Történelmi, technológiai, és anyagtani összefoglaló

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Történelmi, technológiai, és anyagtani összefoglaló"

Teréz Tóthné
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 Acélszerkezetek Történelmi, technológiai, és anyagtani összefoglaló Greschik Gyula, március 25. 1

2 Mi valósítható meg acélból? Minden Jellemző példa: R. Buckminster Fuller ( ) Dymaxion autó, 1930-as évek Dymaxion ház, 1940-es évek Zongora hangoló szeg, szike, daru, tengeralattjáró, gerendák, feszítőkábelek... 2

évek Dymaxion ház, 1940-es évek Zongora hangoló szeg,

3 És persze... Geodóm, Fuller szabadalom 1954 Biosphere, Montreal 3

4 Lábjegyzet Zeiss planetárium, Jena, 1922 tervező: a Zeiss főmérnöke Walter Bauersfeld ( ) 4

5 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

megbocsátóvá teszi: a pontatlanságokra, komolyabb zavaró hatósokra nem

6 A folyási mechanizmus Nyírási alapú Ennek következménye a nyomásra és húzasra azonos folyási határ A Huber-Mises-Hencky kritérium is a nyírást fogja meg és az összetettebb modellek is ezt mérik, már a tenzor matematika világában Folyás akkor következik be, ha a deviatorikus feszültségtenzor (a nyírás 3D megfelelője) első invariánsa elér egy bizonyos határértéket Ennek a határértéknek az egydimenziósított leképezése a mérések világába a hagyományos folyási határ 6

matematika világában Folyás akkor következik be, ha a deviatorikus feszültségtenzor (a nyírás 3D megfelelője) első

7 Az anyag és helye a többi közt Sűrűség =7850 kg/m 3 Rugalm. Mod. E=210 GPa Szilárdságok Erősebb acéloknál már nincs folyási plató Kémiai, anyagszerkezeti tulajdonságok vas Korróziós hajlam Ötvözhetőség Kristályszerkezet... stb. Anyagm inőség f y [N/m m 2 ] f u [N/m m 2 ] S S S S

anyagszerkezeti tulajdonságok vas Korróziós hajlam Ötvözhetőség Kristályszerkezet.

8 Ötvözet a szénnel Az idő hatását és további ötvözőanyagokat hozzáadva a lehetséges állapotok lenyűgöző sokasága adódik 8

9 Korrózió Vasoxid, vashidroxid: rozsda keletkezik. A vegytiszta folyamat: 4 Fe + 3 O 2 = 2 Fe 2 O 3 Intenzitása erősen függ: a levegő nedvességtartalmától a levegő szennyezettségétől a hőmérséklettől. Átlagos sebessége: tiszta, mezőgazdasági légkörben: 0,02 0,03 mm/év átlagos városi légkörben: 0,04 0,05 mm/év szennyezett ipari légkörben: 0,06 0,07 mm/év trópusi, óceáni légkörben: 0,08 1,0 mm/év. 9

nedvességtartalmától a levegő szennyezettségétől a hőmérséklettől.

10 Az acélanyag gyártása Kohósítás Ércelőkészítés (őrlés, szétválasztás,...) Nyersvas kinyerése (kiolvasztása) Acélgyártás (széntartalom beállítása, ötvözés több lépcsőben, folyékony, esetleg újraolvasztott állapotban) Elektromos Fűtésű olvasztó belseje, Új Zéland hőmérséklet kb o C Öntés 10

beállítása, ötvözés több lépcsőben, folyékony, esetleg újraolvasztott

11 Lábjegyzet a hőmérsékletekről Vas és acélanyagok A lávák hőmérséklete általában alacsonyabb Pl. tucatnyi lávafajta közül a... Riolit láva o C Dácit láva o C Andezit láva o C Bazalt láva o C Olvadáspont Kovácsoltvas o C Szürkeöntvény o C Duktilis vas 1149 o C Szénacél o C Rozsdamentes acél 1510 o C 11

.. Riolit láva 700-900 o C Dácit láva 800-1100 o C Andezit láva 950-1200 o C Bazalt láva 1000-1250 o C http://volcano.

12 Félkésztermékek és gyártásuk 1 Melegen hengerelt profilok: izzó, kovácsolható hőmérsékletű acél görgők közt apránként alakíttatik Lemezek, profilok,... Legkisebb I gerenda magasság kb. 8 cm Melegen extrudált Melegen húzott... termékek sokasága 12

13 Félkésztermékek és gyártásuk 2 Hidegen hajlított, hengerelt profilok Hidegen húzott...termékek sokasága Szelvényenként állandó, vékony lemezvastagság Az anyag mechanikusan edzett Belső feszültségek ébrednek a gyártás során......és maradnak is 13

14 Összehasonlítás Oszlop és gerenda acél, fa, vasbeton 14

15 Fesztáv és anyagválasztás Fa gerenda Előregyártott vasbeton Monolit vasbeton Ragasztott fa tartó Acél gerinclemezes tartó Acél rácsos tartó 3,0 9,0 m 3,6 24,0 m 6,0 24,0 m 6,0 30,0 m 4,2 40,0 m 7,2 150,0 m 15

gerinclemezes tartó Acél rácsos tartó 3,0 9,0 m 3,6

16 Fesztáv és acélszerkezet választás Gerinclemezes gerenda Rácsos gerenda tartó Keret szerkezet Íves kialakítású szerkezet Kábel szerkezet 3,6 24,0 m 7,2 120,0 m 12,0 60,0 m 30,0 90,0 m 36,0 150,0 m 16

kialakítású szerkezet Kábel szerkezet 3,6 24,0 m

17 Fejlődési irány Egyre bővülő félkész termék választék Egyre bővülő anyagminőségi válastrék ami 20 éve különleges volt, ma már mindennapi Egyre nagyobb hangsűly az üzemi gyártáson, előgyártáson, szerelésen Régen szinte soha nem volt elég a gyári szelvény Sőt, volt, amikor gyári szelvény nem is létezett 17

nagyobb hangsűly az üzemi gyártáson, előgyártáson, szerelésen Régen szinte

18 Szerelési egység elkészítésének lépései Darabolás Összeállítás Hegesztés Csavarozás Felületkezelés Pontossági követelmények Szerelőasztal, sablon Próbaszerelés Automata eljárások Védőgázas ívhegesztés Egyengetés, feszültség mentesítés Lyukasztás Bontható egységek csavarozása Helyszíni kapcsolatok előkészítése Minden lépésnél Szinte mindig kifizetődik célszerszám készítése Tisztítás Kezelés 18

ívhegesztés Egyengetés, feszültség mentesítés Lyukasztás Bontható egységek csavarozása Helyszíni

19 A legrégebbi példák a szerszám- és hadiipar világából valók Nyílhegyek, kések-kardok, páncél, lőfegyver... Hosszú idő telik el, amíg az építőiparben is megjelenik 19

20 Segédszerkezetek rendszerelemek Vonóvasak Feszítőművek Merevítő rendszerek Kényes részletek pl. faszerkezeti csomópont egységek Angyali üdvözlet festmény, XV. sz. dereka Városháza, Lőcse,

21 Segédszerkezetek rendszerelemek Falkötő vas, Cambridge, UK Öntöttvas oszlop Falkötő vas alkalmazása ékkel, kovácsolással is megoldható kialakítással 21

22 A híres régi Coalbrookdale-i példa Öntöttvas híd a Severn folyón Shropshire, Anglia ( , 61 m teljes hossz) Ide gyártott elemekből Nyomással dolgozó konstrukció nemcsak a kor szemléletét tükrözi, hanem történetesen illeszkedik az öntöttvas mechanikai tulajdonságaihoz is 22

23 Még így, nyomottan is reped Forrás: Wikipedia.org 23

24 Egyforma öntöttvas elemek Aquaduct öntöttvas elemekből. Anglia

25 Közelebbi múlt Kovácsoltvas, hegeszvas,... acél Viszonylag szűk félkésztermék választék Ebből összetett, sokféle igénybevételre tervezett elemek (gerendák, oszlopok, stb.) készültek Nagy helyszíni munkaigény: minden kapcsolat, a felületkezelés tipikusan az építési helyszínen készült 25

26 Példa , 23 hónap, 300 (ma 324) m magasság Kovácsolt vas ( majdnem acél) Darabok előre gyártva 0,1 mm pontossággal, illesztveellenőrizve Helyben újból összerakva Csavarokkal ideiglenesen összefogva Végül szegecselve 26

27 Kapcsolat részletek...szegecs- és lemez méretek, erőátadás lemezsíkban, állíthatóság... 27

28 Szerelés a helyszínen 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 Állvány+emelőmű ( daru ), sínpár, előkészített elemek, öntvény talp 28

29 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

30 Szegecselt 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 2,5 millió szegecs, elem Csak egy munkás halt szörnyet a mélységbe zuhanva 30

31 Karbantartás korrózióvédelem Az Eiffel tornyot 7 évenként festik újra 50 t festék, 25 mázoló, 15 hónap A 17. alkalommal három új követelmény jelent meg: A felület teljes letisztítása Ellenőrzés Korszerűbb biztonsági előírások Ha duplex védelmet alkalmaztak volna (horganyzás + festés), az első komolyabb felújításra 25 évvel az építkezés után került volna sor, amit aztán a 7 éves ciklusban kisebb ill. nagyobb felületvédelmi munkák követtek volna. A 125 év során csupán 7 alapos újrafestés elegendő lett volna. A teljes építési költség (inflációval számított) felét máig meg lehetett volna takarítani. 31

32 Másik példa GE (korábban RCA) épület, a 10. legmagasabb NY City-ben 70 emelet, 259 m szept. 20, 256 m magasan: ők már egy U szelvény páron ülnek 32

33 A jelen Egy példa a sok közül: Ponte Constituziona (Calatrava) Olaszország, Velence 33

34 Kis szerelési egységek, példa Éden projekt, Cornwall, Anglia 34

35 Kis szerelési egységek, példa Sok kis hasonló elem 35

36 Kis szerelési egységek, példa Szerelés és egységei 36

37 Más modern példák Pei, Bank of China, Shanghai Foster, Lelkek piramisa, Astana, Kazahsztán Calatrava, Pályaudvar, Lyon 37

38 Újabb és újabb megoldások Zhijinghe folyó hídja [fonetika angol átirata szerint 支井河大桥 ] Dazhipingzhen, Hubei tartomány, Kína,

39 支井河大桥 294 m magasság, 430 m fesztáv 39

40 Szerkezet Rácsos ív, 8 hosszanti rúd (cső) 40

41 Rácsos ív, 8 hosszanti rúd (cső) Építés 1 41

42 Építés 2 Ív zárása Végül: betonkitöltés 42

43 Bejárhatóság Négy járda 43

Hasonló dokumentumok

FERNEZELYI SÁNDOR EGYETEMI TANÁR

MAGASÉPÍTÉSI ACÉLSZERKEZETEK 1. AZ ACÉLÉPÍTÉS FERNEZELYI SÁNDOR EGYETEMI TANÁR A vas felhasználásának felfedezése kultúrtörténeti korszakváltást jelentett. - - Kőkorszak - Bronzkorszak - Vaskorszak - A