TARTÓSZERKEZETI EUROCODE-OK A tervezés alapelvei Terhek és hatások 1. Dr. Visnovitz György BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék Rekonstrukciós szakmérnökképzés 2012. március 22.
TERHEK ÉS HATÁSOK A TARTÓSZERKEZETI EUROCODE-OK RENDSZERÉBEN MSZ EN 1990 Eurocode 0 : A tartószerkezetek tervezésének alapjai. MSZ EN 1991 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1992-1999 további terhek és hatások, például MSZ EN 1992 Betonszerkezetek tervezése: zsugorodás, pillérek geometriai pontatlansága, előfeszítés MSZ EN 1993 Acélszerkezetek tervezése: helyettesítő imperfekciók (globális, lokális, geometriai) MSZ EN 1997 Geotechnikai tervezés: geotechnikai terhek MSZ EN 1998 Tartószerkezetek földrengésállóságának tervezési előírásai: földrengési terhek Nemzeti Függelékek (NA, NB) nemzeti adatai, kiegészítései, módosításai
EUROCODE 0 A TARTÓSZERKEZETEK TERVEZÉSÉNEK ALAPJAI MSZ EN 1990:2011 (MSZ EN 1990:2005) (korábban MSZ 15020-86 Építmények teherhordó szerkezetei erőtani tervezésének általános előírásai)
MSZ Teherbírási határállapot Használati határállapot biztonsági tényezők: γ Y M Y H EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI ALAPELVEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Határállapotok módszere Eurocode Teherbírási határállapot Használhatósági határállapot Osztott biztonság elve partial factor: γ parciális tényező, biztonsági tényező, parciális biztonsági tényező?) Igénybevétel-összehasonlítás E d R d
Teherbírási határállapotban: Hatáskövetkezmény (M Ed, V Ed stb.) MSz: külső terhekből és hatásokból származó belső igénybevételek E d R d Az ellenállás tervezési értéke M Rd, V Rd stb.) MSZ: határigénybevétel
Teherbírási határállapotban: Hatáskövetkezmény (M Ed, V Ed stb.) MSz: külső terhekből és hatásokból származó belső igénybevételek Használhatósági határállapotban: Hatáskövetkezmény (lehajlás, feszültség, repedés) E d R d Az ellenállás tervezési értéke M Rd, V Rd stb.) MSZ: határigénybevétel E d C d A követelmény tervezési értéke (használhatósági követelmény) pl. l/250
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI VIZSGÁLATOT IGÉNYLŐ ÁLLAPOTOK Teherbírási határállapotban: Helyzeti állékonyság elvesztése (EQU) Szilárdsági és/vagy alaki stabilitási tönkremenetel(str) Fáradás vagy más, időben lejátszódó tönkremenetel (FAT) Altalaj törése/túlzott alakváltozása (GEO) (Ellenőrzések)
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI VIZSGÁLATOT IGÉNYLŐ ÁLLAPOTOK Teherbírási határállapotban: Helyzeti állékonyság elvesztése (EQU) Szilárdsági és/vagy alaki stabilitási tönkremenetel(str) Fáradás vagy más, időben lejátszódó tönkremenetel (FAT) Altalaj törése/túlzott alakváltozása (GEO) (Ellenőrzések) Használhatósági határállapotban: Alakváltozások, elmozdulások Rezgések, lengések Repedések A külső megjelenést befolyásoló egyéb károsodások Feszültségek (ritkán)
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI A HATÁRÁLLAPOT SZERINTI VIZSGÁLAT ÉRTELMEZÉSE E d R d
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI KOCKÁZATI ALAPSZINTEK Tönkremenetel bekövetkezése 10-4 -10-5 Használhatósági határ túllépése 10-2 10-3 Kérdések: Miért ennyi? Hogyan érhető ez el? Mikor, milyen feltételek esetére vonatkozik?
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI Lehetséges káresemények és kár/érték arány különböző teherszinteken
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI Kármán Tamás
KOCKÁZATI SZINTEK TELJESÍTÉSE MEGBÍZHATÓSÁG TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOTBAN Tervezési eszközök: - Parciális biztonsági tényezők terheknél, anyagoknál, méreteknél (ritkán) - Terhek,hatások szintje (teherszint tényezők) - Élettartam, tartósság figyelembevétele - Szerkesztési szabályok szigorúsága valamint: - mechanikai modell pontossága, közelítő módszerek - minőségbiztosítás, megbízhatóság - túlméretezés ott, ahol költséghatékony
Kárhányad szerinti osztály CC3 CC2 CC1 Megbízhatóság, Megbízhatósági minőségellenőrzés szintek Leírás Az emberélet elvesztésének kockázata nagy, vagy a gazdasági, társadalmi, környezeti következmények rendkívül jelentősek Az emberélet elvesztésének kockázata közepes, vagy a gazdasági, társadalmi, környezeti következmények számottevőek. Az emberélet elvesztésének kockázata kicsi, a gazdasági, társadalmi, környezeti következmények nem jelentősek, vagy elhanyagolhatók Példák az épületek és az építőmérnöki szerkezetek köréből Lelátók. Kiemelt közösségi épületek, (pl. koncertterem) Lakó- és irodaházak. közösségi épületek, Mezőgazdasági épületek, raktárak, növényházak Megbízhatósági osztály RC3 RC2 RC1 Tervellenőrzési szint DSL3 Helyszíni ellenőrzési szint CC: Consequences Class, RC: Reliability Class; DSL: Design Supervision Level; IL: Inspection Level. IL3 Kibővített, független ellenőrzés DSL2 IL2 Szokásos ellenőrzés DSL1 IL1 Önellenőrzés
MEGBÍZHATÓSÁGI SZINT FIGYELEMBE VÉTELE Megbízhatósági osztály (Reliability Class) RC3 F d = K FI γ F F k Kár mértéke K FI Terv- és helyszíni ellenőrzés előírt szintje rendkívül jelentős 1,1 kibővített, független RC2 számottevő 1,0 szokásos RC1 nem jelentős 0,9 önellenőrzés (MSZ: rendeltetési tényező) Ha az ellenőrzés szintje az előírtnál magasabb, csökkenteni lehet az anyagra illetve ellenállásra vonatkozó γ M parciális tényezőt. Erre nézve az EC 1990 nem tartalmaz számszerű értékeket.
A hatások csoportosítása fajtái példák Időbeli változás szerint a) Állandó ~ (G, P) (= időben állandó) b) Esetleges ~ (Q) (=időben változó) Önsúly, feszítés(!), földnyomás Tartós ~ (pl. raktárteher) Rövid idejű ~ (pl. meteorológiai) Ritka ~ c) Rendkívüli ~ (A) Ütközés, robbanás
A hatások csoportosítása fajtái példák Időbeli változás szerint Eredet szerint a) Állandó ~ (G, P) (= időben állandó) b) Esetleges ~ (Q) (=időben változó) Önsúly, feszítés(!) Tartós ~ (pl. raktárteher) Rövid idejű ~ (pl. meteorológiai) Ritka ~ c) Rendkívüli ~ (A) Ütközés, robbanás a) Közvetlen ~ (terhek) b) Közvetett ~ (kinematikai terhek) Koncentrált és megoszló terhek, nyomatékok Kényszer- vágy gátolt alakváltozás (hőmérsékletváltozás, nedvességváltozás, támaszelmozdulás) Kényszergyorsulás (robbanás, földrengés)
A hatások csoportosítása fajtái példák Időbeli változás szerint Eredet szerint Térbeli változás szerint Jelleg és/vagy szerkezeti válasz szerint a) Állandó ~ (G, P) (= időben állandó) b) Esetleges ~ (Q) (=időben változó) Önsúly, feszítés(!) Tartós ~ (pl. raktárteher) Rövid idejű ~ (pl. meteorológiai) Ritka ~ c) Rendkívüli ~ (A) Ütközés, robbanás a) Közvetlen ~ (terhek) b) Közvetett ~ (kinematikai terhek) a) Rögzített ~ önsúly Koncentrált és megoszló terhek, nyomatékok Kényszer- vágy gátolt alakváltozás (hőmérsékletváltozás, nedvességváltozás, támaszelmozdulás) Kényszergyorsulás (robbanás, földrengés) b) Nem rögzített ~ daruteher, meteorológiai teher a) Statikus ~ b) Kvázi-statikus~ nem okoz jelentős szerkezeti gyorsulást, pl. önsúly c) Dinamikus jelentős gyorsulásokat okoz, pl. földrengés
KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK, TERVEZÉSI ÉRTÉK, REPREZENTATÍV ÉRTÉK 1. Rel. gyakoriság alsó tervezési érték Időben állandó (időtől független) mennyiségek: állandó teher (G), méretek(a), előfeszítő erő (P 0 ) stb. Karakterisztikus érték = közepes érték G d,inf = γ Ginf G k G k = G m G d,sup = γ Gsup G k Közepes érték (MSZ: alapérték) felső tervezési érték G
KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK, TERVEZÉSI ÉRTÉK, REPREZENTATÍV ÉRTÉK 2. Rel. gyakoriság Időben állandó (időtől független) jellemzők: szilárdságok (f), használati követelmények (C) stb. f d = f k /γ M f k = f 5% f tervezési érték (MSZ : határérték) Karakterisztikus érték 5%-os előfordulási gyakoriságú érték (MSZ: jellemző érték) Közepes érték f m
3. Időben változó hatások: esetleges terhek, pl. hasznos teher, szél (Q) Q Tervezési Karakterisztikus (ritka) (ritka) Q k Túllépési valószínűség (referencia időszakon belül): 2 % /év (kb. 65%/50 év) Idő
50% 100% 3. 1 % Q Időben változó hatások: esetleges terhek, pl. hasznos teher, szél (Q) Tervezési Karakterisztikus (ritka) (ritka) Q k Gyakori Kvázi-állandó (tartós) Idő Az esetleges terhek teherszintjei (reprezentatív értékei): Gyakori Kvázi állandó Előfordulási gyakoriság ψ 1 Q k ψ 2 Q k
50% 100% 3. 1 % Q Időben változó hatások: esetleges terhek, pl. hasznos teher, szél (Q) Tervezési Karakterisztikus (ritka) (ritka) Q k Gyakori Kvázi-állandó (tartós) Idő Az esetleges terhek teherszintjei (reprezentatív értékei): Kombinációs ψ 0 Q k (ψ 0 : egyidejűségi tényező)
tervezési érték EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI ESETLEGES HATÁSOK TERVEZÉSI ÉRTÉKEI Q d biztonsági tényező = γ Q * ψ *Q k teherszint tényező karakterisztikus érték reprezentatív érték
HATÁSOK PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI (γ F ) a) Teherbírási határállapotokban: Hatás (teher) jellege Állandó Jel Tartós vagy ideiglenes tervezési helyzet Rendkívüli / szeizmikus Szilárdsági / Helyzeti tervezési stabilitási állékonysági helyzet vizsgálat vizsgálat kedvezőtlen γ Gsup 1,35 1,10 kedvező γ Ginf 1,00 0,90 Esetleges γ Q 1,50 1,50 Rendkívüli γ A - - Feszítőerő általában γ P,fav 1,0 Zsugorodás γ sh 1,0 1,00
HATÁSOK PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI (γ F ) a) Teherbírási határállapotokban: Hatás (teher) jellege Állandó Jel Tartós vagy ideiglenes tervezési helyzet Rendkívüli / szeizmikus Szilárdsági / Helyzeti tervezési stabilitási állékonysági helyzet vizsgálat vizsgálat kedvezőtlen γ Gsup 1,35 1,10 kedvező γ Ginf 1,00 0,90 Esetleges γ Q 1,50 1,50 Rendkívüli γ A - - Feszítőerő általában γ P,fav 1,0 Zsugorodás γ sh 1,0 b) Használhatósági határállapotokban: a hatások biztonsági tényezőjével nem kell számolni : γ = 1,00 1,00
Esetleges terhek ψ tényezők értékei (teherszint tényező) AZ ESETLEGES TERHEK ÉRTÉKEI. Egyidejűségi Ψ 0, Ψ 1 ÉS Ψ 2 TÉNYEZŐK Gyakori Kvázi-állandó (kombinációs, Hatás (teher) jellege teherszint teherszint ritka) Hasznos terhek Meteorológiai terhek ψ O ψ 1 ψ 2 Lakóépületek, irodák 0,7 0,5 0,3 Gyülekezésre szolgáló helyiségek, üzletek 0,7 0,7 0,6 Raktárak 1,0 0,9 0,8 Nem járható tetők 0,0 0,0 0,0 Nehéz járművel nem járható födémek Nehéz járművel járható födémek 0,7 0,7 0,6 0,7 0,5 0,3 Szélteher 0,6 0,5 0,0 Hóteher 0,5 0,2 0,0 Hőmérsékletkülönbség hatása 0,6 0,5 0,0
A hatások tervezési értékei Tervezési helyzet Tartós és EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI Állandó hatások G d Kedvezőtlen Kedvező teherbírási határállapotban Független esetleges hatások Q d Domináns, ill. kiemelt többi Rendkívüli vagy szeizmikus hatások (A d ) ideiglenes γ Gj,sup G k,j γ Gj,inf G k,j γ Q1 Q k,1 γ Q,i ψ 0,i Q k,i - Rendkívüli G k,j ψ 1,1 Q k,1 ψ 2,i Q k,i A d nincs Szeizmikus G k,j ilyen ψ 2,i Q k,i ahol ψ 0 : egyidejűségi ψ 1 : gyakori ψ 2 : kvázi állandó A Ed
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI A hatások tervezési értékei használhatósági határállapotban Hatáskombináció Kvázi-állandó Állandó hatások G kj Független esetleges hatások domináns Q d ψ 2,i Q k,i többi Gyakori ψ ( P k ) 1,1 Q k,1 ψ 2,i Q k,i Ritka (karakterisztikus) Q k,1 ψ 0,i Q k,i Használhatósági határállapotban a γ G és γ Q parciális biztonsági tényezők 1,0 nek vehetők, ugyanakkor a hatás karakterisztikus értékének lehet kedvezőtlen vagy kedvező értéke is.
EC 0: A TERVEZÉS ALAPJAI HATÁSKOMBINÁCIÓ Különböző, egyidejűleg működő hatások tervezési értékeinek egy csoportja, amely egy határállapot bekövetkezését okozhatja. (= terhelési eset)
HATÁSKOMBINÁCIÓK A tartós/ideiglenes tervezési helyzet hatáskombinációja teherbírási határállapotban (alapkombináció) γ G γ Q = = 1,35 1,50 (MSZ (MSZ 1,20) 1,20-1,40)
A tartós/ideiglenes tervezési helyzet hatáskombinációja (alapkombináció) Ez a kombináció két hatáskombináció ötvözete (a biztonság javára közelítve, mert ψ 0 1 és ξ 1 ): a) b) j 1 + γ Q1 γ j 1 Gj ξ γ G kj G + γ ψ Q + γ ψ Q 01 k1 Qi 0i ki i 1 Domináns állandó teher esetén Q + j Gj kj Q1 k1 Qi 0i ki i 1 Domináns esetleges teher esetén, pl. üvegház γ ψ A kettő közül a kedvezőtlenebb alkalmazandó! Q
Nagy állandó teher esete M Ed 2,0 Q k =20 kn Q k =20 kn ψ 0 =0,5 g k =100 kn/m 2,0 2,0 γ G =1,35 γ Q =1,50 Összevont alapkombinációval: 2 q k =20 kn/m; ψ 0 =0,7 1,35 100 6,0 1,50 20 6,0 = + + 1,50 0,5 15 2, 0 8 8 = 607,5 + 135 + 22,5 = 765,0 2 knm =
Helyette: M Ed = min{m Ed1 ; M Ed1 } a) hatáskombinációból M Ed1 = 607,5 + 0,7 135 + 22,5 = 724,5 knm b) hatáskombinációból M Ed2 = 0,85 607,5 + 135 + 22,5 = 673,9 knm M Ed =724,5 knm < 765,0 knm 5,3% igénybevétel csökkenés az a) kombináció alapján.
Nagy esetleges teher esete (kis önsúly) M Ed 2,0 Q k =20 kn Q k =20 kn ψ 0 =0,5 g k =20 kn/m 2,0 2,0 γ G =1,35 γ Q =1,50 Összevont alapkombinációval: 2 q k =20 kn/m; ψ 0 =0,7 1,35 20 6,0 1,50 20 6,0 = + + 1,50 0,5 15 2, 0 8 8 = 121,5 + 135 + 22,5 = 2 279,0 knm =
Helyette: M Ed = min{m Ed1 ; M Ed1 } a) hatáskombinációval M Ed1 = 121,5 + 0,7 135 + 22,5 = 229,1 knm b) hatáskombinációval M Ed2 = 0,85 121,5 + 135 + 22,5 = 260,4 knm M Ed =260,4 knm < 279,0 knm 6,7% igénybevétel csökkenés a b) kombináció alapján.
Hatáskombinációk teherbírási határállapotban A tartós/ideiglenes tervezési helyzet hatáskombinációja (alapkombináció) A rendkívüli tervezési helyzet hatáskombinációja A szeizmikus tervezési helyzet hatáskombinációja
Használhatósági határállapot Használhatósági követelmények a) lengések (rezgések) b) lehajlások c) repedéstágasság
Használhatósági határállapotban megadandó feltételek Tervezési helyzet (tartós, átmeneti) Hatáskombináció ritka, gyakori, kváziállandó Határérték (lehajlás, repedéstágasság, rezgés) Források: EC0 NA : néhány nem anyagfüggő alapeset EC2-EC9: anyagfüggő és nem anyagfüggő esetek kissé kaotikus kavalkádja
Hatáskombinációk használhatósági határállapotban Kvázi állandó hatáskombináció G "+" k, j j 1 i 1 Gyakori kombináció G "+" ψ 2,i Q ψ (pl. vizuális hatás, látvány) k,i (reverzibilis károsodások,pl. vízelvezetés) Q "+" k, j 1,1 k,1 j 1 i> 1 Ritka (karakterisztikus) kombináció (irreverzibilis károk,pl. j 1 G k, j "+" Q "+" ψ Q k,1 i > 1 0,i ψ 2,i Q k,i válaszfal, darupálya) k,i
Lengés - hatáskombinációk és számítás Hatáskombináció Emberi mozgás nem okoz szerkezeti tönkremenetelt kellemetlen élettani hatása lehet kvázi-állandó kombináció + E d = Gk ψ 2 Qk, i pl. lakás, iroda: p = g k + 0,3 q k f 0 = π 2 2l EI m 5 384 pl EI 4 w qp = f min egyszerűsített igazolás 5,5 f0 = ( wqp cm ben) w qp
Lengés - követelmények Általános követelmény a rezonancia-jelenség megakadályozása lengés okozta kellemetlen emberi érzések elkerülése f 1 3 Hz - vasbeton f 1 5 Hz - könnyű (fa, acél) γ dyn f F Emberi mozgás: f F = 1,0...3,0 Hz Miért? γ dyn Vasbeton födémek Könnyű fafödémek Anyagspecifikus további követelmények MSZ EN 1992-1999 EC 0 EC5-fa f F
Hatáskombinációk és határértékek alakváltozás számításhoz az egyes anyagszabványokban w c w max w 1 ahol w 2 w 3 w 2 w 3 w tot lehajlás-növekmény az állandó terhek, a kvázi-állandó esetleges terhek és a feszítés okozta kúszás, valamint a zsugorodás hatására, w max lehajlás-növekmény az esetleges terhek hatására, a teljes lehajlás a felhajlás figyelembevételével.
szabvány EC0 Tervezés alapjai EC2 Vasbeton EC4 Acél EC5 Fa fő/na követelmény fősz. nincs adat NA látvány sík födém kvázi állandó látvány bordás födém kvázi állandó vízelvezetés lapos tetők gyakori határérték w max w 2 +w 3 Θ darupálya sínpálya ritka L/600 falazott válaszfal védelme födém ritka 10 mm fősz. megjelenés, ált. gerenda, használhatóság lemez kvázi állandó L/250 csatlakozó gerenda, szerkezetek lemez, kvázi állandó L/500 fősz. nincs adat tetők, megjelenés NA födémek ritka L/250 L/300 csatlakozó tetők, szerkezetek födémek ritka L/300 L/350 fő általában gerenda, konzol ritka Szöveg Szerkezetfajta Hatáskombináció L/150- L/250 L/250- L/300 L/250- L/350 L/300- L/750 Nincs adat
Hatáskombinációk és határértékek repedéstágasság ellenőrzéshez az MSZ EN 1991-1-1-ben Környezeti osztály 2010. március 31-ig Vasbeton szerkezetek és tapadásmentes feszítőbetéteket tartalmazó feszített vasbetonszerkezetek Kvázi állandó hatáskombináció Tapadásos feszítőbetéteket tartalmazó feszített vasbetonszerkezetek Gyakori hatáskombináció X0, XC1 0,4 mm 0,2 mm XC2, XC3, XC4 XD1, XD2, XS1, XS2, XS3 0,3 mm 0,2 mm, Továbbá kvázi-állandó kombinációban dekompressziós állapot dekompressziós állapot
Hatáskombinációk és határértékek repedéstágasság ellenőrzéshez az MSZ EN 1991-1-1-ben Környezeti osztály 2010. április 1-től Vasbeton szerkezetek és tapadásmentes feszítőbetéteket tartalmazó feszített vasbetonszerkezetek Kvázi Gyakori állandó hatáskombináció Tapadásos feszítőbetéteket tartalmazó feszített vasbetonszerkezetek Gyakori hatáskombináció X0, XC1 0,4 mm 0,2 mm XC2, XC3, XC4 XD1, XD2, XS1, XS2, XS3 0,3 mm 0,2 mm, Továbbá kvázi-állandó kombinációban dekompressziós állapot dekompressziós állapot
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK MSZ EN 1991-1-1:2005 Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK MSZ EN 1991-1-1:2005 Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei Megkülönböztetendő fogalmak: a) súlyterhek általában b) önsúly teher c) állandó terhek
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK a) Súlyterhek általában Fogalmak: sűrűség-fajsúly térfogatsúly halmazsúly rakatsúly súrlódási szög
Halmaz- és rakatsúlyok γ k [kn/m 3 ] Ipari és általános anyagok ÉPÍTÉSI ÉS TÖLTŐANYAGOK γ k [kn/m 3 ] φ [ ] Agyag (száraz) 16 - Téglapor és törmelék, zúzott tégla 15 35 Homokos kavics, ömlesztett 15-20 35 Homok 14-19 30 Kavics 16-18 30 Zúzottkő 13-15 Cement EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK ömlesztett 14-16 28 zsákos 15 - Gipsz, őrölt 6-10 25 Bentonit nyers 6-9 - összerázott 11 - Duzzasztott agyagkavics 2,5-5,5 30 Perlit 0,7-2,5 30 Kohósalak darabos 17 40 zúzott, szemcsés 9-12 30 Szénsalak 10 Mész 13 25 Termőföld 15 - Gyeptégla 7,8 40 Kockakő, máglyába rakva 25-30 - Tégla máglyába rakva 16 - Műanyagok, rakatban >12 - Acélárú, rakatban 45 - Építőfa, rakatban (nedves) 7 - Súlyterhek általában: halmaz és rakatsúlyok belső súrlódási szög φ φ
Anyagok térfogatsúlya I. γ k [kn/m 3 ] BETONOK γ k [kn/m 3 ] Habbeton 8 Perlitbeton 4-7 LC 1,0 9-10 Könnyűbetonok (könnyű LC 1,6 14-16 adalékos) LC 2,0 18-20 Tufabeton 16 Zúzottkő beton 23 Műkő 24 Normálbeton (kavicsbeton) 24 Nehézbeton >28 Friss betonnál, illetve szokásos vasalású betonnál a térfogatsúlyt 1,0 kn/m 3 -rel meg kell növelni. Például: Friss vasalatlan beton (normál) 25 Vasbeton és feszített beton (normál) 25 HABARCSOK, VAKOLATOK γ k [kn/m 3 ] Gipszhabarcs 12-18 Mészhabarcs 12-18 Javított mészhabarcs 18-20 Cementhabarcs 19-23 Samotthabarcs 19 Perlithabarcs 4-5 EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Súlyterhek általában: építőanyagok FAANYAGOK Puha lombosfa (pl. nyár, éger, fűz) szilárdsági osztály γ m [kn/m 3 ] C14-C20 3,5-4,0 Fenyő, erdei C22-C35 4,1-4,8 Fenyő, vörös C40-C50 5,0-5,5 Hazai keményfa, lombos (akác, bükk, tölgy) D30-D50 6,4-7,0 Egzotikus keményfa D60-D70 8,4-10,8 Rétegelt ragasztott fatartók KERTO furnérfa Rétegelt falemez Faforgácslap Farostlemez homogén GL24h -GL36h 3,7-4,4 kombinált GL24c- - GL36c 3,3-4,2 KERTO-S KERTO-Q 4,8 KERTO-T 4,1 fenyő 5,0 nyír 7,0 furnér/lécbetétes 4,5 általában 7,0-8,0 cementkötésű 12,0 kemény 10,0 közepes sűrűségű (MDF) 8.0 lágy, szigetelő (WDF) 4,0
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Súlyterhek általában: épületszerkezetek Épületszerkezetek térfogatsúlya γ k [kn/m 3 ] KŐFALAZATOK γ k [kn/m 3 ] 30 kn/m 3 térfogatsúlyú kőből 29 20 kn/m 3 térfogatsúlyú kőből 20 TÉGLA FALAZATOK γ k [kn/m 3 ] B30-as kézi falazóblokk jav. mészhabarcs 13,5 Nagy üregtérfogatú vázkerámia falazóblokk javított mészhabarcsban POROTHERM falazat Porotherm M 100 falazóhabarcsban POROTHERM falazat TM hőszigetelő habarcsban POROTHERM 30-as hanggátló falazat Porotherm M 100 falazóhabarcsban Gázszilikát kézi falazóblokk 2 N/mm 2 szilárdságig, javított mészhabarcsban Gázszilikát kézi falazóblokk 2 N/mm 2 nél nagyobb szilárdsággal jav. mészhabarcsban YTONG P2-0,5 pórusbeton falazóblokk vtg 5,5 N/mm 2 YTONG falazóh-ban YTONG P4-0,6 Pórusbeton falazóblokk 1 cm vtg 5,5 N/mm 2 YTONG falazóh-ban 12,0 8,77 8,37 17,9 6 8 7 7,75 Épületszerkezetek négyzetmétersúlya g k [kn/m 2 ] FŐFALAK ( kétoldali vakolattal) g k [kn/m 2 ] 44 cm Porotherm N+F 4,05 tömör tégla 7,10 38 cm soklyukú tégla 5,95 HB 38 blokk 4,03 Porotherm N+F 3,84 B30 5,01 Poroton, thermopor, thermoton 3,73 30 cm Uniform 4,44 Gázszilikát 3,15 Porotherm N+F 3,23 Porotherm hanggátló 4,42 25 cm tömör tégla 4,88 soklyukú 4,13 VÁLASZFALAK (kétoldali vakolattal) g k [kn/m 2 ] Tömör tégla 1,50 2,40 Tégla válaszfallap 1,20 1,70 Porotherm válaszfal 11,5 cm 1,74 Mészhomok tégla 1,50 2,60 2,00 Vasbeton 3,00 4,25
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Súlyterhek általában: épületszerkezetek Épületszerkezetek térfogatsúlya γ k [kn/m 3 ] KŐFALAZATOK γ k [kn/m 3 ] 30 kn/m 3 térfogatsúlyú kőből 29 20 kn/m 3 térfogatsúlyú kőből 20 TÉGLA FALAZATOK γ k [kn/m 3 ] B30-as kézi falazóblokk jav. mészhabarcs 13,5 Nagy üregtérfogatú vázkerámia falazóblokk javított mészhabarcsban POROTHERM falazat Porotherm M 100 falazóhabarcsban POROTHERM falazat TM hőszigetelő habarcsban POROTHERM 30-as hanggátló falazat Porotherm M 100 falazóhabarcsban Gázszilikát kézi falazóblokk 2 N/mm 2 szilárdságig, javított mészhabarcsban Gázszilikát kézi falazóblokk 2 N/mm 2 nél nagyobb szilárdsággal jav. mészhabarcsban YTONG P2-0,5 pórusbeton falazóblokk vtg 5,5 N/mm 2 YTONG falazóh-ban YTONG P4-0,6 Pórusbeton falazóblokk 1 cm vtg 5,5 N/mm 2 YTONG falazóh-ban 12,0 8,77 8,37 17,9 6 8 7 7,75 Épületszerkezetek négyzetmétersúlya g k [kn/m 2 ] FŐFALAK ( kétoldali vakolattal) g k [kn/m 2 ] 44 cm Porotherm N+F 4,05 tömör tégla 7,10 38 cm soklyukú tégla 5,95 HB 38 blokk 4,03 Porotherm N+F 3,84 B30 5,01 Poroton, thermopor, thermoton 3,73 30 cm Uniform 4,44 Gázszilikát 3,15 Porotherm N+F 3,23 Porotherm hanggátló 4,42 25 cm tömör tégla 4,88 soklyukú 4,13 VÁLASZFALAK (kétoldali vakolattal) g k [kn/m 2 ] Tömör tégla 1,50 2,40 Tégla válaszfallap 1,20 1,70 Porotherm válaszfal 11,5 cm 1,74 Mészhomok tégla 1,50 2,60 2,00 Vasbeton 3,00 4,25
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Súlyterhek általában: régi épületszerkezetek 1893.
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK b) Önsúlyteher Az önsúly fogalma: Az önsúly az épület megvalósításához és működéséhez szükséges szerkezetek, elemek, berendezések súlya. A tartószerkezeti és nem tartószerkezeti elemeket egyetlen hatásként kell számításba venni. Feltöltések, tetők, teraszok földterhei az önsúly része.
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK b) Önsúlyteher Az önsúly besorolása: Az építőelemek önsúlya általában -időben állandó - rögzített és - közvetlen hatás.
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK c) Állandó teher Az állandó teher fogalma: Időben állandó hatás egy adott tervezési helyzet teljes időtartama alatt. -önsúly - feszítés - földnyomás alapfalakon
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Önsúly biztonsági tényezők és teherszint tényezők Teherbírási határállapot Tartós/ideiglenes tervezési helyzet Szilárdsági/ stabilitási vizsgálat Helyzeti állékonysági vizsgálat Kedvezőtlen 1,35 1,10 γ Gsup Kedvező γ 1,0 0,9 Ginf ψ 0 = ψ 1 =ψ 2 = 1,0 Rendkívüli tervezési helyzet Használhatósági határállapot 1,0 1,0
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Az önsúly karakterisztikus értéke γ Ginf G k G k = G m γ GsupG k Q k = V γ V névleges méretek alapján G
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Az önsúly karakterisztikus és tervezési értéke meglévő épületeknél Q d = G γ V γ V felmért méretek alapján
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK MSZ EN 1991-1-1:2005 Sűrűség, önsúly és az épületek hasznos terhei
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK A hasznos teher fogalma A hasznos terhek az épületek rendeltetésszerű használatából származnak, tartalmazzák: a szokásos emberi használat hatásait, a bútorok, mozgatható berendezések és a tárolt anyagok terheit, a járművek okozta terheket, a ritkán fellépő körülményeket (pl. ideiglenes felhalmozás, átrendezés stb.)
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek A hasznos teher besorolása: - esetleges - nem rögzített - közvetlen - statikus/dinamikus hatás.
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek karakterisztikus értékei Födémek és tetők függőleges hasznos terhei Az EN 1991-1-1 a hasznos terhek nagyságát általában egy alacsonyabb és egy magasabb érték közötti tartományként, továbbá egy kiemelt ajánlott értékkel adja meg. Az alábbi táblázatban a Nemzeti Melléklet által előírt minimális értékek szerepelnek. A megadott terhek vízszintes felületen ható (illetve vízszintes vetületen megoszló), függőlegesen lefelé mutató erőhatások. Vízszintes irányú hasznos terhekre a 7.5. szakasz ad tájékoztatást. Felületen Pontszerű Használati Funkció szerint besorolás megoszló teher teher (1) osztály q k [kn/m 2 ] Q k [kn] Háztartási és tartózkodási célra szolgáló területek (lakások és 2,00 2,00 szállodák szobái, konyhák és mellékhelyiségek, kórtermek) A Padlások (nem rendszeres tartózkodás céljára) 1,50 2,00 Lépcsők, erkélyek 3,00 3,00 B Irodák 3,00 4,50 C1 Asztalokkal berendezett helyiségek (iskolák és vendéglátó helyek, olvasótermek) 3,00 4,00 C2 Rögzített ülőhelyes termek (színház, mozi, előadó, templom, váróterem) 4,00 4,00 C C3 Emberi mozgást nem akadályozó berendezésű födémek (múzeumok, kiállítótermek, középületek közlekedő területei) 5,00 4,00 C4 Összehangoltan mozgó tömegek által használt területek (táncterem, színpad, tornaterem, sportpálya) 5,00 7,00 C5 Tömegrendezvények céljára szolgáló födémterületek (táncterem, színpad, tornaterem, sportpálya) 5,00 4,50 D D1 Kiskereskedelem üzlethelyiségei 4,00 4,00 D2 Áruházak (pontosabb adatok hiányában) 5,00 7,00 E E1 Raktárak (pontosabb adatok hiányában) 7,50 7,00 E2 Ipari csarnokok közbenső födémei technológustervező adatai alapján
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek karakterisztikus értékei Részletes építési szabályzat 1893.
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek karakterisztikus értékei Mellvédek és elválasztó falak vízszintes hasznos terhei A korlátként (is) működő mellvédeken és elválasztó falakon egy vonal mentén megoszló q k vízszintes terhet kell számításba venni, amely az elem tetején, de legfeljebb 1,20 m magasságban hat. Kapcsolódó födémek használati osztálya (a 7-2. táblázat szerint) q k [kn/m] A 0,5 B és C1 0,5 C2, C3, C4 és D 1,0 C5 3,0 E 2,0 A q k teher a dinamikus hatást is tartalmazza! Az olyan területeknél, ahol embertömegek torlódása várható (pl. sportcsarnokok, lelátók, színházak, gyűlés- és előadótermek) a vonal menti terhet a C5 osztálynak megfelelő q k =3,0 kn/m értékkel kell felvenni.
Használati osztály C4 C5 E1, E2 - EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek dinamikus tényezői EC1 2005. MOSZ 1936. Hasznos terhek dinamikus tényezői A dinamikus hasznos teher fajtája Embercsoport mozgása által okozott ritmikus erőhatás: tánctermek, tornatermek, színpadok terhe tribünök, jelentős tömegek közlekedését szolgáló területek, vasúti peronok stb. terhe Ipari épületek födémjein működő gépek Állattartási épületek födémterhe Vizsgált szerkezeti elem vagy szerkezet dinamikus tényező φ födém (lemez, gerenda stb.) 1,30 fal, oszlop 1,10 alapozás 1,00
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek csökkentő tényezői az első ilyen szabály 1893-ból
Számítási képlet EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek csökkentő tényezői EC1 A hasznos teher értékét csökkentő tényezők Födémterület szerinti tényező Szintszám szerinti tényező 5 A0 2 + ( n 2)ψ0 αa = ψ0 + 1,0 α 7 A n = n A 0 : 10 m 2 n: a vizsgált oszlopot vagy falat A : a terhelt felület m 2 -ben terhelő, azonos használati osztályba α A 0,6 ( csak C és D használati tartozó szintek száma osztályú hasznos terhek esetén) ψ 0 : a hasznos teher kombinációs (egyidejűségi) tényezője Csak azonos használati osztályú terhekre!
EC 1: TERHEK ÉS HATÁSOK Hasznos terhek teherelrendezése a) Teherbírási határállapotban lásd ábra b) Használhatósági határállapotban általában nincs sémázás
Előadás vége köszönöm figyelmüket!