T E R V E Z É S I S E G É D L E T

Átírás

1 T E R V E Z É S I S E G É D L E T a Magasépítési Vasbetonszerkezetek című tantárgy gyakorlati feladatához (BSc. képzés) Készítette: Haris István, Kiss Rita M. v3.0 Budapest, szeptember

2 TARTALOMJEGYZÉK 1. Félévközi tervezési feladat általános ismertetése Általános szerkezeti kialakítás Közelítő méretfelvételek Közbenső főállás általános vázlattervi nézete Méretfelvétel Darupályatartó méretfelvétele Rövidfőtartó méretfelvétele Tetőpanel méretfelvétele Oszlop méretfelvétele Felső szakasz Alsó szakasz Tömör alsó keresztmetszet A kehelyalap méretfelvétele és kialakítása Néhány tipizált vasbeton elem katalóguslapja Közelítő ellenőrző számítások Felhasznált szabványok, egyéb szakirodalom Rendelkezésünkre álló adatok Terhek, hatások Teher útja Állandó hatások Esetleges hatások Hatáskombinációk Csarnokot érő hatások meghatározása Állandó hatások, az önsúly Esetleges hatások, hasznos teher Esetleges hatások, hóteher Esetleges hatások, szélteher Esetleges hatások, daruteher Tetőpanel közelítő ellenőrzése Tetőpanel geometriai adatai, statikai váz Tetőpanel anyagjellemzői Tetőpanelre ható erők és hatáskombinációk Tetőpanel közelítő ellenőrzése Lágyvasalású rövidfőtartók közelítő ellenőrzése Lágyvasalású rövidfőtartó geometriai adatai, statikai váz

3 Lágyvasalású rövidfőtartó anyagjellemzői Lágyvasalású rövidfőtartóra ható erők és hatáskombinációk Lágyvasalású rövidfőtartó közelítő ellenőrzése Feszített rövidfőtartó ellenőrzése Feszített rövidfőtartó közelítő ellenőrzése Darupályatartó közelítő ellenőrzése Darupályatartó geometriai adatai, statikai váz Darupályatartóra ható erők és hatáskombinációk Monolit vasbeton darupályatartó közelítő ellenőrzése Oszlop közelítő ellenőrzése Oszlop geometriai adatai, statikai váz Oszlop anyagjellemzői Oszlopra ható erők és hatáskombinációk Tömör oszlop kihajlási hosszának meghatározása keretsíkban Tömör oszlop kihajlási hosszának meghatározása keretsíkra merőlegesen Tömör oszlop közelítő ellenőrzése Oszlop közelítő ellenőrzése Rövidkonzolok közelítő ellenőrzése Kehelyalap közelítő ellenőrzése Kehelyalap geometriai adatai Kehelyalap anyagjellemzői Altalaj jellemzői Kehelyalapra ható erők és hatáskombinációk Kehelyalap közelítő ellenőrzése Falvázoszlop közelítő ellenőrzése Falvázoszlop szerepe Falvázoszlop kialakítása, statikai váz Falvázoszlop anyagjellemzői Falvázoszlopra ható erők és hatáskombinációk Falvázoszlop közelítő ellenőrzése Részletes erőtani számítások Bevezetés Rövidfőtartó részletes erőtani ellenőrzése Oszlop részletes erőtani számítása Statikai váz keretsíkkal párhuzamosan Hatások és hatáskombinációk keretsíkkal párhuzamosan Tervezési értékek meghatározása keretsíkkal párhuzamosan

4 Méretezés keretsíkkal párhuzamosan Statikai váz keretsíkra merőlegesen Hatások és hatáskombinációk keretsíkra merőlegesen Méretezés keretsíkra merőlegesen Méretezés ideiglenes állapotban Közvetlen erőbevezetések helyének ellenőrzése az oszlopon Vasbeton kehelyalap részletes erőtani számítása Kehelyfalra jutó terhek Méretezés a nyomás tervezési értékére Kehelyfalak vízszintes vasalásának meghatározása Keresztfal nyírási teherbírásának ellenőrzése Kehelyfalak függőleges vasalásának meghatározása Kehelyfalak méretezése kétirányú igénybevételre Talplemez vasalásának meghatározása Irodalomjegyzék Egyéb felhasznált irodalom

5 1. Félévközi tervezési feladat általános ismertetése A félévközi feladatban daruzatlan csarnok számítását kell elvégezni. Jelen segédlet daruzott ipari csarnok számításához szükséges ismereteket is tartalmaz ezért zöld színnel emeltük ki azokat a részleteket, amelyek a daruzott csarnok számítására vonatkoznak, így a félévközi feladatnál nem kell figyelembe venni! I. Kéthajós ipari csarnok tervezése I.1. Közelítő számítás I.2. Vázlattervek készítése I.3. Részletes erőtani számítás I.4. Zsaluzási- és vasalási tervek készítése A tervezési feladat keretein belül többnyire előregyártott vasbeton tartószerkezeti elemekből álló, kéthajós, ipari csarnok komplett tervezését kell elvégezni. A közelítő számítás során a csarnok áttekintő szerkezeti kialakításának megtervezése mellett, a főbb tartószerkezeti elemek közelítő statikai méret-ellenőrzését is el kell végezni. A közelítő méretfelvétel során az alábbi elemeket kell vizsgálni: Két irányba lejtő nagy fesztávú tetőpanel, Egy irányba lejtő kis fesztávú tetőpanel, Feszített rövidfőtartó, Lágyvasalású rövidfőtartó, Közbenső pillér és kehelyalap, Alacsony szélső pillér és kehelyalap. A csarnok általános kialakítását M=1:100 és M=1:50 méretarányú vázlatterveken kell bemutatni, melynek tartalmaznia kell a csarnok alaprajzát, tetőpanel-kiosztását, kétirányú általános metszetet, illetve a szükségesnek ítélt mennyiségű homlokzati nézetet. Lásd mintarajz. A részletes erőtani számítás egy általános közbenső főállás részletes méretezése. Tervfeladat csupán az előregyártott vasbeton rövidkonzolos közbenső oszlop (1db), és kehelyalapjának részletes számításon alapuló méretezése és a szükséges vasmennyiségek meghatározása és a merevítés ellenőrzése. Lásd rövid konzol számítása, kehelyalap számítása, merevítés számítása mintapéldák. A részletes számításnak megfelelően a vasbeton oszlop, a kehelyalap és a feszített tartó zsaluzási- és vasalási terveit kell elkészíteni M=1:25 méretarányban. A tervfeladathoz - a tervezés megkönnyítése miatt - a kiadott Feladatlapon a főbb jellemző geometriai méretek és egyéb szükséges alapadatok megadásra kerültek. A tervezési feladatot ezek alapján kell elkészíteni. A számítások elvégzésének megkönnyítéséhez mintapéldák találhatók külön függelékben. -5-

6 KÉTHAJÓS IPARI CSARNOK TERVEZÉSE Közelítő statikai számítások -6-

7 2. Általános szerkezeti kialakítás Feladat: A feladatlapon megadott alapadatokat a Megrendelő, és/vagy a különböző szakági tervezők (építész, talajmechanikus és gépész) meglévő adatszolgáltatása. Ennek megfelelően az alábbi adatok állnak rendelkezésünkre: fesztáv I. (darusínek tengelyének távolsága a főállásban) fesztáv II. (mellékhajó fesztávolsága) főállások tengelytávolsága főállások száma daru típusa, jele horonymagasság mellékhajó szükséges belmagassága talaj határszilárdsága alapozási sík Szerkezet megválasztásának szempontjai: általános szempontok (megrendelői), megbízó igénye, technológiai igény, építészeti elképzelés, statikai megvalósíthatóság, tartósság, gazdaságosság, későbbi variálhatóság, építési idő. Alkalmazandó szerkezeti kialakítás: tipizált vasbeton elemek felhasználása mellett, egyedi tervezésű előregyártott és monolit, lágyvasalású és feszített vasbeton tartók felhasználásával. -7-

8 Általános tartószerkezeti elemek ismertetése: Tetőszerkezet: Π, vagy Τ feszített vasbeton tető-, vagy födémelemek. A tetőszerkezet bármilyen előregyártó üzem tipizált termékéből kialakítható, vagy egyedileg tervezendő fesztávolság között alkalmazandó: bármely gyártó által forgalmazott tipizált, vagy egyedi tartó, lásd a mellékletekben. Általános metszet 2,38 5 Oldalnézet ,97 1. ábra Π-18-as tetőelem vázlata (ÁÉV 31.) fesztávolság között alkalmazandó: bármely gyártó által forgalmazott tipizált, vagy egyedi tartó, lásd a mellékletekben. Általános metszet 1,48 1, ,00 Oldalnézet 23,76 2. ábra Τ-24-es tetőelem vázlata (ÁÉV 31.) -8-

9 Rövidfőtartó: a csarnok hossztengelyével párhuzamos, főállásokra merőleges, az oszlopokra kéttámaszú gerendaként támaszkodó, előregyártott vasbeton tipizált-, vagy egyedi tervezésű elem. betervezhető bármelyik gyártó tipizált feszített-, vagy lágyvasalású gerendája, vagy egyedi tervezésű feszített, vagy lágyvasalású vasbeton tartó. 3. ábra Előregyártott ; L és I keresztmetszetű vasbeton rövidfőtartók vázlatai a tetőszerkezetet alkotó feszített tartók ( ; L ; I ) közvetlenül ezekre, a gerendákra támaszkodnak, melyek közvetlenül az alátámasztó oszlopokra ülnek fel. Oszlop: Változó, vagy állandó keresztmetszetű, függőleges szerkezeti irányú, előregyártott vasbeton tartó, alsó végén többnyire előregyártott, ritkábban monolit vasbeton kehelyalapba befogva. Felül tömör, Alul tömör, vagy könnyített, -9-

10 vagy Vierendel kialakítású: 4. ábra Vierendel oszlop vázlata Darupályatartó: Monolit vasbeton többtámaszú tartó, szintén vasbeton kezelőjárdával 5. kép Folytatólagos, többtámaszú vasbeton darupályatartó vázlata Acélszerkezetű többtámaszú tartó (méretezése a Magasépítési acélszerkezetek című tantárgy keretein belül lesz). Közvetlenül az oszlopokra terhel. 50 métert meghaladó csarnokokat dilatálni kell, amelyet legcélszerűbb oszlopkettőzéssel megoldani. A többtámaszú darupályatartót folyamatosan a dilatáción nem lehet átvezetni, ezért azt is meg kell szakítani, dilatálni kell. Alapozás: Többnyire síkalapozás, monolit vasbeton, vagy előregyártott vasbeton kehelyalappal. Mélyebben fekvő teherbíró talaj esetén a kehelyalap alatt csömöszölt beton alaptömb alkalmazásával. Rossz altalajviszonyok esetén cölöp-, vagy szekrényalapozás is előfordulhat. 6. ábra Vasbeton kehelyalap vázlatai -10-

11 Hosszmerevítés: általában egy, vagy két mezőben kerülnek beépítésre, többnyire szimmetrikusan az elcsavarodás megakadályozása miatt. Készülhet a féktartóval együtt, vagy anélkül. az épület hossztengelyével párhuzamos, főállások síkjára merőleges terheléseket viseli. általában acélszerkezetből kerülnek kialakításra. Falváztartó oszlopok: az előregyártott elemekből álló falszerkezet elemeinek megtámasztására szolgálnak. hosszfalak esetén az oszlopközökben, véghomlokzatnál, szükség szerint kerülnek kiosztásra. alul befogott, felül pedig megtámasztott, vagy szabadon álló. készülhetnek vasbetonból, illetve acélból. Egyéb épületszerkezeti elemek: falpanelek, szendvicspanelek, nyílászárók, ipari kapuk, üvegfelületek, bevilágítók, másodlagos teherhordó szerkezetek, tartórészek, korlát. Daru: gyártó adatszolgáltatásai alapján tervezendő. -11-

12 3. Közelítő méretfelvételek Jelen tervezési feladat célja egy előregyártott, vasbeton oszlopos kialakítású, kéthajós ipari csarnok tervezése Közbenső főállás általános vázlattervi nézete T vagy Π előregyártott vasbeton tetőpanel Attika-elem R1 Előregyártott feszített vasbeton rövid főtartó Daru űrszelvénye L1 Fesztáv Darusín A-A metszet A A Acél darupályatartó h horogmagasság Előregyártott lágyvasalású vasbeton rövid főtartó "L" keresztmetszettel T vagy Π előregyártott vasbeton tetőpanel B-B metszet B B H belmagasság Előregyártott lágyvasalású vasbeton rövid főtartó " " keresztmetszettel Előregyártott vasbeton oszlop L2 Fesztáv Talpgerenda R3 R2 ±0,00 R2 R2 Előregyártott vasbeton kehelyalap Alapozási sík Előregyártott vasbeton kehelyalap 7. ábra Kéthajós keret nézete -12-

13 3.2. Méretfelvétel Honnan induljunk ki a méretek felvételekor? Miket vegyünk figyelembe? általános esetben ez egy hosszú és bonyolult feladat, hiszen egyszerre kell kielégíteni a megrendelői igényeket, továbbá a különböző szakági tervezők különféle kritériumokat írnak elő a szerkezetre vonatkozóan. figyelembe kell venni több olyan meghatározó körülményt, amely jelen tervezési feladatban nem dolgunk, azokat most adatszolgáltatásként kapjuk (lásd feladatlap). Csupán egy általános főállás keretét kell megterveznünk! adatszolgáltatásként ehhez is rendelkezésünkre állnak a daru adatai: fesztávolság, űrszelvény méretei biztonsági előírások szintén készen kapjuk a szükséges magassági adatokat, többek közt a horogmagasságot és a padlószintet. az alapozási sík és az ottani talajadottságok is rendelkezésünkre állnak. a tartószerkezeti elemek főbb méretei ökölszabályok alapján többnyire közelítően felvehetők. vannak kötelező érvényű előírások, biztonsági utasítások. megépült szerkezetek tapasztalatait figyelembe vesszük. Jelen tervfeladatban az alábbi feltételezéssel élünk: a tervlapon megadott L fesztávolság legyen a darusínek tengelyének távolsága, így vízszintes értelemben már el tudjuk kezdeni a csarnokot felépíteni. -13-

14 3.3. Darupályatartó méretfelvétele A feladatban acélszerkezetű darupályatartót kell felvenni, melynek részletes méretezését a Magasépítési acélszerkezetek című tantárgy keretein belül kell elvégezni. Jelen feladat során vegyünk fel egy HE 400 B jelű acélszelvényt. Mindezek alapján a darupályatartó-oszlop csomópont az alábbiak szerint vehető fel: ~5-15 ~35-50 b daru táblázatból L 1 darusín felső síkja daru táblázatból d 60 megadott horogmagasság min. 40 Acél darupályatartó HE 400 A -tól 8. ábra Darupályatartó-oszlop méreteinek felvétele 3.4. Rövidfőtartó méretfelvétele A tervezési feladatban a rövidfőtartó méretfelvétele előtt el kell döntenünk, hogy milyen keresztmetszetű rövidfőtartót kívánunk alkalmazni, hiszen az jelentősen befolyásolja a szerkezeti kialakítást. Ennek megfelelően alkalmazhatunk: négyszög-téglalap keresztmetszetű, vagy L keresztmetszetű, vagy I keresztmetszetű rövidfőtartót m fesztávolság között: 6-9 m fesztávolság között: előregyártott, feszített vasbeton gerendák előregyártott vasbeton gerendák -14-

15 Abban az esetben, ha tipizált gerendát alkalmazunk, akkor méreteit meghatározhatjuk a gyártó által kiadott katalógusból, például, lásd 3.8. pontban. Ha egyedi szelvényt alkalmazunk, akkor a gerenda magasságát a jól ismert L/10 L/12 ökölszabállyal határozhatjuk meg. Ugyanakkor nem szabad elfelejteni, hogy előregyártott elemek esetén ez az arány akár L/16 L/20-ig is lecsökkenhet nyomott vasalás alkalmazásával (L=a k ). Az egyedi lágyvasalású gerenda szélessége közel a magasság 1/2-e,illetve 2/3-a között vehető fel, figyelembe véve a szerkezeti kialakítást. A gerenda szélességének felvételénél már gondolni kell arra is, hogy az később bevasalható legyen, a szükséges vasak elférjenek a keresztmetszetben. A különböző csomóponti kialakításokra példát az alábbi ábra ad: 18,00 Π-18 tetőpanel ,00 T-24 tetőpanel Párkányelem Átmenő csavar 1 b rv h rv 1 Rövidfőtartó Neoprén Rövidfőtartó >1,00 Hegesztett oszlop kapcsolat Neoprén Acél talplemez 9. ábra Oszlop-Rövidfőtartó-Tetőpanel csomóponti kialakítása a, négyszög keresztmetszet b, L keresztmetszet Fontos megjegyezni, hogy az előregyártott elemek csatlakozásainál a szeizmikus erőhatások továbbítására a súrlódási erő nem vehető figyelembe az EuroCode8 előírásai alapján. A kapcsolatokat méretezett vasalással, hegesztéssel, vagy egyéb közvetlen erőátadó módon kell kialakítani. A feladatban több különböző csomóponti kialakítást kell alkalmazni: Főhajó felső csomópontjánál feszített vasbeton tartó Főhajó-oldalhajó csatlakozásánál négyszög keresztmetszetű tartó Oldalhajó szélső oszlopánál L keresztmetszetű tartó -15-

16 3.5. Tetőpanel méretfelvétele Tipizált tetőpanelből szeretnénk kialakítani a tetőszerkezetet: katalógusból kiválasztjuk a szükséges fesztávú T, vagy Π panelt, egyedi fesztávút tervezünk be (külön kell legyártatni a 30 centiméteres modulugrást figyelembe véve). Természetesen bármilyen új keresztmetszetű tartót tervezhetnénk, de ebben a tervezési feladatban a már említett tetőpanelek közül választjuk ki csupán a megfelelőt. Ebben a tervezési feladatban két különböző kialakítású tetőpanelt kell alkalmaznunk. A daruzott csarnokrész felett nagyfesztávolságú két irányban lejtő, míg az oldalhajó esetén kisfesztávolságú egy irányban lejtő tetőpanelt kell betervezni. Néhány tipizált tetőpanel katalóguslapját lásd a 3.8. pontban Oszlop méretfelvétele Felső szakasz Az előregyártott vasbeton oszlop felső részének geometriai kialakítását az előző pontokban tárgyalt egyéb tartószerkezet méret-meghatározásakor kijelöltük, illetve: Főhajó felé eső belső élét a daru űrszelvényétől mérendő minimális biztonsági távolsággal szinte teljesen kijelöltük, illetve külső élét a rövid főtartó külső széléhez igazítottuk, vagy minimális méretek miatt adódik. Keretsíkra merőleges mérete meg kell egyezzen az alsó oszloprészével, részletesebben lásd pontban. Az oszlop felső részének keresztmetszeti méretei így geometriai alapon már kialakultak. Természetesen az oszlop méreteit úgy kell már közelítően felvenni, hogy azok a jelentős nagyságú terheket el tudják viselni. Ezt mindenképpen vegyük figyelembe, túl kicsi keresztmetszeti méretet ne alakítsunk ki. Magasságát annak megfelelően kell megválasztani, hogy a daru űrszelvénye biztonságosan elférjen a tetőpanelek alsó síkja, illetve a világítótestek alatt. A daru űrszelvénye felett minimálisan cm biztonsági távolságot kell kialakítani Keretsík ábra Oszlop felső részének keresztmetszeti méretei -16-

17 18,00 Attika-elem T vagy Π előregyártott vasbeton tetőpanel Előregyártott feszített vasbeton rövid főtartó tetőpanel alsó síkja daru űrszelvényének alsó síkja ~5-15 ~35-50 b darusín felső síkja horogmagasság 11. ábra Oszlop felső részének geometriai kialakítása Rövidfőtartó Oszlop felső síkja Keretsík 2 d min. 15 daru táblázatból L 1 daru táblázatból 60 megadott min. 40 Acél darupályatartó HE 400 A -tól min Rövidfőtartó 12. ábra Rövidfőtartók feltámaszkodása a rövidkonzolra -17-

18 Alsó szakasz Az oszlop alsó szakaszára támaszkodik: oszlop felső szakasza és darupályatartó, oldalhajó tetőpaneljét tartó rövidfőtartó. Az összes terhet az alsó szakasz viseli. Kialakítása lehetséges: tömör keresztmetszetként, Vierendel tartóként Tömör alsó keresztmetszet 13. ábra Tömör és könnyített oszlop keresztmetszete 14. ábra Különböző tömör szelvényű oszlopkialakítások A tervezési feladatban is ilyen szerkezeti kialakítást kell alkalmazni. -18-

19 3.7. A kehelyalap méretfelvétele és kialakítása Az előző pontban ismertetett négyszög keresztmetszetű oszlopok előregyártott, vagy monolit vasbeton pontalapokba vannak alsó végükön befogva. Az oszlop alsó végének megfelelő kehelyalapot kell a tervezési feladatban megtervezni, az alábbi ábrán látható méretek alkalmazásával. Tömör oszloptalp >10-12 d >10-12 >10-12 d >10-12 >5 alapozási sík szerelőbeton >5 v m > d v=15-50 Csömöszölt beton v m > d v=15-50 alapozási sík Vierendel oszloptalp m * > 2v o h >> h * >10-12 d >10-12 h v o vo 2 > 1 szerelés, szállítás esetére méretezett heveder >5 2 h * alapozási sík v=15-50 >5 v m > d m * alapozási sík ábra Vasbeton kehelyalap általános kialakítása Csömöszölt beton alaptest alkalmazására csak akkor van szükség, ha a kehelyalap alatt kialakuló feszültségek meghaladják a tervlapon megadott határ talajfeszültséget, vagy az alapozási sík (teherbíró altalajréteg) mélyebben fekszik, mint a geometriailag adódó mélység. Az ábrákon látható, hogy az oszloptalp és a kehelyfal között megfelelő nagyságú rés van kialakítva. Erre azért van szükség, hogy az oszlop beállítása és szintezése után a kiöntőhabarcs megfelelően beinjektálható legyen. -19-

20 3.8. Néhány tipizált vasbeton elem katalóguslapja RBf feszített vb. gerenda Jelölése: RBf a/b-n db? 1/2'' feszítőpászma, pl. Rbf-15/35-2 jelű egy 15 cm széles és 35 cm magas gerendát jelent, alul 2 db 1/2" feszítőpászmával Anyagminőségek: Beton: C40/50 Betonacél: B feszítőpászma: Fp-100/1770/1540 Jel Határigénybevételek Ajánlott súly MH TH TbH McbH fesztáv kg/m knm kn kn knm m RBf 15/ RBf 15/ RBf 20/ RBf 20/ RBf 20/ RBf 25/ RBf 25/ RBf 25/ RBf 30/ RBf 30/ RBf 30/ RBf 30/ RBf 40/ RBf 40/ RBf 50/ RBf 50/ RBf 60/ RBf 90/

21 Tűzállósági határérték: 1 óra. Szegélygerendaként: 1.5 óra KRBf jelű feszített gerenda Jelölése: KRBf a/ h2- h1 ahol "a" a tartó szélessége, h2 a legnagyobb h1 a legkisebb magassága. Anyagminőségek: Beton: C40/50 Betonacél: B60.50, B60.50.S, C15H Feszítőpászma: Fp-100/1770/1540 Tűzállósági határérték: 1 óra Szegélygerendaként: 1.5 óra Jel Határigénybevételek Névleges súly MHa MHb TH TbH McbH fesztáv to knm knm kn kn knm m KRBf 30/ , ,20 6 KRBf 30/ ,

22 IBf feszített gerenda Jelölése: IBf 40/b-n db Ö 1/2'' feszítőpászma, pl. IBf 40/90-10 jelű gerenda 90 cm magas alul 10 db 1/2"-os feszítőpászmával megfeszítve. Anyagminőségek: Betonacél: B60.50 Beton: C40B60.50.S C15H Feszítőpászma: Fp-100/1770/1540 Tűzállósági határérték: 1 óra Jellemző adatok Jel Határ igénybevételek Névleges súly MH TH fesztáv to knm kn m IBf 40/ IBf 40/ IBf 40/ IBf 40/ IBf 40/ IBf 40/ IBf 40/

23 TTf födémpanel Jelölése: TTf 246/h-2xn db Ö 1/2" feszítőpászma, (Tf-123/h-n) Anyagminőségek: Beton: C40/50 Betonacél: B B60.50.S,C15H Feszítőpászma: Fp-100/1770/1540 pl. TTf 246/40-2x3 jelű panel magassága 40 cm és bordánként 3-3 feszítőpászmával készül Tűzállósági határérték: 0.5 óra Jel Határ igénybevételek Ajánlott súly MH TH fesztáv kg/m knm kn m TTf 246/40-2x TTf 246/40-2x TTf 246/60-2x TTf 246/60-2x Teljes szélességű elem adatai (A lemezszélesség csökkenthető Pl.TTf-200/40-2*4) Fél szélességű elem adatai (A lemezszélesség csökkenthető Pl.Tf-100/40-3) Jel Határ igénybevételek Ajánlott súly MH TH fesztáv kg/m knm kn m Tf 123/ Tf 123/ Tf 123/ Tf 123/

24 TTfv födémpanel Jelölése: TTfv 240-2xn db Ö 1/2" feszítőpászma, (Tfv-123/h-n) Anyagminőségek: Beton: C40/50 Betonacél: B B60.50.S,C15H Feszítőpászma: Fp-100/1770/1540 pl. TTfv 240/40-2x3 jelű panel magassága 40 cm és bordánként 3-3 feszítőpászmával készül Tűzállósági határérték: 1,0 óra Jel Határ igénybevételek Ajánlott súly MH TH fesztáv kg/m knm kn m TTfv240/50-2* TTfv240/50-2* TTfv240/50-2* TTfv240/60-2* TTfv240/60-2* TTfv240/60-2* TTfv-240/70-2* TTfv240/70-2* TTfv240/70-2* Teljes szélességű elem adatai (A lemezszélesség csökkenthető Pl.TTfv-200/40-2*4) Fél szélességű elemek esetében a teherbírási értékek fele vehető figyelembe. -24-

25 STTf födémpanel Jelölése: STTf 240/h max-2xn db 1/2" feszítőpászma Anyagminőségek: Beton: C40 Betonacél: B B60.50.S, C15H Feszítőpászma: Fp-100/1770/1540 Tűzállósági határérték: 0.5 óra Jel Határigénybevételek Névleges súly MHa MHb MHc TH fesztáv to knm knm knm kn m STTf 240/48-2x STTf 240/48-2x Jel Határigénybevételek Névleges súly MHa MHb MHc TH fesztáv to knm knm knm kn m STTf 240/67-2x STTf 240/67-2x

26 -26-

27 -27-

28 -28-

29 -29-

30 Hőszigetelt falpanel MÉRETREND A falpanelok méretei egyeztetett módon, szabadon felvehetők. Általánosan a (teherhordó réteg, hőszigetelés, külső kérek) rendszer alkalmazható. A hőszigetelés lehet nyitott,- vagy zárt cellás is. A panelok készülhetnek álló, és fekvő kivitelben is. Kérjük figyelembe venni, hogy egy-egy panel kb. 5 tonnánál ne legyen nehezebb. (kizsaluzási, mozgatási okokból) A tűzgátló falak készülhetnek egyenes, és nútos éllel is. FELÜLETKÉPZÉSI LEHETŐSÉGEK: A falpanelok készülhetnek alsó vagy felső gyártással. A konkrét felületképzési változat kiválasztásához meg kell határozni a felület geometriáját, anyagminőségét, felületi bevonatát, illetve megmunkálásának módját, valamint utókezelését. Sík felületű, utólag festett, szórt betonfelület A falpanelok legkorszerűbb felületképzési módja, amikor az előregyártó üzemben sima felületű, normál betonból készített falpanel készül, amelyet a helyszínen látnak el különféle festék bevonatokkal, illetve különféle szórt nemesvakolattal. Kerámiaburkolatú panelfelületek A vasbeton szendvics-, és kéregpanelok gyártását a FERROBETON Rt. kerámia burkolattal is vállalja. A kerámialapokat a panelok külső homlokzati felületére a gyártó üzemben helyezik el ragasztásos technológiával. A panelok kialakításánál célszerű egy vasbeton anyagú perem készítése, amely megvédi a burkolatot a szállítás és szerelés közbeni sérülésektől, valamint a beépítés után az időjárás hatásaitól (fagyveszély. Téglaburkolatú panelfelület A burkolótéglákat a panelok külső homlokzati felületébe a gyártóüzemben helyezik el belegyártva azokat a külső vasbeton lemezbe. A téglák közötti hézagok felülete végleges kialakítású, időjárásálló betonfelület, azokkal a helyszínen semmilyen tennivaló nincs. A burkolótéglák az MSZ 3555/2 szerinti iker feles, sarok iker és tömör feles falburkoló téglák. A téglák közötti hézagok szélessége 15 mm, mélysége pedig 12 mm legyen. Műanyag matricával dombormintázott panelfelület Lehetőség volt különleges adalék alkalmazására is. A FERROBETON Rt. jelenleg olyan matricákat alkalmaz, amelyek kétkomponensű műanyag hideg öntésével gyáron belül elkészíthetők. Ezáltal kis mennyiségű falpanel gyártásához is lehetséges a matricák elkészítése. ÉPÜLETFIZIKA A panelok általában az épület külső falszerkezetét alkotják, ezért hőtechnikai méretezésüket az Épületek és épülethatároló szerkezetek hőtechnikai számításai szabványsorozat alapulvételével kell elvégezni. A hőhidak és sarkok belső felületi hőmérsékletét ellenőrizni kell a páralecsapódás elkerülése érdekében. A felületi hőmérséklet a harmatponti hőmérsékletig, illetve az alá nem süllyedhet. A típus rétegrend (10+8+9) esetében k=0.51 W/m2K értékkel lehet számolni. HÉZAGTÖMÍTŐ ANYAGOK Tömítő kittek: A tömítő kitteket a gyártók által előírt módon és a felhasználási utasításban rögzítettek szerint kell alkalmazni. Általában szükséges a panelhézagok szélének leragasztása, a kitt szétkenődésének megakadályozása céljából. A kitt fajtájától függően szükség lehet a tapadó felületek alapozására. A kitt felhordását csak az alapozószer teljes száradása után célszerű elvégezni.elválasztó fóliával kell gondoskodni arról, hogy a kitt tapadása a hézag belső oldalához, illetve a háttértömítéshez ne jöhessen létre. Általában nem célszerű a hézagtömítést elvégezni, ha a felület hőmérséklete 40 fölé emelkedik. -30-

31 A csapadék összegyűlését a már elkészített tömítés mögött meg kell akadályozni, ezért a tömítőkitteket függőleges hézagban fentről lefelé haladva kell elhelyezni. Ha a kitt utólagos festése válik szükségessé, akkor a festékanyagnak kellően rugalmasnak kell lennie, hogy a hézag mozgása esetén a felső rétegben ne keletkezzen repedés, és ne vezessen ez a hézagtömítés károsodásához. Profilszalagok: Amennyiben a hézagok zárását valamilyen profiltermékkel oldják meg, a profil elhelyezését annak geometriája határozza meg. Minden esetben a gyártómű utasításait be kell tartani.. Elválasztó fóliák Az elválasztó fóliák szerepe annak megakadályozása, hogy a tömítő kittek a hézag belső oldalára, illetve a háttértömítéshez tapadjanak. Részleges tapadás esetén sem akadályozhatják meg a kittek rugalmas mozgását. Fentiek alapján tehát az elválasztó fóliáknak olyan minőségűeknek kell lenniük, hogy azok a hézagtömítő kittek rugalmas mozgását ne akadályozzák meg. Szokásos megoldásnak számít olyan háttértömítő-anyagok alkalmazása, amikor az elválasztó fólia szerepét maga a háttértömítő anyag tölti be. Általában alkalmazhatók továbbá önálló elválasztó rétegként a polietilén, vagy PVC-fóliák. Háttértömítő anyagok A háttértömítő anyagoknak szintén kitt-tömítés esetén van szerepük. Feladatuk, hogy a hézag belső oldalán egy, lehetőleg konvex lezárást biztosítsanak megakadályozva ezzel a túlzott tömítőanyag felhasználást. A háttértömítő anyag nem lehet nedvszívó, továbbá nem akadályozhatja meg a hézagtömítő kitt rugalmas alakváltozását. Nem tartalmazhat olyan anyagot, amely behelyezése során a hézagoldalra kenődve korlátozni tudja a hézagtömítő anyag tapadását (pl. bitumen, kátrány, olaj stb.) Nem okozhat elszíneződést, felhólyagosodást a tömítőkittben és beépítési állapotban kellően ellenállónak kell lennie a hézagtömítő kitt lesimításánál. Hőszigetelő anyagok A hőszigetelő anyagok szerepe a panelhézag esetében a hőszigetelés folytonosságának biztosítása. Ennek megfelelően alkalmazásukra csak szendvicspanel esetén van szükség. Anyagminőségük azonos lehet a szendvicspanel hőszigetelésével, csak méretük - a hézag rés jellege miatt - az elhelyezésükre szolgáló helyhez igazodik. -31-

32 4. Közelítő ellenőrző számítások 4.1. Felhasznált szabványok, egyéb szakirodalom Méretezéselmélet EuroCode-0 Terhek, hatások EuroCode-1 Állandó és esetleges terhek MSZ EN Daru teher MSZ ENV Méretezés EuroCode-2 Vasbetonszerkezetek MSZ EN Egyéb szakirodalom Farkas/Huszár/Kovács/Szalai Betonszerkezetek méretezése az Eurocode alapján, Rendelkezésünkre álló adatok Az előző pontokban ismertetettek alapján a csarnok általános főállásának geometriai kialakítása már rendelkezésünkre áll. A közelítő statikai számításhoz szükséges alapvető geometriai adatokat részben meghatároztuk, részben pedig az adatlapon megkaptuk (alaprajz, metszet), a számítás elkezdhető. A közelítő statikai számítás célja: a felvett geometriai méretek közelítő ellenőrzése, egyszerűsített, könnyen kezelhető, ám mégis viszonylag pontos eredményt szolgáltató módszerekkel, képletekkel. az esetlegesen nem megfelelő kialakítású szerkezeti elemek méretei, így könnyen, relatív kis energiaráfordítás mellett megváltoztathatók, még a részletes számítások előtt. Közelítően ellenőrizendő szerkezeti elemek: fő- és oldalhajó tetőpanelje, feszített rövid főtartó, lágyvasalású rövidfőtartók, oszlop felső és alsó szakasza, oszlop kehelyalapja, falvázoszlop, falvázoszlop kehelyalapja. -32-

33 4.3. Terhek, hatások A közelítő ellenőrzések elvégzéséhez, meg kell határoznunk az egyes szerkezeti elemeket érő hatásokat. Ezt célszerűen az EuroCode szabványsorozat előírásai alapján tesszük meg. A szerkezetet érintő, jelen tervezési feladatban figyelembe vett hatások: állandó jellegű hatások: tartók önsúlya, pl.: tetőpanel, rövidfőtartó rétegrend önsúlya, pl.: tető rétegrend másodlagos szerkezetek önsúlya pl.: falpanel esetleges jellegű hatások: hasznos terhek, daru teher, meteorológiai terhek: pl.: szerelési teher pl.: emelt teher, ferdénfutás pl.: hó- és szélteher Az egyes hatások karakterisztikus- és reprezentatív értékeit az EC1 szerint kell meghatározni. A különböző tehercsoportok (hatáskombinációk) várható értékeit szintén az EC1 szerint kell meghatározni: ideiglenes határállapotban, teherbírási határállapotban, használhatósági határállapotban. Jelen tervezési feladatban figyelembe nem vett hatások: egyéb esetleges hatások, pl.: hőterhelés rendkívüli hatás pl.: ütközés szeizmikus hatás pl.: földrengés -33-

34 Teher útja Meteorológiai terhek Önsúly terhek Hasznos teher Tetőpanel Tetőpanelről leadódó terhek önsúly és esetleges jellegű is! Önsúly terhek Rft. Rövidfőtartó Rövidfőtartó Tetőpanelről leadódó pontszerű terhek Rövidfőtartóról leadódó terhek önsúly és esetleges jellegű is! Rövidfőtartóról leadódó pontszerű terhek Meteorológiai terhek Önsúly terhek Daru teher Önsúly terhek Darupályatartóról átadódó terhek Darupályatartó Önsúly terhek Daru teher Darupályatartó Daru teher Darupályatartóról átadódó terhek Önsúly terhek Meteorológiai terhek Önsúly terhek Hasznos teher Tetőpanel Tetőpanelről leadódó terhek önsúly és esetleges jellegű is! Önsúly terhek Rft. Rövidfőtartó Rövidfőtartó Tetőpanelről leadódó pontszerű terhek Rövidfőtartóról leadódó terhek önsúly és esetleges jellegű is! Rövidfőtartóról leadódó pontszerű terhek Önsúly terhek Oszlopról leadódó terhek Talajfeszültség 16. ábra A teher útja egy általános főálláson -34-

35 Állandó hatások A G k,inf és a G k,sup az állandó hatások 5%-os alsó, és 95%-os felső becsült küszöbértéke, karakterisztikus értéke. Megfelelő adatok hiányában az alábbi összefüggéseket lehet használni: G k,inf = 0,95 G k G k,sup = 1,05 G k Abban az esetben, ha az állandó hatás relatív szórása nem haladja meg a 10%-ot, és/vagy a G nem az ellenállás oldalon játszik szerepet, a várható érték megegyezik a karakterisztikus értékkel: G m = G k Állandó hatás parciális tényezői: alsó parciális tényező: γ G,inf = 1,00 (általában) felső parciális tényező: γ G,sup = 1,35 (általában) Esetleges hatások Az esetleges hatás karakterisztikus értéke megegyezik a várható értékkel: Q m = Q k Az esetleges hatásnak a határállapot igazolásakor alkalmazott értéke, tervezési értéke, a reprezentatív érték. Ezek az alábbiak lehetnek: karakterisztikus érték: Q k kombinációs érték: Ψ 0 *Q k gyakori érték: Ψ 1 *Q k kvázi állandó érték: Ψ 2 *Q k Az egyes esetleges hatásokhoz rendelt Ψ j értékeket a szabványból lehet meghatározni. Az esetleges hatások parciális tényezője egységesen: γ Q = 1,50-35-

36 Hatáskombinációk A teherbírási határállapothoz tartozó hatáskombinációk: a) A tartós és ideiglenes tervezési állapothoz, mint alapkombináció: E d1,a = Σ( γ G,j,sup G k,j,sup + γ G,j,inf G k,j,inf ) + γ Q,1 Q k,1 + Σ γ Q,i Q k,i b) részletes erőtani vizsgálat esetén általában: E d1,b = Σ( γ G,j,sup G k,j,sup + γ G,j,inf G k,j,inf ) + γ Q,1 Ψ 0,1 Q k,1 + Σ γ Q,i Ψ 0,i Q k,i c) vagy: E d1,c = Σ( ξ j γ G,j,sup G k,j,sup + γ G,j,inf G k,j,inf ) + γ Q,1 Q k,1 + Σ γ Q,i Ψ 0,i Q k,i ahol γ G,j,sup ; γ G,j,inf ; G k,j,sup ; G k,j,inf - lásd pontban, ξ j - csökkentő tényező, általában 0,85, γ Q,j ; Ψ 0,j ; Q k,j - lásd pontban, A használhatósági határállapothoz tartozó hatáskombinációk: d) A terhek karakterisztikus kombinációja: E ser,d = Σ( G k,j,sup + G k,j,inf ) + Q k,1 + Σ Ψ 0,i Q k,i e) A terhek gyakori kombinációja: E ser,e = Σ( G k,j,sup + G k,j,inf ) + Ψ 1,1 Q k,1 + ΣΨ 2,i Q k,i f) A terhek kvázi-állandó kombinációja: E ser,f = Σ( G k,j,sup + G k,j,inf ) + ΣΨ 2,i Q k,i ahol γ G k,j,sup ; G k,j,inf - lásd pontban, Ψ 0,i ; Ψ 1,i ; Ψ 2,i ; Q k,i - lásd pontban, -36-

37 4.4. Csarnokot érő hatások meghatározása Az előző pontokban egy rövid áttekintést adtunk a csarnokot érő hatásokról, a hatáskombinációkról. Határozzuk meg a csarnokot érő egyes hatásokat Állandó hatások, az önsúly Általában önsúly jellegű hatások, melyek föntről lefelé haladva az alábbiak: tető rétegrend önsúlya, tetőpanel önsúlya, lámpatestek önsúlya, rövidfőtartó önsúlya, oszlop önsúlya, falpanelek önsúlya, darupályatartó önsúlya, kehelyalap önsúlya Az egyes elemek, szerkezeti kialakítások geometriai alakjából és a felhasznált anyagok sűrűségéből egyértelműen meghatározhatóak minden esetben. A tartók statikai vázára értelemszerűen kell működtetni az egyes terheket, lásd részletesen az egyes elemek méretezésénél később Esetleges hatások, hasznos teher Jelen tervezési feladatban hasznos teher egy helyen vehető számításba: tetőpanelon szerelési hasznos teher A szerelési teher várható értéke: Q k szerelési = 1,00 kn/m 2 A közelítő számítás során, azonban elhanyagoljuk, mivel tetőpanelon nem járnak, építkeznek a legnagyobb hó esetén, így elegendő a hóteher figyelembevétele, -37-

38 Esetleges hatások, hóteher A hóteher tervezési értéke: s d = γ s s ahol s γ s = 1,50 a vízszintessel α szöget bezáró tetők vízszintes vetületére vonatkoztatott függőleges irányú hóteher nagysága a hóhatás parciális tényezője A vízszintessel α szöget bezáró tetők vízszintes vetületére vonatkoztatott függőleges irányú hóterhet a következő összefüggésekből kell kiszámítani: s = µ i C e C r s k ahol s k a felszíni hóhatás karakterisztikus értéke, Magyarország területén az alábbi módon számítható: A s k = 0,25 (1 + ) [kn/m 2 ] 100 de: s k 1,25 kn/m 2 egységesen M.o. területén ahol A a talaj felszínének tengerszint feletti magassága [m]-ben. C e C t a miatti csökkentő tényező, értéke szokásos időjárási viszonyok esetén 1,0. E tényező 1,0-nél kisebb értékeivel vehető figyelembe az erőteljes szél hóhatás csökkentő hatása. a hőmérsékleti csökkentő tényező, értéke szokásos hőszigetelésű tetők esetén 1,0. E tényező 1,0-nél kisebb értékeivel vehető figyelembe a tetőn keresztüli intenzív hőveszteség hóterhet csökkentő hatása. µ i a hóteher alaki tényezője, α = 0 tetőhajlásszög esetén az értéke 0,8. A hóteher Ψ tényezői: Ψ 0 =0,6 Ψ 1 =0,2 Ψ 2 =0-38-

39 Esetleges hatások, szélteher Egy épület adott külső felületére működő szélnyomás tervezési értéke: ahol w e γ w = 1,50 w d = γ w w e az épület külső felületén működő szélnyomás a szélteher parciális tényezője Az épület külső felületén működő szélnyomást a következő összefüggésekből kell kiszámítani: ahol q ref w e = q ref c e (z e ) c pe az átlagos torlónyomás, ami egyben a szélhatás karakterisztikus értéke, értékét a következő összefüggésből lehet meghatározni: q ref = ρ/2 v * ref [kn/m 2 ] ahol ρ - a levegő, tengerszint feletti magasságától, hőmérséklettől és légköri nyomástól függő sűrűsége, általános esetben értéke 1,25 kg/m 3 -nek tételezhető fel. v ref a szélsebesség referenciaértéke, Magyarország területén értékét 20 m/s-ra kell felvenni. a fenti értékeket behelyettesítve, Magyarország területén: q ref = 0,25 kn/m 2 c e (z e ) a helyszíntényező, melynek értékét a terep tulajdonságai (beépítettségi kategóriák, terep tagoltsága) és a z e terepszint feletti, ún. referenciamagasság függvényében lehet meghatározni. A szabvány szerinti beépítettségi kategóriákat az alábbi táblázat tartalmazza: Beépítettségi kategória 0. Parti terület, vagy nyílt tenger; mel ki van téve a tenger felől fújó szél hatásának I. Tavak, szélirányban legalább 5 km hosszú tó; sima szárazföldi terület, akadályok nélkül II. Mezőgazdasági terület kerítésekkel, elszórtan mezőgazdasági építményekkel, házakkal vagy fákkal III. Külvárosi, vagy ipari övezet, állandó erdők IV. Városi övezet, ahol a földfelület legalább 15%-át olyan épületek fedik, amelyek átlagos magassága legalább 15m. 1. táblázat Beépítettségi kategóriák -39-

40 A helyszíntényező értékét, sík terepen az alábbi grafikon segítségével határozhatjuk meg. (Hegyvidéken, ahol a szélsebességet a terep tagoltsága jelentősen befolyásolja, egy c r (z) topográfiai tényezőt is figyelembe kell venni a c e (z e ) számításakor. 1. diagram Helyszíntényező értékei Az épület függőleges homlokzatára ható szélhatás esetén az EC különböző zónákat definiál, amelyekben a szélnyomás értéke eltérő. Amennyiben a vizsgált oldalfal magassága nem haladja meg a szél irányára merőleges szélességi méretet, elegendő egyetlen szélnyomás-zóna figyelembe vétele. A tervezési feladatban megadott épület méretek esetén ez a feltétel teljesül, ezért egyszerűsítésképpen a számítás során ezt az esetet alkalmazhatjuk. Ekkor a referenciamagasság értéke az épület magasságával vehető egyenlőnek: z e = H c pe a külső nyomási tényező, melynek értéke azon A felület függvényében határozható meg, amelyre a szélnyomás (szélszívás) nagyságát meg akarjuk határozni. Az összefüggés a következő: c pe = c pe,1 ha A 1 m 2 c pe = c pe,1 + (c pe,10 - c pe,1 )*log 10 A ha 1 m 2 A 10 m 2 c pe = c pe,10 ha 10 m 2 A ahol c pe,1 illetve c pe,10 az A = 1 m 2 illetve A = 10 m 2 terhelt felülethez tartozó c pe értékek (a tervezési feladatban megadott épület méretek esetén a c pe,10 értéket alkalmazhatjuk). -40-

41 A külső nyomási tényező értékeit tervezési feladatban előforduló esetekre az alábbiakban foglaljuk össze az épület függőleges oldalfalára ható szélteher esetén: D E szél iránya H B szél iránya n * a B 17. ábra A szélteher értelmezése Zónák jele B/H D E c pe,10 c pe,1 c pe,10 c pe,1 1 +0,8 +1,0-0,5 5 +0,8 +1,0-0,7 2. táblázat A nyomási tényezők értékei A B/H arány közbenső értékeinél lineáris interpoláció alkalmazandó. A szélteher Ψ tényezői: Ψ 0 =0,6 Ψ 1 =0,5 Ψ 2 =0-41-

42 Esetleges hatások, daruteher A darupályatartón mozgó emelődaru okozta hatások speciálisak, éppen ezért ezzel a teherrel egy külön fejezet, az EuroCode 1-3 foglalkozik. A daruteher pontos meghatározása meglehetősen nehézkes és hosszadalmas feladat. Így csupán, egy áttekintő, összefoglaló kivonatot adunk a teherfelvételről, mely alapján a mostani tervezési feladat elkészíthető. A daru mozgása által keltett hatások többirányúak lehetnek, így megkülönböztetünk: függőleges értelmű hatást, hosszirányú vízszintes értelmű hatást, és keresztirányú vízszintes értelmű hatást. 18. ábra A daru általános kialakítása A daru mozgása által keltett hatások az alábbiak lehetnek: daru önsúlya, emelt teher súlya, daruhíd gyorsulásából-lassulásából származó erők, darukocsi gyorsulásából-lassulásából származó oldalerők, ferdén futási erők, szélhatás miatt kialakuló erők (csak szabadban), tesztteher, ütközési erő, elakadási erő. Az előbb felsorolt hatások önmagukban nem alkotják a daruterhet az EuroCode felfogása szerint, hanem azokból ki kell választani az adott szempontból legkedvezőtlenebb teheresetek kombinációját, és a továbbiakban az a kombináció lesz az a hatás, amelyet darutehernek tekinthetünk. A meghatározott daruterhet, mint esetleges hatást vehetjük figyelembe a tehercsoportok várható értékének meghatározásánál (Q j ), lásd pontban. -42-

43 A teherbírási határállapotokhoz tartozó hatáskombinációkba az első 7, a használhatósági határállapotba a 8., a rendkívüli határállapotba pedig a 9. és a 10. csoport tartozik. A daruteher parciális tényezője: ha hatása kedvezőtlen γ Q,c.sup = 1,35 ha hatása kedvező γ Q,c.inf = 1,00 A daruteher ψ tényezői: Ψ 0 = 1,00 Ψ 1 = 0,90 Ψ 2 =0 ψ 2 = a daruteher állandó része és a teljes daruteher hányadosa Ha a daruteher egyik alkotóeleme kedvező hatású, a másik pedig kedvezőtlen, akkor az előbbit meg kell szorozni a ψ vec = 0,8 tényezővel. Az egyes határállapotokhoz tartozó csoportokat az alábbi táblázat szerint lehet meghatározni (ezeket tekinthetjük egy esetleges hatásnak): Hatás Jele Határállapotnál figyelembe vehető Használ- Rend- Teherbírási hatósági kívüli Daru önsúlya Q C ν 1 ν 1 1 ν 4 ν 4 ν 1 1 ν Emelt teher súlya Q H ν 2 ν 3 ν 4 ν 4 ν Daruhíd gyorsulása, vagy fékezése H L, H T ν 5 ν 5 ν 5 ν 5 ν 5 Daruhíd ferdén futása H S 1 Darukocsi gyorsulása, vagy fékezése H T3 1 Szélerő F w Tesztteher Q T ν 6 Ütközési erő H B ν 7 Elakadási erő H TA 1 3. táblázat Daruesetek csoportjai és a velük együtt kezelendő dinamikus tényezők egyetlen esetleges jellegű daruteher meghatározásához -43-

44 Az előző táblázatban felhasználandó dinamikus tényezőket az alábbiak szerint kell értelmezni: Dinamikus tényező ahol ν 1 ν 2 A dinamikus tényező által leírt hatás A daruszerkezet gerjesztett rezgése a teher földről való felemelésekor Az emelt teher a földről a daruszerkezetre való átadódása következtében fellépő dinamikus hatás Vonatkozó tehereset Értéke Daru önsúlya 0,9 ν 1 1,1 Emelt teher súlya v h a daru emelési sebessége [m/s]-ban, vegyük fel v h = 5 m/perc ν 2,min ; β 2 a daru csoportjától függő tényezők, vegyük fel (HC2 csoport feltételezésével) ν 2,min = 1,10 ; β 2 = 0,24 ν 2,min + β 2 v h ahol ν 3 Az emelt teher hirtelen elejtéséből származó dinamikus hatás m Emelt teher 1- (1+ β3) m β 3 a darukocsi horogkialakításától függő tényező: normál horgos darukocsi esetén értéke 0,5; mágneses, vagy gyors darukocsi esetén értéke 1,0 m m az elengedett teherrész és az összes emelt teher önsúlyának aránya, vegyük fel közelítésképpen 0,9-re. ν 4 A darupályatartón való folyamatos mozgás közben fellépő dinamikus hatások A daru önsúlya és az emelt teher 1,0 ν 5 ν 6 A daru (daruhíd és darukocsi) irányváltoztatásaiból származó dinamikus hatások A tesztteher felemelése és mozgatása közben fellépő dinamikus hatások Oldalerő és fékezőerő Tesztteher 1,0 ν 1 3,0 statikus vizsg.: 1,0 dinamikus vizsg.: (1+ν 2 ) 2 ν 7 Rugalmas hatások ütközéskor a tartóvégen Ütközési erő 4. táblázat A dinamikus tényezők értékei Az egyes terhek nagyságát a megfelelő dinamikus tényezővel kell összeszorozni, majd a 3. táblázat szerint képezni kell a különböző csoportokat, melyek eredménye adja a hatáskombinációban egyetlen esetleges teherként figyelembe vehető daruterhet. Meg kell határozni az egyes terhek nagyságát. -44-

45 A függőleges terhek A függőleges teher lehet (lásd 21. ábrán): daru önsúlya G daru emelt teher súlya Q H A függőleges terhek nagyságát a gyártó cég adatai alapján kell meghatározni. Ezek általában csak az egyes keréknyomási adatokat tartalmazzák, melyek természetesen tartalmazzák mindkét említett hatást. A tervezési feladatban, az egyes keréknyomási értékeket a mellékletként kiadott daru-táblázatból kell kivenni (K1-K4). Az EuroCode1 a keréknyomási terheket nem a táblázat szerinti K jelöléssel kezeli, hanem azokat Q r -rel jelöli. A továbbiakban mi is ezt a jelölésrendszert fogjuk használni. Az EuroCode1 szerinti jelölések értelmezése Teher jele A teher értelmezése Q r,max az egy kerékről átadódó legnagyobb erő (Fontos megjegyezni, hogy a szabvány általában az egy darupályatartóra jutó terheket azonosnak tekinti, azaz egyazon darupályatartó felett lévő két kerékről ugyanakkora erő adódik át, K1=K2) max Q r az előző teherrel egyidejűen egy kerékről a másik darupályatartóra átadódó erő ΣQ r,max az egy darupályatartóra eső Q r,max erők összege max ΣQ r az egy darupályatartóra eső Q max r erők összege Q r,min egy kerékről átadódó legkisebb erő min Q r az előző teherrel egyidejűen egy kerékről a másik darupályatartóra átadódó erő ΣQ r,min az egy darupályatartóra eső Q r,min erők összege az egy darupályatartóra eső Q min r erők összege ΣQ r min 5. táblázat A függőleges erők EC1 szerinti jelölése és értelmezése 19. ábra A függőleges terhek EC1 szerinti jelölése -45-

46 A tervezési feladathoz kiadott daru-adatlap K1-K4 jelű oszlopai az egyes keréknyomásokat adják meg. A darupályatartó közelítő ellenőrzése során azokat ajánlott felhasználni a mértékadó leterhelés készítésekor. Azonban a további erők nagyságának meghatározásához szükségünk lesz az egyes, táblázatban nem szereplő erőkre is. Így azokat közelítően meg kell határoznunk. Hiányzik a Q r,min és Q min r érték. Feltételezhetjük, hogy az első és a hátsó max darutengelyeken ugyanakkora erők adódnak át, ezért ha Q r,max és Q r értékeket beszorozzuk λ Gdaru = 2 max ( Q + Q ) hányadossal r,max r jó közelítésként megkapjuk Q r min és Q r,min értékeket. A fékezőerő Ha a darukocsi nem a daruhíd közepén helyezkedik el, akkor a daruhíd gyorsulásából és fékezéséből kialakulhat: hosszirányú és keresztirányú erő. A fékezőerő nagyságát és irányát továbbá az is befolyásolja, hogy. mely kerekek vannak meghajtva (fékezve). A jelenleg forgalomban lévő daruk többségének kerekei egyedi meghajtást kapnak. A számítás során meg kell határozni, hogy mekkora a K meghajtási erő, a kerekek egyedi meghajtásának feltételezésével. A meghajtási erő az alábbi képlet alapján határozható meg: K + K = µ Q = µ m 1 2 r,min ahol µ súrlódási tényező a darukerék és a sín között. Értéke 0,5 gumi, illetve 0,2 acél esetén. a meghajtott darukerekek száma (2db) m w w Q r,min -46-

47 A hosszirányú fékezőerő karakterisztikus értéke az alábbi képletből számítható: ahol ΣK n r H K L = n K 1 +K 2, lásd előbb a darupályatartók száma. r A keresztirányú fékezőerők karakterisztikus értékének meghatározása a következőképpen történik a két darupályatartóra: ( ξ1 0, 5 ) H T, 1 = ξ 1 K l a illetve ( ξ1 0, 5 ) H T, 2 = ξ 2 K l a ahol ΣK K 1 +K 2, lásd előrébb, 1 és 2 darupályatartókat jelöli, l daru támaszköze, a darukerekek távolsága, ξ 1 és ξ 2 erőosztók, melyeket a következő képletekkel számolhatunk Qr,max ξ 1 = és ξ max 2 = 1 ξ1 Q + Q r,max r 20. ábra A kereszt- és a hosszirányú fékezőerők -47-

48 Az oldallökő erő Az oldallökő erő a darukocsi gyorsulásából és fékezéséből alakul ki. Számításának elve megegyezik a fékezőerő számításáéval. Általában a daru egyik tengelyére szimmetrikus, ez általában a hossztengelye, így kizárólag a darupályatartó tengelyére merőleges irányú erők keletkeznek a darukocsi mozgásából. Az egy darupályatartón futó kerekeken azonos nagyságú és irányú oldallökő erők alakulhatnak ki, melyet az alábbi képlet szerint számolhatunk ki: µ ηwc Gkocsi HT, 3 = nr ahol G kocsi a darukocsi súlya, jelen esetben vegyük fel 1,5 tonnára, µ súrlódási tényező, lásd előző pontban, n r a darupályatartók száma, η wc a daru hajtott kerekeinek aránya, azaz hajtott ker ekek száma ( 2db ) η wc = összes ker ék száma ( 4db ) A befeszülési erő A számítás során feltételezzük, hogy a daruhíd oldalirányban a darusínhez hozzá van erősítve egy ún. megvezető eszközzel, mely lehet: az első kerék, ha mindkét oldalán karimás, az összes kerék, ha mindkét oldalukon karimásak, külön erre a célra kifejlesztett kiegészítő eszköz. Általában az feltételezhető, hogy az elöl futó kerekek karimásak. Tengelyenként összesen négy különböző erőt kell meghatározni: H S,1,j,T és H S,2,j,T oldalirányú vízszintes erők, H S,1,j,L és H S,2,j,L hosszirányú vízszintes erők A megvezető eszközre az összes keresztirányú vízszintes erő eredője hat. 21. ábra A befeszülési erők -48-

49 A befeszülési erő nagysága többek között a következő tényezőktől függ: A darukerekek egymáshoz viszonyított mozgásától, amelyek a szabvány jelöléseinek megfelelően lehetnek: CFF, CFM, IFF, IFM ahol C a kerekek össze vannak kötve I a kerekek nincsenek összekötve FF a kerekek mereven kapcsolódnak a tengelyhez FM csak az egyik kerék kapcsolódik mereven a tengelyhez, a másik szabadon mozog. Javasoljuk az iff feltételezését a tervezési feladatban. Az emelt tehernek a pillanatnyi csavarási középponthoz viszonyított aktuális helyzetétől, a megvezető eszköz kialakításától és helyétől, valamint a daru geometriai kialakításától. A daruk nagy többségének nincs külön kiképzett megvezető eszköze, hanem ezt a funkciót a darukerekek mindkét oldalán lelógó nyomkarimák biztosítják. A tervezési feladatban az alábbi feltételezéseket tesszük a részletes adatok hiányában (a további levezetéseket ezek figyelembevételével végezzük el): darupályatartónként 2 2 kerék van, a hátsó kerekek egyenkénti meghajtással rendelkeznek (IFF), az első kerekek nyomkarimásak, az első és hátsó kerekek közötti távolságot a-val jelöljük. Az egyes erőkomponensek általánosan az alábbi módon számíthatók ki: H f δ Q i = s r,max A megvezető eszközre ható erőkomponensek pedig: S f δ Q ahol δ s ΣQ r,max f i = s r,max erőkomponens (daru) jellegétől függő tényező, lásd 5. táblázat, az alábbi képletből határozható meg: 250 α f = 0, 3 ( 1 e ) 0, 3 ahol α a daru tengelyének ferdesége a sínhez képest, legnagyobb megengedett értéke 0,015 radián (ezt tételezzük fel: 0,293 ) Az egyes darucsoportokra különböző formulákat ad meg az EC1, az egyszerűsítés miatt ezeket nem ismertetjük részletesen, csupán a feltételezett darucsoportnak megfelelő eljárást mutatjuk be. -49-