Megoldás falazatra. A tégla, mint tartószerkezet - falazott szerkezetek tervezése az Eurocode szabványok szerint

Átírás

1 Megoldás falazatra A tégla, mint tartószerkezet - falazott szerkezetek tervezése az Eurocode szabványok szerint Pozsonyi Norbert - műszaki szaktanácsadó Komplex kihívások az épületek tervezése és kivitelezése során a sokoldalú tégla és kerámiacserép MATÉSZ Konferencia, április 12.

2 Tartalom Az EUROCODE 6 és 8 szabványokról Falazatok mechanikai jellemzői Falazat méretezése tartós és szeizmikus helyzetben Földrengés számítás módszerei Szerkesztési szabályok, tervezési alapelvek

3 AZ EUROCODE SZABVÁNYOKRÓL január 1. MSZ szabványsorozat Eurocode szabványsorozat MSZ EN : Építmények falazott teherhordó szerkezeteinek erőtani tervezése MSZ EN 1996 (Eurocode 6): Falazott szerkezetek tervezése 23 oldal 392 oldal MI : Méretezési irányelvek földrengési hatásokra MSZ EN 1998 (Eurocode 8): Tartószerkezetek földrengésállóságának tervezése 216 oldal

4 FALAZÓELEMMEL KAPCSOLATOS ALAPFOGALMAK falazóelem osztály falazóelem-csoport falazóelem nyomószilárdság I. osztályú falazóelem a gyártó a karakterisztikus nyomószilárdságot garantálja üzemi gyártásellenőrzés is van II. osztályú falazóelem a gyártó az átlagos nyomószilárdságot garantálja nincs üzemi gyártásellenőrzés Wienerberger gyártásellenőrzés minden Porotherm termék I. osztályú falazóelem Falazóelem osztály minőségi osztály! A tervezési paraméterek, biztonsági tényezők felvételének egyik eleme!

5 FALAZÓELEMMEL KAPCSOLATOS ALAPFOGALMAK falazóelem osztály falazóelem-csoport falazóelem nyomószilárdság A falazat nyomószilárdságát befolyásoló geometriai tényezők bordavastagságok az összes lyuk és teljes térfogat aránya az egyes lyukak térfogata I-IV. falazóelem-csoport üregek iránya (függőleges/vízszintes) I. csoport II. csoport III. csoport IV. csoport

6 A KÖTŐANYAGGAL KAPCSOLATOS FOGALMAK kötőanyag típusa habarcs nyomószilárdsága Vastaghabarcs 6-15 mm (átlag 12 mm) Vékony rétegű habarcs 1,0 mm Dryfix ragasztó Csiszolatlan tégla Csiszolt tégla (PROFI)

7 A KÖTŐANYAGGAL KAPCSOLATOS FOGALMAK kötőanyag típusa habarcs nyomószilárdsága Vastaghabarcs 6-15 mm (átlag 12 mm) Vékony rétegű habarcs 1,0 mm Dryfix ragasztó f m N / mm jele: pl. M10 2 Wienerberger Porotherm termékek

8 FALAZATOK MECHANIKAI JELLEMZŐI nyomószilárdság nyírószilárdság Vastaghabarcs 6-15 mm (átlag 12 mm) Vékony rétegű habarcs 1,0 mm Dryfix ragasztó f K f f 0,7 0,3 k b m f K f k 0,7 b f b = a falazóelem nyomószilárdsága f m = a habarcs nyomószilárdsága WB Alkalmazástechnika szerint K = a falazóelem csoporttól és a kötőanyag típusától függő szorzó

9 FALAZATOK MECHANIKAI JELLEMZŐI nyomószilárdság nyírószilárdság Kitöltött állóhézag Kitöltetlen állóhézag

10 FALAZATOK MECHANIKAI JELLEMZŐI nyomószilárdság nyírószilárdság 0,9 0,8 nyírószilárdság f vk f 0 0, 4 0,065 vk d b f 0,7 0,6 20% 0,5 f 0, 4 0,045 vk 0 d b f 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 50% 1 50% 80% 2 1: függőleges teher=0 (építés alatt) 2: függőleges teher ~30 t/m (fal és födém önsúly) függőleges nyomófeszültség 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 d

11 FALAZATOK MECHANIKAI JELLEMZŐI nyomószilárdság nyírószilárdság

12 FALAZOTT SZERKEZETEK BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI Kivitelezési szempontok Besorolási osztály Van-e felelős műszaki vezető? Van-e műszaki ellenőr? A habarcsból és a kitöltőbetonból próbatestek készülnek? Tervezett összetételű, gyári falazóhabarcs Helyszínen keverhető receptbeton és recepthabarcs A hézagok habarcstelítettsége legalább 100% 100% 100% 90% 80% Legkisebb falazóelem méret Félméretű vagy annál nagyobb Negyedméretű vagy annál nagyobb Falazóelem darabolásának módja Gépi Kézi γ (biztonsági tényező) Anyag I. osztályú falazóelem, tervezett összetételű gyárihabarcs 1,50 1,70 2,00 2,20 2,50 A készülő falazat I. osztályú falazóelem, recepthabarcs 1,70 2,00 2,20 2,50 2,70 II. osztályú falazóelem, tetszőleges habarcs 2,00 2,20 2,50 2,70 3,00

13 FALAZOTT SZERKEZETEK BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI Tartós tervezési helyzetben: a táblázatban szereplő érték (γ =1,50-3,00) Szeizmikus tervezési helyzetben: a tartós érték 2/3, de min.1,50 (γ =1,50-2,00) Használhatósági határállapotban: γ =1,00 MSZ EN :2009 NB5: A falazott szerkezet kivitelezéséhez szükséges, a tervezéshez figyelembe vett paramétereket a tervben meg kell adni A készülő falazat γ (biztonsági tényező) Anyag I. osztályú falazóelem, tervezett összetételű gyárihabarcs 1,50 1,70 2,00 2,20 2,50 I. osztályú falazóelem, recepthabarcs 1,70 2,00 2,20 2,50 2,70 II. osztályú falazóelem, tetszőleges habarcs 2,00 2,20 2,50 2,70 3,00

14 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés 1 V 1 N 1 N 1 M 1 m h N m M m N m 2 f, f, E k vk 0 V 2 l N 2 t M 2 N 2 geometria igénybevételek a falazat anyagjellemzői biztonsági tényező

15 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés a fal síkjára merőlegesen kezdeti külpontosság (geometriai hiba) teher okozta külpontosság (hajlításból) kúszás okozta külpontosság (csak középen) e i t A fal keresztmetszete (fent i=1; alul i=2) húzott felület nyomott felület t i e 1 2 i i t

16 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés a fal síkjára merőlegesen kezdeti külpontosság (geometriai hiba) teher okozta külpontosság (hajlításból) kúszás okozta külpontosság (csak középen) e m A fal keresztmetszete t középen (i=m) húzott felület nyomott felület t m

17 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés a fal síkjára merőlegesen

18 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés a fal síkjában V 1 N 1 Vízszintes nyíróerők földrengésből V 2 N 2 A fal nézete

19 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés nyírási ellenállás V N1 1 rugalmas állapotban e 1 A 1 V A f / V kn; kn / m Rd, i i vk M Ed, i A 1 t N m e m A m A m t A 2 e2 N 2 3x x V 2 A 2 A fal alaprajzai a különböző keresztmetszetekben t

20 FALAZOTT SZERKEZETEK MÉRETEZÉSE TARTÓS ÉS SZEIZMIKUS HELYZETBEN kiindulási adatok külpontosságok ellenőrzés nyomási ellenállás N A f / N kn; kn / m Rd, i i k M Ed, i képlékeny állapotban e 1 A 1 t V 1 N 1 A 1 A m t N m e m A m A 2 t A fal alaprajzai a különböző keresztmetszetekben A 2 e2 N 2 2x x V 2

21 A FÖLDRENGÉSBŐL SZÁRMAZÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA Lakóépület viselkedése földrengés hatására

22 A FÖLDRENGÉSBŐL SZÁRMAZÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA 3. födémszint Jellemző rezgésalakok támaszmozgás hatására 2. födémszint 1. födémszint

23 A FÖLDRENGÉSBŐL SZÁRMAZÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA Alaprajzi kialakítás feltételei: Az alaprajz megközelítőleg téglalap legyen Az EC8 szerinti egyszerű falazott épület A rövidebb és hosszabb oldal aránya max 1:4. A téglalap formából való ki- és beugrások területe a vizsgált szint födém területének 15%-a. Merevítőfalakra vonatkozó követelmények: A merevítőfalakat két egymásra merőleges irányban, közel szimmetrikusan kell elhelyezni Irányonként legalább két-két párhuzamos merevítőfalat kell elhelyezni, és legalább e két fal hossza a falirányú épületméret min. 30%-a legyen. Az egyirányban elrendezett merevítőfalak közötti távolság min. a vizsgált irányra merőleges épületméret 75%-a legyen. A függőleges teher min. 75%-át a merevítőfalak hordják (nem pillérek). A merevítőfalak folytonosak legyenek az épület teljes magasságában.

24 A FÖLDRENGÉSBŐL SZÁRMAZÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA Az EC8 szerinti egyszerű falazott épület Vasalatlan falazat Helyszíni gyorsulás 0,07g 0,10g 0,15g Az EC8 szerint vasalatlan fal nem Szerkezettípus alkalmazható, ha a talaj tervezési gyorsulása >0,20 g. A szintek száma (tetőtér nélkül) A merevítőfalak irányonkénti minimális összes keresztmetszeti területe a szintenkénti teljes födémterület %-ában 1 2,0 2,0 3,5 2 2,0 2,5 5,0 3 3,0 5,0 4 5,0 100 m 2 - es épületnél 5 % = 16,7 fm PTH 30 K

25 A FÖLDRENGÉSBŐL SZÁRMAZÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA Az EC8 szerinti egyszerű falazott épület Helyszíni gyorsulás 0,07g 0,10g 0,15g Szerkezettípus Vasalatlan falazat A merevítőfalak irányonkénti minimális összes A szintek száma keresztmetszeti területe a szintenkénti teljes (tetőtér nélkül) födémterület %-ában 1 2,0 2,0 3,5 2 2,0 2,5 5,0 3 3,0 5,0 4 5,0 100 m 2 - es épületnél 5 % = 16,7 fm PTH 30 K ha a feltételek teljesülnek nem kell számítás!

26 A FÖLDRENGÉSBŐL SZÁRMAZÓ IGÉNYBEVÉTELEK MEGHATÁROZÁSA Számítási módszerek Anyagtörvény Statikus vizsgálat Dinamikai vizsgálat Lineárisan rugalmas Vízszintes erők módszere Modális válaszspektrum módszer Nemlineáris Nemlineáris eltolás vizsgálat Időfüggvény szerinti nemlineáris számítás

27 A VÍZSZINTES ERŐK MÓDSZERE alapnyíróerő igénybevételek korlátozások Talajgyorsulás (a g ) Talajtényező (S) Tervezési spektrum (S d ) Viselkedési tényező (q; téglaépület esetén 2,0-2,5) Az épület teljes tömege (m) A szeizmikus vízszintes földrengésteher F b =S d *m alapnyíróerő (F b )

28 A VÍZSZINTES ERŐK MÓDSZERE alapnyíróerő igénybevételek korlátozások a födémszintekre ható erők Az alapnyíróerőt szét kell osztani az egyes szintek között Az egyes szintekre ható erők arányosak a szintmagassággal és a szintek tömegével F 4 m 4 h m i i Fi Fb kn hjmj F 3 F 2 m 3 m 2 2,9 m 1 F1 Fb kn (2,9 m1 5,8 m2 8,7 m3 11,6 m4) F 1 m 1 alapnyíróerő (F b )

29 A VÍZSZINTES ERŐK MÓDSZERE alapnyíróerő igénybevételek korlátozások az egyes falakra jutó erők A szintek csavarási és tömegközéppontjának meghatározása A szeizmikus erők működtetése a tömegközéppontban F b o x 0,3*F b

30 A VÍZSZINTES ERŐK MÓDSZERE alapnyíróerő igénybevételek korlátozások alaprajzi és magasság menti szabályosság közel lineáris első rezgésalak merev épület (téglaépületek általában merevek) ha a feltételek nem teljesülnek részletes számítás!

31 SZERKESZTÉSI SZABÁLYOK Merevítőfalra vonatkozó szabályok Merevítőfal min. két egymásra merőleges irányban legyen, irányonként 2-2 db. A merevítőfal típusa Min. falvastagság t (mm) Maximális karcsúság (h/t) Vasalatlan falazat POROTHERM 20 N+F POROTHERM 25 N+F Merevítőfal

32 TERVEZÉSI ALAPELVEK A rövidebb és hosszabb oldal aránya max 1:4

33 TERVEZÉSI ALAPELVEK Közel szimmetrikus alaprajzi és magassági elrendezés

34 TERVEZÉSI ALAPELVEK Dilatációk elhelyezése

35 TERVEZÉSI ALAPELVEK Csavarási merevség biztosítása az épület szélein elhelyezett merevítésekkel

36 TERVEZÉSI ALAPELVEK Épület csavaró mozgása

37 TERVEZÉSI ALAPELVEK Magassági szabályosság feltételei

38 TERVEZÉSI ALAPELVEK Jól követhető erőjáték, puha szintek kerülése

39 TERVEZÉSI ALAPELVEK Tárcsaszerű merevség biztosítása a födémsíkban

40 Összefoglalás Az EC6 szerinti falazat szilárdsági jellemzők az Alkalmazástechnikai útmutatóban (DRYFIX is) Az N+F falazat nyírószilárdsága nem 0! A tervezés során feltételezett kivitelezési körülményeket a terveken (műszaki leírásban) rögzíteni kell! Kompakt alaprajz esetén a földrengéssel szembeni állékonyság számítás nélkül igazolható! Közel szabályos alaprajzi és magassági elrendezés esetén a vízszintes erők módszere alkalmazható! Szabálytalan formák, merevségek esetén részletes számítást kell készíteni!

41 Megoldás falazatra Köszönöm a figyelmet! Pozsonyi Norbert műszaki szaktanácsadó norbert.pozsonyi@wienerberger.hu