Öszvérszerkezetek 1. elődás Öszvér szerkezetek kilkítás, Építéstechnológi, Számítás hgyományos elven készítette: 2012.09.14.
Trtlom Bevezetés: előnyök-hátrányok Szerkezeti kilkítás Szerkezeti viselkedés Építéstechnológi Hgyományos számítás 2
Bevezetés Öszvérszerkezet előnyeihátrányi
Öszvérszerkezet - előnyök Két vgy több nygból készült szerkezeti elemek, melyek közül leglább z egyik már z összeépítés idején is jelentős merevséggel bír. Előnyök szerkezeti cél: - mgs szilárdság, kis önsúly, - z egyenletes, megbízhtó minőség, - kis helyszíni munkigény, - szilárdsági tuljdonságok jól kihsználhtók húzásr, - jó vizsgálhtóság, fenntrthtóság és felújíthtóság. vsbeton: -lcsony ár, -könnyű lkíthtóság, - szilárdsági tuljdonságok jól kihsználhtók nyomásr, -kedvező tűzállóság, -ngy merevsége. 4
Hátrányok Öszvérszerkezet - hátrányok szerkezeti cél: -mgs ár, -kedvezőtlen szilárdsági kihsználhtóság nyomó igénybevételekre, -viszonylg kis merevség, -csekély tűzállóság. vsbeton: -mgs önsúly, -ngy helyszíni élőmunk igény, -húzó igénybevételek felvétele nehéz, -költséges dignosztik, -felújítás, átlkítás, megerősítés nehézkes. 5
Öszvérszerkezet - számítás A két nyg eltérő tuljdonság mitt lényegesebb bonyolultbb. Az cél szelvényeket húzó, beton lemezt nyomó igénybevételre lklmzzuk. Többtámszú trtó? Szbvány: Eurocode 4 (MSZ EN 1994) MSZ EN 1994-1-1: 2004: Áltlános és z épületekre vontkozó szbályok. MSZ EN 1994-1-2: 2005: Szerkezetek tűzállósági tervezése. MSZ EN 1994-2: 2005.: Áltlános és hidkr vontkozó szbályok. 6
Öszvérszerkezet - foglmk Öszvér szerkezeti elem betonból és szerkezeti- vgy hidegen hjlított célból készült elem, nyírt kpcsolóelemekkel összekpcsolv (elcsúszás, elválás). - Öszvér gerend hjlítás, - Öszvér oszlop nyomás, - Profillemezes öszvérfödém. Nyírt kpcsolt beton és cél közötti kpcsolt, mely elegendő szilárdságú és merevségű hhoz, hogy két lkotórészből álló szerkezeti elem egységes szerkezeti elemként működjön. 7
Öszvér gerend szerkezeti kilkítás
Öszvér gerend cél gerend + vsbeton födém öszvér gerend nem dolgoznk együtt együttdolgozás (méretezett nyírt kpcsolt) 9
160 B 25 S 355 ellenállás önsúly merevség IPE 400 Öszvér gerend szerk. mgsság Összehsonlítás 560 100% 100% 100% t 0 : 100% t : 70% IPE 550 100% 160% 130% 70% Acél gerend HEB 360 100% 215% 95% 710 45% 520
Öszvér gerend monolit vb. lemez + szimmetrikus hengerelt szelvény szimmetrikus hegesztett szelvény kiékelt vb. lemez 11
Öszvér gerend teljesen körbebetonozott részlegesen körbebetonozott 12
Öszvér gerend - trpézlemezes beton két irányú vgy hálós vslás trpézlemez fejes cspok
Öszvér gerend - rácsos beton vslás trpézlemez rácsos gerend 14
Öszvér gerend - könnyűszerkezetes 15 www.lindb.com
Öszvér gerend előre gyártott vb. lemez előre gyártott vb. tálcák + monolit lemez 16
Nyírt kpcsolt Fejes csp T kpcsolóelem Szögcélos kpcsolt Hurkos kpcsolt
Cspok rögzítése - hegesztés Kerámi gyűrűk hozgnyg http://www.thoms-welding.com http://www.ntec.com.u
Cspok rögzítése mechnikus kpcsolt Utólgos beépítés felújítás http://www.floor-reinforcement.com
Öszvér födém
http://www.constructli.com http://www.metldek.com Trpézlemezes öszvér födém trpézlemez zsluzt trpézlemezzel együttdolgozó
Trpézlemez Vsbeton lemezzel együttdolgozó trpézlemez Bennmrdó zsluzt nem együttdolgozó
Öszvér födém Slim floor öszvér gerend slim floor 23
Öszvér födém - Slimdek http://www.ttsteelconstruction.com 24
Öszvér oszlopok 25
Szerkezeti viselkedés
Nem együttdolgozó szerkezet: Szerkezeti viselkedés - z cél szelvényt kell méretezni minden teherre, - szimmetrikus cél szelvény, semleges tengely z cél szelvény közepén, - cél szelvény szélső szálibn normál feszültségek lp szilárdságtni összefüggésekkel számíthtók. ε σ 27
Szerkezeti viselkedés Együttdolgozó szerkezet: ruglms viselkedés - öszvér szelvény nem szimmetrikus, semleges tengely fölfelé tolódik el, - szélsőszál feszültségek z öszvér szelvényben kisebbek, mint nem együttdolgozó szelvényben, - z cél és beton lineárisn ruglmsn viselkedik, - nyírt kpcsolóelemeknél nincs megcsúszás. ε σ 28
Szerkezeti viselkedés Együttdolgozó szerkezet: képlékeny viselkedés - képlékeny trtlékok figyelembe vétele, - cél szelvény feszültségei elérik folyáshtárt, képlékeny deformációk jönnek létre, - beton esetén számíthtjuk z ellenállást merev-képlékeny nygmodellel. ε σ 29
Építéstechnológi
Teljes láállványozás Beton megszilárdulás után állványbontás öszvér szelvény viseli terheket. Előnyök: - cél szelvény legkisebb, - lk biztosítás. Hátrányok: - kúszás htás ngy, - állványzt költséges. 31
Szbd szerelés Nincs állványzt cél szelvény viseli z építési terheket. Burkolt és hsznos teher öszvér szelvény viseli. Előnyök: - nincs állvány költség, - gyors építés. Hátrányok: - ngy cél önsúly, - cél nyomott öv oldlirányú megtámsztás. 32
Ideiglenes megtámsztás Pontonkénti ideiglenes támsz cél szelvény viseli z építési terheket, de kisebb fesztáv. Előnyök: - kevesebb állvány, - lk és erőjáték beállíthtóság. Hátrányok: - járom rekció kúszást okoz. 33
főtrtók fióktrtók Acél vázszerkezet 3 7
Oszlopok beállítv
főtrtó Fő- és fióktrtó gerendák fióktrtó
Gerendák túlemelése Az állndó teherből szármzó lehjlás mértékével gerendát túl lehet emelni.
Túlemelés előnye Túlemelt gerend beton súly ltt kiegyenesedik.
Túlemelés ponttlnság Eredeti betonvstgság Rosszul megtervezve z cél gerend nem egyenesedik ki többletbetonozás (többletsúly!).
Túlemelés készítése Hő htássl Hideg lkítássl
Trpézlemez elhelyezése
Trpézlemez rögzítése hegesztve mechnikus rögzítő elemekkel
Együttdolgozást biztosító cspok Leggykrbbn fejes cspokt hsználnk Különböző méretben és nygminőségben
Fejes cspok rögzítése Kerámi gyűrűk hozgnyg
Vslás elhelyezése
Betonozás Betonozást teherhordó elemek fölött kezdik, mjd szétterítik. El kell kerülni, hogy sok beton egy helyen felhlmozódjon.
Öszvértrtók számítás hgyományos elven
Gerendmodell: Számítási lpfeltevések - z öszvér keresztmetszet részei követik Bernoulli-Nvier hipotézist; - z öszvér km. részeinek görbülete zonos nincs elválás; - nyírt kpcsolt folytonos és végtelen merev nincs reltív eltolódás; - egytengelyű feszültségállpot; - lineárisn számíthtó Hook-törvény. öszvér gerend vb. lemez vstgság cél szelvény fesztáv együttdolgozó szélesség vsbeton lemez fejes csp 48
Ruglms nlízís: Számítási lpfeltevések - homogén, izotróp, lineárisn ruglms nygmodellek z öszvérkm. részeire; - kis lkváltozások és kis elmozdulások; - lssú lkváltozás (kúszás) htás: "kézi számítás" pillntnyi teher (nincs kúszás) és trtós teher (kúszás), kúszás függvény kúszás követése numerikus modellben. 49
Központos normálerő: homogenizálás: feszültségek z célbn és betonbn: E N N σ = N = = E A c A A E i A + Ac + n n súlyponttávolságok: Feszültségek számítás N = N + Nc - egyensúlyi egyenlet, ε0 = ε = εc - komptibilitási egyenlet, σ = E ε ; σ = E ε - nygegyenlet. c c c N = ( E A + E A ) ε c c 0 n M i = 0 Nc c = N ( N N ) = N = c c E = Ec A i E c E = n E σ c = n N = E E A + Ac n 1 g y N n A i N N N N c = N = εc ε 0 ε ε 0 N c N N c E Ac Ac = n = n E E Ai A + Ac n E Ac A c = = E E Ai A + Ac n S c S i S 50
Nyomték: Feszültségek számítás egyensúlyi egyenlet N Nc = 0 Nc = N = N M + M + N + N = M komp. egyenlet εc = c ρ ε = ρ c c c nyg egyenlet σ c = Ec εc σc = Ec ρ z σ = E ε σ = E ρ z feszültség igv. Mc = Ec Ic ρ M = E I ρ N = E A ε = E A ε c c c ρ c ρ M ρ = E 2 2 E homogenizálás: n = I + Ec Ic + E A + Ec Ac c M 1 M Ec ρ = = E I c 2 Ac 2 I i + + A E I + c n n feszültségek z célbn és betonbn: súlyponttávolságok: E M M σ = = = c Ec ρ z z z n E Ii n Ii M M σ = E ρ z = E z = z E I I i i 1 ε c ρ ε A Nc c = Ai A N c = n Ai M c M y z z E Sc S i S c y c E = n 51
Fjlgos nyíróerő: N hjlításból: homogenizálás: n feszültségek z célbn és betonbn: Feszültségek számítás N = E A ρ dn E A dm v = = 2 2 dx E I + E I + E A + E A dx v E = Ec c c c c c E c E = n E A = E 2 E 2 E I + Ic + E A + Ac c v n A S V i = V = vgy Ii Ii n Ac c v = n V I i V V N N v v v dx = dn dn v = dx S i dx N+dN N+dN 52
Terhelő nyúlás: Feszültségek számítás sttikilg htározott trtó: ε = α Δt hőmérsékletváltozás betonbn t N = A E ε σ t c c t = E ε c,1 c t σ =,1 0 M = N ; N t t c t A ; I feszültségek z célbn és betonbn: σ i i N t N t σ c,2 = n Ai Nt σ,2 = Ai Ac Ec ε t c M t σ c,3 = z n Ii Ac Ec ε t c σ,3 = z I A E ε A E ε c c t c c t c c = Ec εt + n Ai n Ii z i A E ε A E ε σ = + A I c c t c c t c 0 z i i 1 ε t N t Sc S i S c 53 N t N t M t
Feszültségek számítás Közbenső támsz környezete: beton bereped igénybevétel eloszlás ideális keresztmetszet: A = A + A i2 s A A = s 2 = s2 Ai2 Ai2 I = I + A + A 2 2 i2 2 s s2 repedéstágsság feszültségek z célbn és vslásbn: M σ = z Ii2 M σ s = z I i2 s2 2 S s Si S 54
Felhsznált irodlom SSEDTA http://www.stlforbund.com/eurokoder/trns_ntionl_approch_eurocode_4.pdf www.peikko.com, Deltbem Technicl Mnul, Instlltion Instructions www.lindb.com, Könnyűszerkezetes öszvérfödém http://www.ttsteelconstruction.com, Slimdek http://www.rcelormittl.com, Slim floor http://www.ssedt.com AISC Teching Aids, www.isc.org MSZ EN 1994-1-1: 2004. Eurocode 4: Öszvérszerkezetek tervezése: Áltlános és z épületekre vontkozó szbályok. MSZ EN 1994-2: 2005. Eurocode 4: Öszvérszerkezetek tervezése: Áltlános és hidkr vontkozó szbályok. MSZ EN 1993-1-1: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Áltlános és z épületekre vontkozó szbályok. MSZ EN 1993-1-5: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Lemezekből összeállított szerkezetek. MSZ EN 1993-1-8: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Csomópontok tervezése. MSZ EN 1992-1-1: 2004. Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése: Áltlános és z épületekre vontkozó szbályok. MSZ EN 1993-2: 2006. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Hidkr vontkozó szbályok. ESDEP (The Europen Steel Design Eduction Progrmme) internetes okttási nyg: http://www.esdep.org/members/mster/wg10/toc.htm Dr. Sztmári István: Öszvértrtók, egyetemi jegyzet, 1998. Dr. Duni László: Öszvérszerkezetű Hidk, elődás órvázlt www.hsz.bme.hu 55