatni amelyek a túl sűrű vagy rosszul felrakott rögzítés miatt keletkeznek.
96
SZERKEZETEK
ÁCSOLAT
KÜLSŐ
FA/FÉM
KIEGÉSZÍTŐK
BORÍTÁS: PUHA SZIGETELÉS
BORÍTÁS: PUHA SZIGETELÉS
Alacsony nyomási ellenállás ( σ(10%) < 50 kPa - EN 826) • a szigetelés nem bírja el a rétegre merőleges terhelési elemet (N) • A csavarok húzásnak (A) és összenyomásnak (B) vannak kitéve. • Nagyon nagy szélnek kitett terhelésnél © kiegészítő csavarokat alkalmazunk • a megfelelő vastagságú lécezés lehetővé teszi a rögzítések számának optimalizálását.
Magas nyomási ellenállás (σ(10%) ≥ 50 kPa - EN 826) • a szigetelés elbírja a rétegre merőleges terhelési elemet (N) • a csavarok csak húzásnak vannak kitéve (A) • nagyon nagy szélnek kitett terhelésnél (C) kiegészítő csavarokat alkalmazunk • a megfelelő vastagságú lécezés lehetővé teszi a rögzítések számának optimalizálását.
N
N
F
F
A
A B
A
A
A B C
C
F
HOMLOKZAT • A csavaroknak el kell viselniük a szél nyomási és szívási hatásait (±N) valamint a függőleges erőket • elhelyezés: egy csavar húzásban (A) és egy merőlegesen a homlokzatra ( C ) megfeszítve vagy összenyomva N függvényében, vagy 2 irányba döntött csavarok • A csavaroknak ( C ) el kell viselniük a szél nyomási és szívási hatásait (±N) és alternatívakként ki vannak téve az osszenyomásnak vagy húzásnak
A
C
±N
A
C
97
