Magyar Köztársaság Országos Szabvány ÉPÍTMÉNYEK TEHERHORDÓ FASZER- KEZETEINEK ERÕTANI TERVEZÉSE 624.011.2:624.042 MSZ 15025-1989 Az MSZ 15025-1986 helyett G 02 Statical design of load carrying wooden constructions of buildings Az állami szabványok hatályára vonatkozó rendelkezéseket a szabványosításról és a minõségügyrõl szóló 78/1988. (XI. 16.) MT számú rendelet 5-12. -ai tartalmazzák. E szabvány alkalmazása kötelezõ. Elõírásaitól eltérést a Magyar Szabványügyi Hivatal elnöke engedélyezhet. E szabvány tárgya az állandó és az ideiglenes jellegû új építmények teherhordó faszerkezeteinek erõtani tervezése. Tartalom 1. Anyagok 1.1. Fa és fa alapú anyagok 1.2. Egyéb anyagok 1.3. Anyagjellemzõk 2. Az erõtani számítás alapjai 2.1. Terhek és hatások 2.2. Statikai modell 2.3. Erõjáték meghatározása 3. Teherbírási követelmények kielégítésének igazolása 3.1. Számításba vehetõ méretek és keresztmetszeti jellemzõk 3.2. Húzott rúd teherbírása 3.3. Nyomott rúd teherbírása 3.4. Hajlított keresztmetszet teherbírása 3.5. Hajlított tartók kifordulási stabilitása 3.6. Hajlított-nyírt gerenda nyírási teherbírása 3.7. Csavart rúd teherbírása 3.8. Teherbírás igazolása összetett igénybevételi állapotokra 3.9. Kapcsolatok teherbírása 4. Tartóssági követelmények kielégítésének igazolása 4.1. Általános elõírás 4.2. Mértékadó igénybevétel 4.3. Feszültségvizsgálat 5. Alakváltozási követelmények kielégítésének igazolása 5.1. A mértékadó alakváltozás számítása 5.2. Az alakváltozás-vizsgálat mellõzésének feltételei 6. Szerkesztési szabályok 6.1. Fakötések szerkesztési szabályai 6.2. Kötõelemes kapcsolatok szerkesztési szabályai 6.3. Nyomott rudak szerkesztési szabályai 6.4. Húzott rudak szerkesztési szabályai 6.5. Hajlított szerkezetek szerkesztési szabályai 6.6. Rétegelt-ragasztott fatartók szerkesztési szabályai Függelék A szövegben említett magyar állami szabványok A szövegben említett jogszabályok 1. ANYAGOK 1.1. Fa és fa alapú anyagok Faszerkezetekhez felhasznált fa és fa alapú anyagok az MSZ 10144 szerint. Ezek az alábbi fafaj csoport jelûek lehetnek. F: (Fenyõk)-luc, jegenye, erdei, fekete és vörösfenyõ (a vörösfenyõ a jobb tulajdonságai miatt a csoporton belül különítve van). K: (Keménylombosfák)-akác a tölggyel, a bükk a körissel van együtt. L: (Lágylombosfák)- éger, nyár, fûz. A jóváhagyás idõpontja: 1989. augustus 7. A hatálybalépés idõpontja: 1990. április 1. MAGYAR SZABVÁNYÜGYI HIVATAL (41 oldal)
2 MSZ 15025 1989 1.2. Egyéb anyagok A faszerkezetekhez felhasznált egyéb anyagok a termék és anyagszabványok szerint. Újfajta anyagok, szerkezetek alkalmazása esetén az újfajta anyagok és szerkezetek alkalmazására* vonatkozó rendelet szerint kell eljárni. 1.3. Anyagjellemzõk A fa és fa alapú anyagokat rugalmas anizotróp anyagoknak kell tekinteni, amelyeknek tulajdonságai természetes fák esetében; hossztoldott faanyagok esetében; szélességben toldott faanyagok esetében; rétegelt ragasztott faanyagok esetében a rostokkal párhuzamosan (l) és a rostok irányára merõlegesen (r, t); rétegelt falemezek esetében a lemez síkjában a borítólapok rostjával párhuzamosan (l), a lemez síkjában a borítólapok rostjára merõlegesen (t), valamint a rétegelt falemez síkjára merõlegesen (r) egymástól eltérõek (1. ábra). 1. ábra Megjegyzés: A rosttal párhuzamos jellemzõk megadásakor a betûjelölést nem kell alkalmazni. 1.3.1. Szilárdsági kategória A fa és fa alapú anyagokat az MSZ 10144 szerinti szilárdsági kategóriákba kell sorolni. 1.3.2. Egyensúlyi nedvességtartalom A fa és fa alapú anyagok egyensúlyi nedvességtartalmát (u%) a beépítési környezettõl függõen az 1. táblázat szerint kell figyelembe venni. A beépítés jellege 1. táblázat Egyensúlyi nedvességtartalom u, % Fedett, fûthetõ, szellõztethetõ légtérben 12 Nem fûthetõ fedett és zárt légtérben 15 Fedett, de nem zárt légtérben 18 Idõjárásnak kitett beépítés esetében 20 Talajban és vízben álló szerkezeti elem esetében 30 * Jelenleg a 15/1982. ÉVM sz. rendelet
3 MSZ 15025 1989 1.3.3. Rugalmassági modulus 1.3.3.1. Természetes fák, hossztoldott faanyagok, szélességben toldott faanyagok, és rétegelt, ragasztott faanyagok esetében a pillanatnyi külsõ hatásokra bekövetkezõ alakváltozásokra jellemzõ (E; G) rugalmassági modulusok értékeit a 2. táblázat tartalmazza. Fafaj csoport Szilárdsági kategória Rugalmassági modulus N/mm 2 2. táblázat Nyírási modulus N/mm 2 az MSZ 10144 szerinti E E (r) E (t) G (rt) F 56 F 62 0 15000 I., II., III. 12000 0 16000 I., II., III. 13000 K 78; 0 18000 K 68 I., II., III. 14000 L 46 0 7000 I., II., III. 5000 400 500 400 500 600 1000 350 450 1.3.3.2. A rétegelt falemezek esetében a pillanatnyi külsõ hatásokra bekövetkezõ alakváltozásokra jellemzõ (E; G) rugalmassági modulusok értékeit a 3. táblázat tartalmazza. 3. táblázat MSZ 49 szerinti minõségi N/mm 2 Rugalmassági modulus N/mm 2 Nyírási modulus osztályok E E (t) G (lt) E 1, I 1 15000 6000 E 2, I 2 10000 4000 400 Ha a rétegelt falemez rugalmassági modulusainak értékeit méréssel határozzák meg (az MSZ 10144, az MSZ 10145 és az MSZ 49 termékszabványban foglaltak szerint) akkor azt kell figyelembe venni. Meg van engedve a rétegelt falemezek rugalmassági modulus értékeinek számítással történõ meghatározása (pl. többrétegû ortotróp rugalmas rendszerekre vonatkozó számítások). Ekkor a rétegelt falemezt alkotó rétegek rugalmassági modulusainak értékeit a 2. táblázat II. szilárdsági kategóriáinak értékeivel kell figyelembe venni. A számítás során a 4. táblázat szerinti csökkentõ tényezõt kell alkalmazni azoknál a rétegeknél, amelyeknél a szálirány megegyezik a terhelõnyomaték vektorának irányával, illetve a szálirány merõleges az erõ irányára. A borító furnér fafaja az MSZ 10144 szerint 4. táblázat A csökkentõ tényezõ értéke az MSZ 49 szerinti minõségi osztályok esetében E 1 I 1 E 2 I 2 F 56, F 62 0,6 0,5 K 78, K 68 0,7 0,6 L 46 0,8 0,7 1.3.4. A határfeszültségek értéke 1.3.4.1. Az 50-150 év élettartamra tervezett építmények teherhordó faszerkezeteit, illetve faszerkezeti elemeit csak természetes fákból, természetes fákból és fémekbõl készített kapcsolóelemekkel szabad tervezni. Ilyen élettartamra a fafaj kiválasztását és a védõkezelést az MSZ 10144 szerint kell tervezni. Fedett, de nem zárt légtérbe csak az MSZ 10144 szerinti 0. és I. szilárdsági kategóriájú faanyagot szabad tervezni. Az 50-150 év élettartamra tervezett szerkezetekhez felhasznált faanyagok határfeszültségeinek értékeit az 50 év élettartamra számított (1.3.4.2. szakasz szerint) határfeszültségi értékekbõl a következõ szorzókkal kell számítani: hajlító határfeszültség számításakor: 0,70; húzó határfeszültség számításakor: 0,50; nyomó határfeszültség számításakor: 0,75; nyíró határfeszültség számításakor: 0,50. 1.3.4.2. A T = 50 év élettartamra tervezett építmények teherhordó faszerkezeteit, illetve faszerkezeti elemeit természetes fákból; hossztoldott faanyagokból; szélességben toldott faanyagokból; rétegelt-ragasztott faanyagokból szabad tervezni. Ezen anyagok határfeszültségeinek értékét az 5. táblázat tartalmazza.
4 MSZ 15025 1989 5. táblázat Fafajcsoport R n Minõsítési érték N/mm 2 Szilárdsági kategória Hajlító Húzó Nyomó Nyíró határfeszültségek értékei N/mm 2 (u = 12% nedvességtartalom esetén) (r) ; σ (t) Hny σ MSZ 10144 szerint (r) σ Hm σ Hh ; σ Hh (t) σ Hny σ Hny Hh F 56 56 F 62 62 K 78 78 K 68 68 L 46 46 (rt) τ H síkban τ H (lr) és (lt) síkokban 0. 29,3 30,2 1,1 23,7 5,6 7,9 2,7 I. 25,3 22,6 1,0 21,0 5,0 6,9 2,4 II. 21,0 15,3 0,8 18,1 4,1 5,8 2,0 III. 16,3 8,0 0,6 15,1 3,2 4,5 1,5 0. 32,5 33,4 1,2 26,2 6,1 8,6 2,9 I. 28,0 25,0 1,1 23,3 5,4 7,6 2,6 II. 23,2 16,9 0,9 20,0 4,5 6,3 2,2 III. 18,0 8,9 0,6 16,7 3,5 4,8 1,7 0. 40,8 42,0 1,6 33,0 10,7 11,3 3,7 I. 35,2 31,5 1,4 29,2 9,5 9,9 3,3 II. 29,2 21,3 1,2 25,2 7,9 8,3 2,7 III. 22,6 11,2 0,9 21,0 6,1 6,4 2,1 0. 35,6 36,6 1,4 28,8 9,4 9,8 3,2 I. 30,6 27,5 1,2 25,5 8,2 8,7 2,8 II. 25,4 18,5 1,0 22,0 6,9 7,2 2,4 III. 19,7 9,8 0,8 18,3 5,3 5,5 1,8 0. 24,0 21,4 0,9 19,5 3,9 6,1 2,2 I. 20,7 14,8 0,8 17,2 3,4 5,4 1,9 II. 17,2 8,3 0,5 14,9 2,9 4,5 1,6 III. 13,3 - - 12,4 2,2 3,5 1,2 1.3.4.3. Módosító tényezõk Az erõtani számításokhoz az 1.3.4.2. szakasz szerinti anyagok határfeszültségeinek értékeit módosító tényezõkkel kell meghatározni. Az MSZ 15021/1 szerinti tartós terhek esetében húzáskor 0,7; hajlítás, nyomás és nyírás esetén 0,8; a rendkívüli terheknél 1,2 szorzót kell figyelembe venni. A fõirányok - α szöghöz tartozó - axiális határfeszültséget ( σ α ) ( H ) az alábbi képlettel kell kiszámítani: ( α) H σ = σ H ( r) σ sin 2 α + σ cos 2 α H σ ( r) H α erõirány és rostirány közötti szög. Ha a faanyag nedvességtartalma (u) az üzemi használat közben nagyobb 12%-nál (de legfeljebb 30%), akkor H határfeszültség-csökkentést kell figyelembe venni. A csökkentõ szorzót (k u ) a következõ képlettel kell meghatározni: K u = 1 - (u - 12)0,02 (2) A 30%-nál nagyobb nedvességtartalom esetén a 30%- hoz tartozó értéket kell a számitás során figyelmbe venni. Ha a tervezett létesítmény élettartama T < 50 év akkor a határfeszültséget k T szorzóval kell számítani: 0 < T 6 óra k T = 1,40 6 < T < 24 óra k T = 1,30 24 óra < T 1 év k T = 1,25 1 év < T < 5 év k T = 1,20 5 év < T < 15év k T = 1,10
Ha a tervezett (vizsgált) elem legkisebb keresztmetszeti mérete, illetve keresztmetszeti területe eltér a 6. fejezetben lévõ méretektõl, akkor a határfeszültséget csökkenteni kell. A k m csökkentõ szorzó a kedvezõtlenebb eltérés %-os nagyságával egyenlõ csökkentést eredményezzen. Hengeres fa, kérgezett fa esetén: ha a középátmérõ 20 cm vagy annál nagyobb és a sudarosodás méterenként legfeljebb 8 mm, akkor k m = 1,1; ha a középátmérõ legalább 15 cm és a sudarosodás méterenként legfeljebb 10 mm, akkor k m = 1,05. Ívesen meghajlított rétegelt ragasztott szerkezetek esetében az 5. táblázatban szereplõ, rostokkal párhuzamos hajlító határfeszültséget (σ Hm ) 5 MSZ 15025 1989 k i = r + 1500 h 067, (3) tényezõvel szorozva kell számítani, ha a görbületi sugár (r) és a legvastagabb elem (a lamella) vastagságának (h) aránya r h < 500. A megengedett legkisebb görbületi sugár: I. szilárdsági kategóriájú rétegelt ragasztott szerkezet esetében r = 200 h; II. szilárdsági kategóriájú rétegelt ragasztott szerkezet esetében r = 250 h. Pecsétnyomás alatt (pl. talpgerendára támaszkodó oszlop, 2. ábra) a rostokra merõleges nyomó határfeszültséget ( σ ) (t) ( r Hny ), illetve ( σ Hny -t a k p l b min = 1 + 15 + 01 1 h b,, (4) tényezõvel szorozva kell számításba venni h a talpgerenda magassága, cm; l min a talpgerenda legkisebb kinyúlása, illetve a talpgerendára támaszkodó oszlopok közének a fele közül a kedvezõtlenebb, de l min legfeljebb 1,5 h értékkel vehetõ figyelembe, cm; b a talpgerenda szélessége, cm; b 1 az oszlop szélessége, a talpgerenda szélességének irányában, cm, de nem kisebb mint 0,25 b. A kpérték legfeljebb 1,25 lehet, ha benyomódás nincs megengedve, és legfeljebb 2,5 értékû lehet, ha kisebb benyomódás meg van engedve. 1 2. ábra Vízgõznek tartósan kitett szerkezetek esetében (90% relatív páratartalom felett) a vízgõz hatására létrejövõ fanedvesség-változás figyelembevételén túl a határfeszültségeket k g = 0,9 szorzóval kell számítani. Vízszintingadozásnak kitett telítetlen szerkezetek határfeszültségeit a 30 % nedvességtartalomhoz tartozó csökkentésen túl, további k v = 0,8 szorzóval kell számítani. Favédõ szerrel való teljes telítés (TV) esetében a húzó és hajlító határfeszültségek értékeit k t = 0,8 szorzótényezõvel kell számításba venni. (A telítési fokozatokat az MSZ 10144 írja elõ.) 1.3.4.4. Rétegelt falemezek T = 50 év élettartamra tervezett építmények teherhordó rétegelt falemez szerkezeteit, illetve rétegelt falemez szerkezeti elemeit az MSZ 49 szerint legalább ötrétegû falemezbõl kell tervezi, amelynek vastagsága legalább V 6 mm. Idõjárásnak kitett beépítés esetén, továbbá talajban és vízben csak tartósító anyaggal kezelve használható fel a rétegelt falemez. A rétegelt falemez határfeszültségeinek értékeit a 6. táblázat tartalmazza. Az erötani számításokhoz az 1.3.4.3. szakasz szerinti módosító tényezõket kell figyelembe venni. Ha a rétegelt falemez határfeszültségeinek értékeit méréssel határozták meg az MSZ 10144, az MSZ 10145, és az MSZ 49 szerint, akkor azt kell figyelembe venni.
6 MSZ 15025 1989 MSZ 49 szerinti minõségi osztályok 6. táblázat Hajlító Húzó Nyomó Nyíró határfeszültségek értékei, N/mm 2 (u = 12 % nedvességtartalom esetében) E 1, I 1 19 16 13 7 16 10 2 E 2,I 2 12 10 - - 12 8 (4*) * Csak abban az esetben szabad figyelembe venni, ha az (l-t) síkban a nyírófeszültség és a borítólapok száliránya közötti szög 45. 2. AZ ERÕTANI SZÁMÍTÁS ALAPJAI 2.1. Terhek és hatások 2.1.1. Faszerkezetek erõtani számítása során az MSZ 15020 és az MSZ 15021/1 szerinti terheket és tehercsoportosításokat kell figyelembe venni. A meteorológiai terheknek nincs tartós teherhányada. A mértékadó teherkombináció számításához a szél és a hóterhet 0,6 egyidejûségi tényezõvel szorozva kell számításba venni. 2.1.2. A fa és a fa alapanyagok nedvességtartalmának megváltozásából származó méretváltozásokat, - amelyek fajlagos értékeit a 9. táblázat tartalmazza - akkor kell figyelembevenni, ha az erõjátákot olyan mértékben módosítják, hogy a számított feszültségek 3%-ot meghaladó eltérésûek a méretváltozások figyelmen kívül hagyásával számított feszültségekhez képest. 2.1.3. A tartósan magas üzemi hõmérséklettõl (t > 60 C) származó mozgásokat figyelembe kell venni, ennek mértékét esetenként külön kell meghatározni. 2.1.4. A környezeti hõmérséklet változásból keletkezõ mozgásokat figyelmen kívül szabad hagyni. 2.2. Statikai modell 2.2.1. A rúdszerkezetek hálózatát az egyes rudak tengelyvonalának helyzetébõl kell meghatározni. Az esetleges bemetszéseknek a tengelyvonalat módosító hatása elhanyagolható. Felületszerkezetek esetében az elméleti középfelületet kell számításba venni. 2.2.2. Kéttámaszú és többtámaszú tartók esetében az elméleti támaszköz egyenlõ a felfekvési felületek középpontjainak távolságával, de legfeljebb a tiszta nyílás 5%-kal megnövelt méretével. 2.3. Erõjáték meghatározása 2.3.1. Az erõtani számítások során olyan feltevéseket kell alapul venni, amelyek megfelelnek a szerkezet várható viselkedésének és nem vezetnek a valóságosnál kedvezõbb eredményre. 2.3.2. A terhekbõl és hatásokból származó igénybevételek és alakváltozások kiszámításánál a mérnöki rugalmasságtan módszereit kell alkalmazni, a faanyag ortopróp és viszkó-elasztikus tulajdonságainak figyelembevételével. 2.3.3. Az igénybevételeket általában a terv szerinti deformálatlan tartóalak feltételezésével kell meghatározni kivéve, ha az alakváltozás jelentõsen és kedvezõtlenül befolyásolja az erõjátékot (pl. oszlopok, ívtartók teherbírása és állékonysága, statikailag határozatlan szerkezetek esetében). Az alakváltozás hatásának vizsgálatakor, összetett szerkezeteknél a fakötések és a kapcsolatok elmozdulását is figyelembe kell venni az 5. fejezetben meghatározott elmozdulási értékek feltételezésével. 3. A TEHERBÍRÁSI KÖVETELMÉNYEK KIELÉ- GÍTÉSÉNEK IGAZOLÁSA 3.1. Számításba vehetõ méretek és keresztmetszeti jellemzõk 3.1.1. A határ-igénybevételek számításakor a keresztmetszet méreteit terv szerinti értékükkel kell figyelembe venni, a keresztmetszetben a feszültségeket a rugalmas testek szilárdságtana szerint kell számítani. 3.1.2. A feszültségek számításakor a húzott elemekben, illetve hajlított elemek húzott övében lévõ keresztmetszet-gyengítéseket a keresztmetszeti jellemzõk számításánál figyelembe kell venni. A rostirány szerint az egymás mögötti, vagy eltérõ magasságban, de a rostirány szerint legalább a keresztmetszet gyengítetlen magasságával egyenlõ, vagy nagyobb távolságra lévõ gyengítéseket már nem kell összegezni, csak a nagyobb feszültségcsökkenést okozó gyengítést kell figyelembe venni. 3.1.3. A feszültségek számításakor a nyomott elemekben, illetve a hajlított elemek nyomott övében lévõ keresztmetszet-gyengítéseket nem kell számításba venni, ha azok megfelelõ szilárdságú anyaggal - a tervezett élettartam alatt - tömören ki vannak töltve. 3.1.4. Az alakváltozások és a feszültségek meghatározásához a keresztmetszet-jellemzõk számításakor az F2. fejezetben foglaltak az irányadók.
3.2. Húzott rúd teherbírása A húzott rúd teherbírását (N Hh ) N-ban a következõ öszszefüggéssel számítjuk ki: A σ Hh N Hh = A σ Hh, (5) a 3.1.2. szakasz szerint számított keresztmetszet területe, mm 2 ; a rostokkal párhuzamos húzó határfeszültség értéke, N/mm 2. 3.3. Nyomott rúd teherbírása A nyomott rúd teherbírását a kihajlás veszélyének figyelembevételével és a nyomóerõ véletlen jellegû külpontosságának feltételezésével kell számítani a 3.3.1., a 3.3.2. és a 3.3.3. szakaszok szerint. 3.3.1. Karcsúsági tényezõ A karcsúsági tényezõt (λ) a következõ összefüggéssel számítjuk ki: λ = l 0 /i (6) l 0 az elméleti kihajlási hosszúság, mm; i a teljes keresztmetszet inerciasugara a vizsgált irányban, mm. Az l 0 elméleti kihajlási hosszúság számításakor az F3.1.1. szakaszban foglaltak az irányadók. 3.3.2. Központosan nyomott rúd teherbírása A központosan nyomott rúd teherbírását (N Hny ) N-ban a következõ összefüggéssel számítjuk ki: A σ Hny ϕ N Hny = ϕ A σ Hny (7) a 3.1.3. szakasz szerint számított keresztmetszet területe, mm 2 ; a rostokkal párhuzamos nyomó határfeszültség, N/mm 2. a kihajlás veszélyének figyelembevételére szolgáló tényezõ, amelyet a 3.3.3. szakasz szerint kell meghatározni, a mértékadó keresztmetszet legnagyobb karcsúságának (λ) figyelembevételével (mértékegység nélküli mennyiség). 3.3.3. A ϕ kihajlási tényezõt, amely tartalmazza a véletlen jellegû külpontosság hatását is az alábbi összefüggéssel kell számítani: + ϕ = 1 2 1 λ λ + + + 2 400 8000 1 2 2 1 λ λ 2 λ + + 2 2 400 8000 8000 1 (8) 7 MSZ 15025 1989 λ a 3.3.1. szakasz szerinti karcsúsági tényezõ. A ϕ kiszámított értékeit a 7. táblázat tartalmazza: 7. táblázat λ ϕ λ ϕ λ ϕ 0 1,000 50 0,694 100 0,310 5 0,975 55 0,649 105 0,286 10 0,951 60 0,604 110 0,265 15 0,927 65 0,558 115 0,246 20 0,901 70 0,514 120 0,228 25 0,874 75 0,472 125 0,213 30 0,844 80 0,434 130 0,199 35 0,811 85 0,398 135 0,186 40 0,775 90 0,366 140 0,174 45 0,736 95 0,336 145 0,163 50 0,694 100 0,310 150 0,154 3.4. Hajlított keresztmetszet teherbírása A hajlított keresztmetszet teherbírását (M H ) Nmm-ben a következõ összefüggéssel számítjuk ki: W σ Hm M H = W σ Hm (9) a keresztmetszeti tényezõ, amelyet egyszelvényû tömör keresztmetszet esetében a szilárdságtan szabályai szerint, összetett szelvény esetében az F2. fejezetben foglaltak az irányadók, mm 3. a rostokkal párhuzamos hajlító határfeszültség, N/mm 2. 3.5. Hajlított tartók kifordulási stabilitása 3.5.1. Nem szükséges a kifordulási stabilitást vizsgálni kör keresztmetszetû, valamint olyan négyszög szelvényû hajlított tartók esetében, amelyekre nézve az l/b és a h/b viszonyszámok szorzata kisebb mint 120. (l a tartófesztávolsága, illetve az elcsavarodásban megakadályozott keresztmetszetek egymástól való távolsága, h és b a tartó keresztmetszetének magassága, illetve szélessége.) 3.5.2. A 3.5.1. szakaszban foglaltaktól eltérõ esetben a hajlított tartók teherbírását - ha azok oldalirányban nem folyamatosan megtámasztottak - a kifordulással szembeni stabilitás figyelembevételével kell meghatározni a következõk szerint:
8 MSZ 15025 1989 3.5.2.1. Tömör szelvényû tartó teherbírása A 8. táblázat adatai a tartó felsõ övén - a súlyvonalban - A tömör szelvényû tartó teherbírását (M H ) Nmm-ben a mûködõ terhekre vonatkoznak; l 1 az elfordulásban és következõ összefüggésbõl számítjuk ki: elmozdulásban megakadályozott keresztmetszetek egymástól való távolsága. Ha a húzott öv folyamatosan van M H = ϕ W σ Hm (10) megtámasztva akkor l k = l/3. a ϕ csökkentõ tényezõt a λ m kifordulási karcsúság függvényében a 3.3.3. szakasz szerint kell számítani. 3.5.2.2. Összetett szelvényû tartók kifordulásvizsgálatát a nyomott övként igénybe vett tartóelem kihajlási vizsgálatával kell végrehajtani. A λ m kifordulási karcsúság derékszögû négyszög keresztmetszet esetén a A számítást a 3.3. szakasz szerint kell elvégezni, az l 0 kihajlási hossz a 3.5.2.1. szakasz szerinti l k hosszal l h k λ = 4, 5 15 m 0 ; (11) egyenlõ. 2 b 3.5.2.3. Oldalirányú megtámasztást biztosító merevítõ elemekre jutó erõk értékére az F3.2. szakaszban foglaltak az irányadók. általános esetben a 4, 5 lk W 3.5.3. Magas gerincû ívtartók nyomási teherbírását (N s λ = 15 H ) m 0 ; (12) a kifordulással szembeni stabilitás figyelembevételével I I cs y a következõ módon kell számítani: képlettel határozható, meg N H = ϕ A σ Hny (13) h a négyszög keresztmetszet magassága, mm; a ϕ csökkentõ tényezõt a λ ív kifordulási karcsúság függvényében a 3.3.3. szakasz szerint kell számítani. b a négyszög keresztmetszet szélessége, mm; W x a hajlítási keresztmetszeti tényezõ, mm 3 ; A λ ív kifordulási karcsúság a következõ képlettel határozható meg: I y a keresztmetszetnek a hajlítás tengelyére merõleges tengelyre vonatkozó tehetetlenségi nyomatéka mm 4 Iy ; α δ + 2 I cs a keresztmetszet csavarási tehetetlenségi nyomatéka, mm 4 v l I 20 π k cs λ = (14) 2 ; iy α l k a kifordulási hossz, amelyet a 8. táblázat alapján kell meghatározni, mm. Abban az esetben, ha λ m < 0, ϕ = 1 8. táblázat A tartó megtámasztási és terhelési viszonyai l k 1,6 l 1 1,9 l 1 1,85 l 1 1,7 l 1 1,1 l 1 δ π I y a keresztmetszet tehetetlenségi nyomatéka az ív síkjában fekvõ tengelyre, mm 4 ; i y az ív síkjában fekvõ tengelyre vonatkozó tehetetlenségi sugár, mm; I cs a keresztmetszet csavarási tehetetlenségi nyomatéka, mm 4 ; l k az ív elcsavarodással szemben rögzített keresztmetszetei közötti ív hossza, mm; α az ív elcsavarodással szemben rögzített keresztmetszeteinek érintõegyenesei közötti szög, rad a 3. ábra szerint; δ a csavarásra merev rögzítés hajlítással szembeni merevségét kifejezõ szám; δ = 1,0 ha a rögzítés az ív síkján merõleges hajlítással szemben csuklónak, illetve δ = 4,0 ha befogásnak minõsül. 3.5.4. Olyan ívtartók esetében, amelyek az ívhatásból származó nyomó igénybevételen kívül számottevõ hajlítást is kapnak, a hajlítási és ívkifordulási biztonság a következõ összefüggés alapján mutatható ki: NM MM + 1 (15) N H M H
9 MSZ 15025 1989 3. ábra N M, M M a számított mértékadó igénybevételek; N H, M H a 3.5.3., illetve 3.5.2.1. szakaszok alapján számított kifordulási teherbírások. 3.5.5. Olyan ívtartók esetében, amelyek megfogásai pontszerûek, és így nem tekinthetõk csavarásra merevnek, pontos számítást kell elvégezni. 3.6. Hajlított-nyírt gerenda nyírási teherbírása A tömör keresztmetszetû hajlított-nyírt gerenda mértékadó keresztmetszetének nyírási teherbírását (T H ) N-ban a következõ képletbõl számítjuk ki: I b S τ H T H I b = τ (16) H S a keresztmetszetnek a hajlítás tengelyére vonatkozó tehetetlenségi nyomatéka, mm 4 ; a keresztmetszet mértékadó szélessége, mm; a mértékadó szál feletti keresztmetszeti rész statikai nyomatéka a súlyponti tengelyre, mm 3 ; a rostokkal párhuzamos nyíró határfeszültség, N/mm 2. 3.7. Csavart rúd teherbírása A csavarásra igénybevett rúd csavarási teherbírását (M Hcs ) Nmm-ben a következõ képletbõl számítjuk ki: M = τ (17) Hcs W cs H W cs a csavarási keresztmetszeti tényezõ, mm 3 ; τ H H a rostokkal párhuzamos nyíró határfeszültség, N/mm 2. 3.8. Teherbírás igazolása összetett igénybevételi állapotokra 3.8.1. A hajlított-húzott rúd teherbírása igazoltnak vehetõ, ha bármely keresztmetszetére teljesül az alábbi feltétel: N N h Hh M M + 1 (18) H N h, M az adott külsõ igénybevételek; N Hh és M H a megfelelõ teherbírási értékek a vizsgált keresztmetszetben, amelyeket a 3.2., illetve a 3.4. szakaszok szerint kell meghatározni. 3.8.2. A hajlított-nyomott rúd teherbírása igazoltnak tekinthetõ, ha a mértékadó keresztmetszetben a következõ képlet szerinti feltétel teljesül: N N N ny, és M N Hny és M H értékek; o N Hny ny Hny 1 + N 1 N ny o Hny M M H 1 (19) az adott külsõ igénybevételek; a 3.3., illetve a 3.4. szakaszok szerinti az adott hajlítási síkban értelmezett karcsúság alapján a 3.3. szakasz szerint számított nyomási teherbírás. 3.8.3. A 3.8.1. és a 3.8.2. szakaszokban foglaltakon kívül egyéb axiális és tangenciális igénybevételek mûködése esetén a teherhordó elem teherbírása igazolt, ha bármely keresztmetszetében teljesül a következõ képlet szerinti feltétel:
10 MSZ 15025 1989 2 (r) 2 ( l, r ) 2 csökkenteni kell. A csökkentés olyan arányú legyen, σ [ σ ] [ τ ] + + 1 (20) amilyen arányú a kapcsolóelem méretcsökkenése. 2 2 (, ) 2 σ (r) l r H [ σ H ] [ τh ] A kapcsolóelemek legkisebb méretét a 6. fejezet tartalmazza. 3.9.1. Betétes kapcsolatok teherbírása σ az igénybevételekbõl számított rostokkal párhuzamos feszültségek összege, N/mm 2 A különbözõ anyagú (pl.: fa, fém), a különbözõ ; σ (r) alakú (pl.: hasáb, henger stb.), a különbözõ felületû az igénybevételekbõl számított rostokra merõleges feszültségek összege, N/mm 2 (sima, fogazott) betétes kapcsolatokat a szerkesztési szabályok (6. fejezet) figyelembevételével kell ; (l, r) τ az igénybevételekbõl számított rostokkal párhuzamos síkban (1, r) illetve (l, t) síkok a nyí- tervezni. rófeszültségek összege, N/mm 2 Az összekapcsolt elemek határfeszültségét az 1.3.4. ; szakasz szerint kell meghatározni. σ H a 3.8.3.1. szakasz szerint számított határfeszültség, N/mm 2 ; tuskó betétes kapcsolatok billenésvizsgálatát nem Az egyenes hasáb betétes, a ferde hasáb betétes, a () r σ H az 1.3.4. szakasz szerint számított rostokra merõleges határfeszültség, N/mm 2 ; szakaszok szerinti betétméretarányok be vannak kell elvégezni, ha a 6.2. 3.1., a 6.2. 3.2. és a 6.2.3.3. (,) lr τ H az 1.3.4. szakasz szerint számított nyíró-határfeszültség az (l, r), illetve (l, t) síkokban, N/mm 2. A ferde hasábnál rostokkal párhuzamos igénybe- tartva. 3.8.3.1. Abban az esetben, ha a teherhordó elem anatómiai (rost-, sugár- és húrirány) fõirányai megegyeznek a vételek tételezhetõk fel, azaz az erõirány és a rostirány közötti eltérést nem kell figyelembe venni. teherhordó elem geometriai fõirányaival, és az igénybevételekbõl számított rostokkal párhuzamos feszültségek A fémbetétek határfeszültségeit és a gyártott betétek határfeszültségeit az anyag- és termékszabványok hajlításból és nyomásból ébrednek akkor: szerint kell figyelembe venni. σ H = σ Hny ha σ ny σ m illetve σ H = σ Hm ha σ ny < σ m ha az igénybevételekbõl számított rostokkal párhuzamos feszültségek hajlításból és húzásból ébrednek akkor: illetve σ Hny, σ Hm, σ Hh σ ny, σ m, σ h σ H = σ Hh ha σ h > σ m σ H = σ Hm ha σ h > σ m az 1.3.4. szakasz szerint számított nyomási, hajlítási, húzási határfeszültségek, N/mm 2 ; az igénybevételekbõl számított rostokkal párhuzamos nyomási, hajlítási, húzási feszültségek, N/mm 2. 3.8.3.2. Abban az esetben, ha a teherhordó elem anatómiai (rost-, sugár- és húrirány) fõirányai nem egyeznek meg a teherhordó elem geometriai fõirányaival, akkor az igénybevételekbõl számított (geometriai fõirányok szerint) feszültségeket az anatómiai fõirányokba át kell számítani, ezután a 3.8.3. szakasz szerint igazolható a teherhordó elem keresztmetszetének teherbírása. 3.9. Kapcsolatok teherbírása A kapcsolatokat, az illesztéseket, a bekötéseket a számítási terhekbõl meghatározott igénybevételekre kell méretezni. Ha a legkisebb méretû kapcsolóelemnél kisebbet kell alkalmazni, akkor a kapcsolóelem teherbírását 3.9.2. Gyûrûs kapcsolatok teherbírása A zárt vagy nyitott gyûrûs kapcsolatokat palástnyomásra és nyírásra kell méretezni; a kettõ közül a kisebb a figyelembe vehetõ teherbírás. Az összekapcsolt elemek határfeszültségi értékeit az 1.3.4. szakasz szerint kell meghatározni. Zárt gyûrüs kapcsolatoknál a kapcsolási sík (nyírt sík) egy gyürûjének teherbírását palástnyomásra (N Hp ) N-ban a következõ képlettel számítjuk ki: N hp = d v σ Hny (21) és a szerkesztési szabályok (6.2.5.) legkisebb értékei esetén nyírásra (N Ht ) N-ban a következõ képlettel számítjuk ki: 2 d π NHt = τ H (22) 4 d a gyûrû belsõ átmérõje, mm; v a beeresztés mélysége, mm; σ Hny az összekapcsolt elemek nyomó határfeszültsége, N/mm 2 ; τ H az összekapcsolt elemek nyíró határfeszültsége az (l, r), illetve az (1, t) síkokban, N/mm 2. A σ Hny meghatározásakor az erõirány és a rostirány közötti eltérést a következõk szerint kell figyelembe venni: a nyitott gyûrûs kapcsolatoknál, ha az elrendezés a 6.2.5. szakasz szerinti, akkor mind a gyûrûn belüli, mind a gyûrûn kívüli farész a teherviselésben részt vesz. Ez a palástnyomásra méretezéskor 1,3, a nyírásra méretezéskor 1,5 értékû szorzóval figyelembevehetõ.
A gyûrûs kapcsolatokat a szerkesztési szabályok (6. fejezet) figyelembevételével kell tervezni. Ezekben az esetben a rostokkal párhuzamos erõfelvételnél a gyûrûk tengelytávolságainak, valamint a szélsõ gyûrû tengelye és a fa szélei közötti távolságoknak az ellenõrzése, a rostokkal szöget bezáró erõfelvételnél a gyûrû tengelye és a fa szélei közötti távolságok ellenõrzése mellõzhetõ. A toldások, a csomóponti kötések gyûrûs kapcsolatának teherbírását - az erõ irányában egy sorban egymásután elhelyezett - 4-6 db gyûrû esetén 0,9 értékû, 7-10 db gyûrû esetén 0,8 értékû szorzóval kell - számítani. 3.9.3. Hengeres kapcsolatok teherbírása A hengeres kapcsolatok készülhetnek fahevederes vagy acélhevederes kialakítással. A hengeres kapcsolatoknál a hengerpalásttal érintkezõ farészt nyomásra, a hengert pedig hajlításra kell méretezni; a kettõ közül a kisebb a figyelembe vehetõ teherbírás. Az összekapcsolt elemek határfeszültségi értékeit (fahengeres kapcsolat esetén a fahenger határfeszültségi értékeit is) az 1.3.4. szakasz szerint kell meghatározni. A kapcsolási sík (nyírt sík) egy hengerének teherbírását hajlításra (N Hm ) N-ban a következõ képlettel számítjuk ki: 2 N Hm = 054, d σ Hm σ Hny (23) palástnyomásra (N Hp ): N Hp = 0, 62 d b σ Hy (24) d b a henger átmérõje, mm; a hengeralkotóval párhuzamos irányban mérve az összekapcsolt elemek közül vagy a szélsõ fa mérete, vagy a közbensõ fa szélességének fele (mm). (Acélhevederes kapcsolat esetén a faelem mérete, mm); σ Hm a henger hajlító határfeszültsége (N/mm 2 ). Acélcsõhenger esetén az MSZ 15024/1 szerinti σ' Hny d hajlító határfeszültséget 1 1 szorzótényezõvel kell módosítani; d d 1 a csõ belsõ átmérõje, mm. σ Hny az összekapcsolt elemek nyomó határfeszültségének átlaga, N/mm 2. Szög alatti kapcsolat esetén az erõirány és a rostirány eltérését figyelembe kell venni. σ α Hny számításakor a () rostra merõleges határfeszültséget ( σ ) 2,5-4 r Hny szeres helyinyomás-növelõ tényezõvel szorozva szabad figyelembe venni. kemény fa anyagú henger esetében a henger rostra merõleges nyomó határfeszültsége, N/mm 2. 11 MSZ 15025 1989 Abban az esetben, ha az összekapcsolt elemek nyomó határfeszültsége kisebb mint a fahenger rostra merõleges nyomó határfeszültsége - pl.: szögalatti kapcsolat esetén a 2,5 helyinyomásnövelõ tényezõvel számított á szöghöz tartozó nyomó határfeszültség, illetve acélhenger, valamint acél csõhenger esetében - akkor azt kell figyelembe venni. A hengeres kapcsolatokat toldások, csomóponti kötések esetében a teherbírást olyanra kell tervezni, hogy a kapcsolási síkok - nyírt síkok - szimmetrikus elrendezésûek legyenek a továbbítandó igénybevételekhez viszonyítva. Ha csak aszimmetrikus kapcsolat tervezhetõ, akkor az aszimmetrikus helyzetû nyírt síkok teherbírását 0,7 értékû szorzóval kell számítani. A hengeres kapcsolatokat fûzõcsavarokkal kell biztosítani. A hengerek, illetve a fûzõ csavarok elrendezését és a minimális méreteket a 6.2.3.5. és a 6.2.6.1. szakaszok szerint kell megtervezni. A hengeres kapcsolat teherbírását toldások esetében az erõ irányában egy sorban egymás után elhelyezett 4-6 db henger esetében 0,9 értékû, 7-10 db hengeresetében 0,8 értékû szorzóval kell számítani. Acélhevederes hengeres kapcsolatnál az acélheveder és a henger kapcsolatát az MSZ 15024/1 szerint kell méretezni. 3.9.4. Csavarozott kapcsolatok teherbírása. 3.9.4.1. Átmenõcsavaros kapcsolatok teherbírása Az átmenõcsavaros kapcsolatok készülhetnek fahevederes vagy acélhevederes kialakítással. Az átmenõcsavaros kapcsolatoknál a csavarpalásttal érintkezõ farészt nyomásra, a csavart pedig hajlításra kell méretezni, a kettõ közül a kisebbik a figyelembe vehetõ teherbírás. A csavar σ Hm határfeszültsége az MSZ 229/2 szerint 3.6 jelû csavar esetén 175 N/mm 2 ; 4.6. jelû csavar esetén 200 N/mm 2. Az összekapcsolt elemek határfeszültségi értékeit az 1.3.4. szakasz szerint kell meghatározni. A kapcsolási sík (nyírt sík) egy csavarjának hajlítási teherbírását a (23) képlettel; a palástnyomási teherbírását a (24) képlettel kell számítani. A csavarozott kapcsolatoknál a csavarelrendezést a 6.2.6. szakasz szerint kell megtervezni. A csavarozott kapcsolat furatait géppel kell készíteni. A furat legfeljebb 1,0 mm-rel legyen nagyobb a csavarszár átmérõjénél. Az MSZ 2402 és az MSZ 2404 szerinti duzzasztott csavarok használatát lehetõleg kerülni kell, ha mégis ilyet kell felhasználni, akkor a furat méretét a csavarmenet külsõ átmérõje alapján kell meghatározni.
12 MSZ 15025 1989 A furat mérete ebben az esetben is legfeljebb 1,0 A (23) és a (24) képletekkel számított teherbíráshoz s = mm-rel legyen nagyobb. Mivel a csavarszár átmérõje 8 d becsavarási mélység (hordozófába nyúló mélység) a menet középátmérõjével egyenlõ az ilyen csavarokkal készített kötések nagyobb elmozdulásait is figye- között lineárisan kell interpolálni. szükséges. Ha s = 4d akkor a teherbírás 50%, 8d és 4d lembe kell venni. Ha a nagyobb elmozdulások nem engedhetõk meg, akkor a furat és a csavarszár közötti Szög alatti kapcsolatok esetében az erõirány és a rostirány eltérését csak d 10 mm csavarátmérõnél kell fi- hézag erõtani követelményeknek is megfelelõ kitöltésérõl rendelkezni kell. gyelembe venni. A teherbírást hosszirányú toldások esetében az erõ irányában egy sorban egymás után elhelyezett 4 vagy több csavar esetében 0,9 értékû szorzótényezõvel kell számítani. Acélhevederes kapcsolat esetében az acélheveder és a csavar kapcsolatát is méretezni kell az MSZ 15024/1 szerint. Kör keresztmetszetû fához csavarozott deszkának, pallónak, illetve gerendának a teherbírását 0,75 értékû szorzóval kell számítani. Ha a kapcsolat kialakítása A facsavaros kapcsolatnál a facsavarok elrendezését a 6.2.7. szakasz alapján kell megtervezni. Acélhevederes kapcsolat esetén a teherbírást a hajlítás alapján kell számítani, de 1,25 értékû szorzó figyelembe vehetõ. A teherbírást hosszirányú toldások esetén az erõirányában egy sorban egymás után elhelyezett 4 db-nál több facsavar esetén 0,9 értékû szorzótényezõvel kell számítani. Egy sorban 8 db-nál több facsavart nem szabad elhelyezni. 6.2.6.1. szerinti, akkor a csökkentést nem kell fi- 3.9.4.2.2. Ha az igénybevétel a facsavar hossztengelyé- gyelembe venni. vel megegyezõ irányú, akkor a facsavart kihúzódásra Kör keresztmetszetû fák egymáshoz csavarozása kell méretezni. csak ideiglenes szerkezeteknél van megengedve. A kapcsolási síkra merõleges helyzetû facsavar kihúzási teherbírását (N Ezekben az esetekben a teherbírást 0,65 értékû szorzóval kell számítani. Hh ) N-ban a következõ képlettel számítjuk ki: 3.9.4.2. Facsavaros kapcsolatok teherbírása N Hh = τ H s d (25) Teherhordó facsavaros kötésekhez alkalmazható facsavarok: az MSZ KGST 2327 szerinti süllyesztettfejû facsavar; az MSZ KGST 2328 szerinti lencsefejû facsavar; az MSZ KGST 2330 szerinti hatlapfejû facsavar, és az MSZ KGST 2329 szerinti D-fejû facsavar. Facsavaros kapcsolatok tervezésekor a 6.2.6.2. szakasz d s τ H a facsavar átmérõje, mm; a facsavar menetes részének a fába nyúló hossza, mm, s = 4 d; (7 d-nél nagyobb értéket a számításnál nem szabad figyelembe venni.) a faanyag nyíró határfeszültsége, N/mm 2, az (l, r), illetve (l, t) síkokban. elõírásait be kell tartani. Bütübe csavart facsavar teherbírása nem vehetõ figyelembe. Az összekapcsolt elemek határfeszültségi értékeit az 1.3.4. szakasz szerint kell meghatározni. 3.9.4.2.1. Ha az igénybevétel a facsavar hossztengelyére Abban az esetben ha a facsavar fejével érintkezõ faelem vastagsága v < d és a becsavarási mélység s > 7d, akkor a vékony elem átszakadásának veszélye miatt a kihúzási teherbírást 0,5 értékû szorzóval kell számítani. Az ilyen kapcsolatot alátéttel kell tervezni. merõleges, akkor a csavarpalásttal érintkezõ farészt 3.9.5. Huzalszeggel szegezett kapcsolatok teherbírása nyomásra, a facsavart pedig hajlításra kell méretezni, és Teherhordó szegezett kapcsolatokhoz alkalmazható a kettõ közül a kisebb a figyelembe vehetõ teherbírás. A szeg az MSZ-05-33.7801 szerinti huzalszeg. kapcsolási sík (nyírt sík) egy facsavarjának hajlítási teherbírását a (23) képlettel; palástnyomási teherbírását A szegezett kapcsolatok tervezésekor a 6.2.7. szakasz elõírásait be kell tartani. a (24) képlettel kell számítani. Bütübe vert szeg teherbírását nem szabad figyelembe Ahol venni. b a facsavar fejével érintkezõ elem vastagsága, mm; Az összekapcsolt elemek szilárdsági értékeit az 1.3.4. szakasz szerint kell meghatározni. Teherhordó, szegezett kötéseknél az erõirány és a rostirány eltérését nem kell figyelembe venni. σ Hm a facsavar hajlító határfeszültsége, amely az MSZ 229/14 szerinti facsavarok esetén 175 N/mm 2. A 28. ábra szerinti kapcsolat esetén amikor a kapcsolási sík a menetes szakaszt metszi (tövig menetes facsavaroknál mindenkor) a (23.) képletben csak 0,7d-t szabad számításba venni. 3.9.5.1. Ha az igénybevétel a szeg hossztengelyére merõleges, akkor a kapcsolási sík (nyírt sík) egy szegének teherbírását a (23) képlettel kell számítani
d a szeg átmérõje, mm; σ Hm a szeg hajlító határfeszültsége, N/mm 2 ; amely MSZ-05-33-7801 szerinti huzalszeg esetén 350 N/mm 2. σ Hny az összekapcsolt elemek nyomó határfeszültsége, N/mm 2. Ha a szeg hordozófába a szegcsúccsal együtt 8 d mélységig benyúlik, akkor a teherbírás teljes értéke figyelembe vehetõ. Ha a behatolás 4 d, akkor a teherbírás 0,5 értékû szorzóval vehetõ figyelembe. 8 d > l 1 > 4 d behatolás esetén lineáris interpolációt kell alkalmazni. Ha a szeg helyét a 6.2.7. szakasz szerint elõfúrják, akkor 1,15 értékû szorzó vehetõ figyelembe a teherbírás számításakor. Ha az erõ irányában egymást követõen több szeget alkalmaznak, a teherbírást 6 db-nál több szeg esetén annyi %-kal kell csökkenteni amennyi a szegek, illetve a szegsorok száma (pl. 12 egymást követõ szeg esetén 12%-kal). Az erõ irányában legfeljebb 16 db szeget szabad figyelembe venni. A szegátmérõ és a kapcsolt elemek viszonyát a 6.2.7. szakasz szerint kell megtervezni. A deszkának, a pallónak a kör keresztmetszetû fához való szegezésekor a szeg teherbírását 30%-kal csökkenteni kell. Ilyen kapcsolatot csak az ideiglenes szerkezeteknél szabad készíteni. 3.9.5.2. Ha az igénybevétel a szeg hossztengelyével megegyezõ irányú, akkor a szeget kihúzódásra kell méretezni. A kapcsolási síkra merõleges helyzetû szeg kihúzási teherbírását (N Hh ) N-ban a következõ képlettel számítjuk ki: N Hh = Hny 1 (r) 0,1 σ l d (26) l 1 a szeg tartófába (hordozófába) benyúló hoszszúsága szegcsúcs nélkül, mm; d szegátmérõ, mm; (r) σ Hny a faanyag rostra merõleges nyomó határfeszültsége, N/mm 2. A szegcsúcs figyelembevehetõ hossza 1,5 d. Az l 1 értékére 10 d-nél nagyobb hosszúságot nem szabad figyelembe venni. Elõfúrás esetén a szeg kihúzási teherbírását 0,5 értékû szorzóval kell számítani. 3.9.6. Vékony acéllemezes kapcsolatok és szeglemezes kapcsolatok teherbírása A szegezett, a facsavarozott vékony acéllemezekkel, az acéllemez idomokkal készített kapcsolatok a faszerkezeti elemekkel együttesen alkotnak erõátadó rendszert. Egyszerû esetekben (pl. acélheveder, acél csomóponti lemez esetében) a 6.2.1.2. szakasz figyelembevételével 13 MSZ 15025 1989 kell a kapcsolatot megtervezni, az acélelemeket pedig az MSZ 15024/1 szerint méretezni kell. Szegezett lemezes (acél, illetve rétegelt falemez) kapcsolatok alkalmazása esetében az egy szegre jutó igénybevételt a rugalmasságtan elvei szerint kell kiszámítani. A szeg határigénybevételét a (23) képlet szerint kell meghatározni. Gyûrûs szeg tervezése esetében a szeg teherbírását megbízható kísérleti adatok hiányában 20%-kal növelt értékkel szabad figyelembe venni. A szegezett lemez határ-igénybevételét acéllemez esetében az MSZ 15024/1 szerint, rétegelt falemez esetében pedig e szabvány szerint kell meghatározni. A szegátmérõ harmadánál vastagabb acéllemez alkalmazása esetében az acéllemez palástnyomását nem kell vizsgálni. Vékony acélidomok, szeglemezes kapcsolatok tervezését a termékszabványok, illetve a vonatkozó alkalmassági elõírások szerint kell elvégezni. Az ilyen és az ilyen jellegû kapcsolóelemek teherbírási, alakváltozási értékei konkrét kapcsolatokra, valamint konkrét beépítési módra vonatkoznak, amelyektõl eltérni nem szabad. (Szeglemezes kapcsolatokra példát a 6.2.8. szakasz tartalmaz). 3.9.7. Ragasztott kapcsolatok teherbírása Toldások, csomóponti kötések, többszelvényû alacsony és magas tartók ragasztott kapcsolatainak tervezésekor az MSZ 10144 vonatkozó elõírásait figyelembe kell venni a 6.2.9. szakasz szerintiekkel együtt. A ragasztott kapcsolat teherbírását a ragasztott felület méretébõl és a ragasztóréteg nyírószilárdságából kell számítani. Ha a kapcsolati felületet (ragasztott felület) a nyíró igénybevételen kívül más igénybevétel is terheli, akkor azt is figyelembe kell venni. 3.9.8. Kapcsolóelemek együttes igénybevétele Az MSZ 77 szerinti hagyományos fakötések esetén a kapcsolatot rögzítõ fémelemek (csavar, kapocs stb.) teherbírását nem szabad figyelembe venni. A betétes, a hengeres, a szegezett, a csavarozott kapcsolatok együttes alkalmazása nem célszerû. Ha mégis együtt alkalmazzák, akkor az együtt figyelembe vett kapcsolóelemek teherbírása 0,8 értékû szorzóval vehetõ figyelembe. Ragasztással együtt más kapcsolóelemet nem szabad számításba venni. 4. A TARTÓSSÁGI KÖVETELMÉNYEK KIELÉ- GÍTÉSÉNEK IGAZOLÁSA 4.1. Általános elõírások A faszerkezetek esetében az MSZ 15020 szerinti tartóssági követelmények kielégítését e fejezet szerint kell
igazolni, ha van olyan teherrész, illetve teher, amelynek ismétlõdési száma a faszerkezet tervezett élettartama alatt várhatóan nagyobb, mint 100.000. Lakó- és középületek, valamint gyakran ismétlõdõ technológiai hatásoknak ki nem tett ipari, mezõgazdasági épületek és tárolók hasznos terheit nem kell fáradást okozónak tekinteni. A meteorológiai terheléshatások közül csak a szél okozta keresztirányú lengések MSZ 15021/1 szerinti hatását kell fáradást okozónak tekinteni. A tartóssági követelmények kielégítése igazoltnak tekintendõ, ha 4.2. szakasz szerinti mértékadó igénybevételpárból származó feszültségkülönbség a 4.3. szakasz szerinti összehasonlításban nem haladja meg a fáradási határfeszültséget. 4.2. Mértékadó igénybevétel Fáradásra az igénybevételeket a terhek dinamikus tényezõvel szorzott alapértékébõl az elsõrendû elmélet alapján rugalmasságtani módszerekkel kell meghatározni. A fáradásra mértékadó igénybevételpárt (y max és Y min ) az ismétlõdõ teherrel egyidejûleg ható terhek legnagyobb értékével és az ismétlõdõ teherrészek F h helyettesítõ értékének összegével, valamint anélkül (lengõ teher esetében a kétféle értelmû legnagyobb teherrel), elõjelre helyesen meghatározott Y max és Y min értékek alkotják. Az ismétlõdõ terhek (F h ) helyettesítõ amplitudójának értékét teherspektrum hiányában a következõ képlettel számítjuk ki: F i F h = Σα i F i, (27) minden egyes 100.000-nél nagyobb ismétlõdési számú teherrész amplitudójának alapértéke, N; 14 MSZ 15025 1989 α i a gyenge (n i 10 6 ), közepes (10 6 < n i < 10 7 ), illetve erõs (n i 10 7 ) fárasztóhatás esetében α i = 1,0; 1,5; illetve 2,0. Itt n i az F i -hez tartozó ismétlõdési szám. Lengõ terhek esetében a két ellentétes F h, értéket különkülön kell kiszámítani. 4.3. Feszültségvizsgálat A feszültségeket a lineárisan rugalmas testek szilárdságtana alapján kell számítani. A vizsgált elem esetében a mértékadó igénybevételpárból meg kell határozni a tartó legjobban igénybevett helyein az Y max,a illetve Y min,a axiális igénybevételeket az Y max,t illetve Y min, t tangenciális feszültségeket, és az Y max, k illetve Ymin,k kapcsolati igénybevételeket. A szerkezet a tartóssági követelmények szempontjából igazoltnak tekinthetö, ha az axiális igénybevételek, a tangenciális igénybevételek és a kapcsolati igénybevételek nem haladják meg a 3. fejezet szerinti határigénybevételeket, és az elõjel helyesen számított mértékadó axiális, tangenciális és kapcsolati igénybevétel különbségek Y M = Y max - Y min (28) nem nagyobbak, mint az igénybevétel változás fáradási határértéke: : Y hf = m Y H, (29) Y H a 3. fejezet szerint fáradás nélküli határ-igénybevétel; m a fáradási tényezõ, mely az alapanyagra az m fa, a kapcsolatra pedig m k érték a 4. ábra szerint, 2 (több teher esetén n = n i ).
15 MSZ 15025 1989 5. ALAKVÁLTOZÁSI KÖVETELMÉNYEK KI- ELÉGÍTÉSÉNEK IGAZOLÁSA Az alakváltozási határértékeket és az alakváltozások korlátozására vonatkozó egyéb követelményeket az MSZ 15021/2 írja elõ. 5.1. A mértékadó alakváltozás számítása A szerkezeti elemeknek az alakváltozás szempontjából mértékadó igénybevételeit a terhek és hatások MSZ 15021/1 szerint elõírt értékeibõl kell meghatározni. Az alakváltozások számításakor szabad a gyengítetlen keresztmetszet értékeit figyelembe venni. Összetett keresztmetszetû tartók keresztmetszeti értékei - pontosabb vizsgálat hiányában - az F2. fejezet alapján számíthatók. Az alakváltozásokat a rugalmasságtan elvei alapján kell kiszámítani. *Jelenleg 15/1982. ÉVM számú rendelet 4. ábra A nyírásból származó alakváltozást is figyelembe kell venni gerinclemezes tartóknál, ha l/h < 20, és tömör keresztmetszetû tartóknál, ha l/h < 10. A nyírási alakváltozás közelítõleg az F4.1. szakasz szerint határozható meg. Rácsos tartók alakváltozásának pontosabb számításakor a kapcsolatok megcsúszásából származó alakváltozást is figyelembe kell venni. A fakötések elmozdulásai az erõirányában a következõ értékekkel vehetõk figyelembe: fakötéseknél, fabetétes kapcsolatoknál 3 mm; acélgyûrûs, acélbetétes kapcsolatoknál 1 mm; szegezett, facsavaros kapcsolatoknál 1 mm; csavarozott kapcsolatoknál (ha d a csavarátmérõ) 0,1d mm; ragasztott kapcsolatoknál 0 mm. Újfajta kapcsolóelemek (pl. szöglemezek) alkalmazása esetén az újfajta anyagok és szerkezetek alkalmazására vonatkozó rendelet* szerint kell eljárni. Az 5. ábra szerinti kéttámaszú tartóknál a támaszok egymástól való vízszintes elmozdulását (f h ) figyelembe kell venni. Ez a tartó közepének lehajlásából (f v ) a (30) összefüggéssel számítható: f h = f v 4 h l (30)
16 MSZ 15025 1989 Magas gerendák támaszainak tervezésekor figyelembe kell venni a támaszponti szögelfordulásból származó vízszintes elmozdulását is. A fanedvesség-tartalom változásából bekövetkezõ méretváltozás számításba veendõ fajlagos értékeit 30%-nál nem nagyobb nedvességtartalom esetén - a 9. táblázat írja elõ. A 30%-ot meghaladó nedvességtartalom esetében a 30%-ra számított értéket kell figyelembe venni. 9. táblázat Fafaj csoport az MSZ 10144 szerint Nedvességtartalom 1%-os változásából bekövetkezõ fajlagos méretváltozás értéke (%) rostirányban (l) sugárirányban (r) húrirányban (t) F56, F62, 0,01 0,12 0,28 K78, K68, 0,01 0,25 0,45 L46, 0,012 0,20 0,35 Rétegelt falemez a lap síkjában (l; t) a lap síkjára merõlegesen (r) 0,01 0,35 A faszerkezetek lassú alakváltozását az állandó terhekbõl és az esetleges teher tartós részébõl kell kiszámítani. A kezdeti rugalmas alakváltozásból (f) a lassú alakváltozás lejátszódása utáni teljes alakváltozás (f max ) a következõ módon számítható ki: f max = (1 + ϕ l ) f (31) A képletbe (31) f értékét vagy mm-ben vagy radiánban kell behelyettesíteni. Az f a 2. táblázat szerinti E pillanatnyi rugalmassági modulus értékekkel a rugalmasságtan szerint számítandó. A lassú alakváltozás hatását 1 évnél rövidebb élettartamú létesítménynél nem kell figyelembe venni. A dimenzió nélküli értéket - pontosabb számítás hiányában - a terhelési idõtartamtól (t), a nedvességtartalomtól (u) függõen, egy átlagos tartós terhelési szintre kiszámítva a 16. táblázat tartalmazza. 5. ábra 5.2. Az alakváltozás-vizsgálat mellõzésének feltételei Az esztétikai és a pszichológiai hatások szempontjából elõírt alakváltozási követelmények ellenõrzését hajlított tartók esetében szabad mellõzni, ha a nyomatéki zéruspontok (konzoloknál a kinyúlás kétszeresének) l távolsága és a keresztmetszet h magassága (rácsos tartóknál az övek tengelyvonalai közötti h távolság) közötti l/h viszony kisebb a 10. táblázat szerinti értékeknél. A szerkezet jellege Egy szelvényû, vagy több szelvényû ragasztott szerkezet Több szelvényû szegezett vagy betétekkel kapcsolt szerkezet Több szelvényû csavarozott szerkezet 10. táblázat l/h értéke, ha az építmény állandó jellegû ideiglenes 12 18 8 12 7 11 Rácsos szerkezet 6 9 Alárendelt jelentõségû, önsúlyukon kívül csak szélterhet hordó, továbbá nyomott fõtartóelemek merevítésére szolgáló rudak esetében a 10. táblázat l/h értékeinek a kétszerese vehetõ figyelembe. 6. SZERKESZTÉSI SZABÁLYOK E fejezetben foglaltak külön hivatkozás hiányában csak az MSZ 10144 szerinti fa és fa alapú anyagokra vonatkoznak. Ha a megadott legkisebb méretektõl el kell térni és kisebbet kell alkalmazni, akkor az 1.3.4.3., illetve a 3.9. szakasz szerint kell az eltérést figyelembe venni. 6.1. Fakötések szerkesztési szabályai A fakötésekre az MSZ 77 elõírásai vonatkoznak.
6.2. Kötõelemes kapcsolatok szerkesztési szabályai 6.2.1. Hevederek 6.2.1.1. Faheveder A hevederek a kapcsolt elemekkel azonos szilárdsági kategóriájú fából készítendõk. A hevederek legkisebb méreteit a 6. ábra tartalmazza. A kétoldalon elhelyezett hevederek hossza függ a kötõelemek elhelyezésétõl és méreteitõl, de legalább 5 b legyen. A heveder vastagsága b 1 24 mm. A heveder és a csomóponti lemez méreteit a számítás és az alkalmazott acél kötõelemek méretei és elhelyezése szabják meg. A heveder legkisebb vastagsága csavaros kapcsolat esetében az alkalmazott legkisebb átmérõ- 17 MSZ 15025 1989 jû csavar átmérõjének 1/5 része legyen. (12 mm-es csavarnál, mint alsó határ 2,5 mm.) Szegezett vagy facsavaros kapcsolatoknál a következõk szerint kell a heveder vagy a csomóponti lemez legkisebb vastagságát meghatározni: ha d 6,0 mm, akkor v = 1,0 mm; ha d > 6,0 mm, akkor v = 1,5 mm; d a szeg (facsavar) átmérõje v a heveder (csomóponti lemez) vastagsága. A 7. ábra az acélhevederes kapcsolatra mutat példát. 6. ábra 6.2.1.2. Acélheveder és acél csomóponti lemez 7. ábra 6.2.2. Állványkapocs, illetve ácskapocs Felhasználható az MSZ 13016 szerinti állványkapocs átmérõje legalább 12 mm legyen; az ácskapocs legalább 5x20 mm keresztmetszetû legyen. Oszloptoldás kialakítása a 8. ábra szerint Könyökfa kapcsolása a 9. ábra szerint legyen. 8. ábra 9. ábra