BUDAPEST MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Építőmérnöki Kar Hidak és Szerkezetek Tanszéke FALAZOTT SZERKEZETEK TERVEZÉSE az ENV 1996-1-1:1995 EUROCODE 6 szerint Segédlet kizárólag oktatási célra Összeállította: Dr. Varga László Budapest, 2001. május hó
TARTALOM 1. A tervezés alapjai... 3 1.1 Feltételezések... 3 1.2. Fogalom meghatározások... 3 1.3. A használt jelölések... 6 1.4. Tervezési alapelvek... 8 1.4.1 Határállapotok és tervezési állapotok... 9 1.4.2 Hatások... 9 1.4.3 Anyagjellemzők... 11 1.4.4. Geometriai adatok... 11 1.4.5. Teherelrendezések és terhelési esetek... 11 1.5 Tervezési követelmények... 12 1.5.1 Teherbírási határállapotok... 12 1.5.2 Használhatósági határállapotok... 14 1.5.3 Tartósság... 15 2. Anyagok... 16 2.1. Falazóelemek... 16 2.2. Habarcs... 17 2.3. Kitöltőbeton... 18 2.4. Betonacél... 18 3. A falazat mechanikai jellemzői... 18 3.1 A vasalatlan falazat mechanikai jellemzői... 20 3.2 Vasalt és közrefogott falazat mechanikai jellemzői... 24 4. A falazat alakváltozási jellemzői... 25 4.1. Rugalmassági modulus... 26 4.2. Nyírási modulus... 26 4.3 Kúszás, zsugorodás, hőtágulás... 26 5. Falazott szerkezet tervezése... 27 5.1. Tartószerkezeti viselkedés és állékonyság... 27 5.2. A falazat tervezési szilárdsága... 28 5.3. Függőlegesen terhelt, vasalatlan falazat... 28 5.4. A falak hatékony vastagsága... 33 5.5. Külpontosság... 33 5.6. Koncentrált terhek... 33-2-
Falazott szerkezetek tervezése (Az EUROCODE 6 szerint) 1. A tervezés alapjai 1.1 Feltételezések A falazott szerkezetek létesítésével és üzemeltetésével kapcsolatban a következő feltételezések érvényesek: a tartószerkezeteket megfelelően képzett és gyakorlott személyek tervezik; a gyárakban, az üzemekben és a helyszínen megfelelő műszaki felügyelet és minőségellenőrzés van; a kivitelezést megfelelő képzettségű és tapasztalatú személyek végzik; az építési termékeket és anyagokat úgy használják fel, ahogy azt az Eurocode, illetve az adott anyag vagy termék előírása meghatározza; a tartószerkezet karbantartása megfelelő színvonalú; a tartószerkezet használata összhangban van a tervezési feltételezésekkel. 1.2. Fogalom meghatározások Építmény: minden, ami épített vagy építési tevékenység eredménye. A kifejezés magában foglalja mind az épületet, mind a műtárgyat, és vonatkozik a tartószerkezeti és nem tartószerkezeti elemeket tartalmazó teljes építményre. Megvalósítás: épület vagy műtárgy megvalósítására irányuló tevékenység. A kifejezés magában foglalja a helyszíni munkát; jelentheti az alkotórészek nem helyszíni gyártását és azok ezt követő munkahelyi szerelését is. Tartószerkezet: egymáshoz kapcsolt elemeknek bizonyos mértékű merevség bizosítására tervezett, szerves együttese. Ez a szakkifejezés a teherhordó részekre vonatkozik. Az épület vagy a műtárgy típusa: az építmény tervezett rendeltetését megjelölő típusa, például lakóház, ipari épület, közúti híd. Tartószerkezeti forma: a szerkezetnek a szerkezeti elemek elrendezése szerinti megjelölése, például gerenda, háromcsuklós tartó, ív, függőhíd. Építőanyag: az építési munkához felhasznált anyag, például beton, acél, fa, falazóanyag. Építési mód: utalás az alapvető tartószerkezeti anyagra, például vasbeton szerkezet, acélszerkezet, faszerkezet, falazott szerkezet. Építési eljárás: a mód, ahogyan a kivitelezést végrehajtják, például helyszínen betonozott, előgyártott, szabadon szerelt. Tartószerkezeti rendszer: épület vagy műtárgy teherhordó elemei és a mód, ahogy ezek az elemek együttműködnek a feltételezett modellnek megfelelően. Falazott szerkezetek: Falazóelemek előírt elrendezésű, habarcskötésű együttese. Vasalt falazott szerkezet: Falazott szerkezet, amelybe általában acélbetéteket vagy hálót habarcsba vagy betonba ágyazva építettek be olyan módon, hogy azok együttesen álljanak ellen az erőhatásoknak. Feszített falazott szerkezet: Falazott szerkezet, amelyben feszített betéttel, tervezett módon, nyomófeszültséget hoztak létre. Közrefogott falazott szerkezet: Olyan összetett falazott szerkezet, amelyben a falazott szerkezethez szilárdan kapcsolt, (önállóan keretként nem méretezett) vasbeton vagy vasalt tégla oszlopok és gerendák vannak mind a négy oldalon. - 3-
A falazott szerkezet kötése: A falazóelemeknek az együttműködés céljából előírtan kialakított elrendezése. A falazott szerkezet nyomószilárdsága: Falazott szerkezetnek a terhelőlemez által okozott gátlás, a karcsúság és a terhelési külpontosság hatásai nélkül megállapított nyomószilárdsága. A falazott szerkezet nyírószilárdsága: A nyírt falazott szerkezet szilárdsága. A falazott szerkezet hajlítószilárdsága: A falazott szerkezet szilárdsága tiszta hajlítással szemben. A falazott szerkezet szilárdságának karakterisztikus értéke: A falazott szerkezet szilárdságának alsó 5%-os kvantilise. A lehorgonyzás tapadószilárdsága: Az egységnyi felület tapadószilárdsága a húzott vagy nyomott betonacél és a beton, illetve a habarcs között. Falazóelem: Falazott szerkezetek előre elkészített alkotóeleme. A falazóelemek 1, 2a, 2b és 3 csoportja: Falazóelemek csoportjainak megnevezése a lyukak, üregek százalékos aránya és iránya szerint. Fektetőfelület: A falazóelem felső vagy alsó felülete tervszerű fektetés esetén. Bemélyedés: A falazóelem egyik vagy mindkét fektetőfelületében a gyártás során kialakított mélyedés. Üreg: Kialakított nyílás, amely vagy átmegy teljesen a falazóelemen vagy nem. Megfogólyuk: A falazóelemben kialakított mélyedés az egy vagy két kézzel, illetve géppel való emelés megkönnyítésére. Belső borda: A lyukak közötti szilárd anyag a falazóelemben. Külső borda: A külső felület anyaga egy lyuksor és a falazóelem homlokfelülete között. Teljes felület: Az elem lyukak, üregek, visszaugrások levonása nélküli keresztmetszeti felülete. A falazóelem nyomószilárdsága: Meghatározott számú falazóelem nyomószilárdsági értékének átlaga. A falazóelem szabványos (normál) nyomószilárdsága: A 100 mm széles, 100 mm magas ekvivalens falazóelem légszáraz állapotban megállapított nyomószilárdsága. A falazóelem nyomószilárdságának karakterisztikus értéke: a falazóelem szabványos nyomószilárdságának alsó 5%-os kvantilise. Habarcs: Szervetlen kötőanyagok, adalékanyagok és víz keveréke, esetenként adalékszerekkel és kiegészítő anyagokkal. Általános rendeltetésű habarcs: Kötésekben alkalmazott, legalább 3 mm vastag, kizárólag tömör adalékokból készülő falazóhabarcs. Vékony rétegű habarcs: Vékony hézagban alkalmazott, 1-3 mm vastag, tervezett összetételű habarcs. Könnyű habarcs: Száraz, megkötött állapotban 1500 kg/m 3 -nél kisebb testsűrűségű, tervezett összetételű habarcs. Tervezett összetételű habarcs: Előírt tulajdonságoknak megfelelően tervezett, készített és bizonyos követelményeknek megfelelő habarcs. Recepthabarcs: Előre meghatározott keverési arányok szerint készített habarcs, amelynek tulajdonságait az adalékanyagok keverési arányának alapján bizonyítottnak tekintik. Gyári habarcs: Gyárban összeállított és kevert, munkahelyre szállított habarcs. Előre kiadagolt habarcs: Üzemben kimért adalékokból készített, munkahelyre szállított habarcs, amelyet a gyártó által meghatározott arányokban és feltételek között kevernek. Munkahelyi habarcs: Habarcs, amelynek a főbb adalékanyagait a munkahelyen adagolják és keverik össze. A habarcs szilárdsága: Előírt számú, habarcsból készült, 28 napon át utókezelt próbatest szilárdságának átlagértéke. - 4-
Kitöltőbeton: Megfelelő konzisztenciájú és szemcseméretű beton a falazott szerkezetek üregeinek és hézagainak kitöltésére. Acélbetét: Falazott szerkezetekben alkalmazott erősítő acél. Fugavasalás: Előre gyártott acélerősítés fekvőhézagban való alkalmazásra. Feszítőacél: Falazott szerkezetekben használt acél huzalok, rudak vagy pászmák. Falszigetelés: A falazott szerkezetbe beépített réteg, falazóelem vagy egyéb, a víz behatolását megakadályozó anyag. Falkapocs: A falüreg egyik határoló rétegét a másik határoló réteghez, vagy kerethez, vagy támasztó falhoz kötő, a falüreget keresztező összekötő elem. Kapcsolóelem: A falazott szerkezet részeit a szomszédos alkotóelemhez, például tetőszerkezethez vagy födémhez rögzítő szerkezet. Fekvőhézag: A falazóelemek fektetési felületei közötti habarcsréteg. Keresztirányú állóhézag: A fekvőhézagra és a fal homlokzatára merőleges habarcsréteg. Hosszirányú állóhézag: A falon belüli, a fal homlokzatával párhuzamos, függőleges habarcsréteg. Vékony hézag: Legfeljebb 3 mm vastag habarcsréteg. Mozgási hézag: Hézag, amely a fal síkjával párhuzamos szabad mozgást tesz lehetővé. Habarcslehúzás: Habarcskötés lesimítása a munka előrehaladásával együtt. Domború hézag képzése: Kikapart hézag kitöltése és domború kialakítása. Teherhordó fal: Olyan, az önsúlyát, majd további terheket viselni képes fal, melynek alaprajzi felülete 0,04 m 2 -nél nagyobb, illetve a 2a, a 2b vagy a 3b csoportba tartozó legalább 0,04 m 2 felületű elemekből készült. Egyrétegű fal: A fal síkjába eső hosszirányú üreg vagy állóhézag nélküli fal. Légréteges fal: Két párhuzamos, egyrétegű falból álló fal, melyek közül vagy az egyik, vagy mindkettő terhelt, és amelyeket falkapocs vagy fugavasalás hatékonyan köt össze. A falak közötti üreg vagy folytonosan üres marad, vagy részben, illetve teljesen kitöltik nem teherhordó hőszigetelő anyaggal. 1-1. táblázat: Egyenértékű szakkifejezések az EU nyelvein ENGLISH FRANCAIS DEUTSCH MAGYAR ESPANOL Construction Construction Bauwerk Építmény Construction works Execution Exécution (Bau)Ausführung Megvalósítás Ejecucion Structure Structure Tragwerk Tartószerkezet Estrutura Type of Nature de Art des Bauwerks Épület vagy Naturaleze de la building or civil engineering works construction műtárgy típusa construction Form of Type de Art des Tartószerkezeti Tipo de estructura structure Construction material Type construction Method construction Structural system of of structure Matériau construction Mode construction Procédé d execution Systčme structural de de Tragwerks Baustoff; Werkstoff (Stahlbau) forma Építőanyag Material de construcción Bauverfahren Építési mód Modo de construción Bauverfahren Építési eljárás Procediemento de ejecucion Tragsystem Tartószerkezeti Sistema rendszer estructural - 5-
Kétrétegű fal: Két párhuzamos rétegből álló fal, közöttük (legfeljebb 25 mm széles) függőleges hézaggal, amelyet habarccsal tömören kitöltöttek és falkapoccsal vagy fugavasalással biztonságosan összekötöttek olymódon, hogy azok terhelés alatt együttműködnek. Kitöltött üregű fal: Két párhuzamos rétegből álló fal, legalább 50 mm hézaggal, amelyet betonnal kitöltöttek és falkapoccsal vagy fugavasalással biztonságosan összekötöttek úgy, hogy azok terhelés alatt együttműködnek. Burkolt felületű fal: Fal, olyan homlokzati elemekkel, amelyeket a hátsó réteggel kötésben falaztak úgy, hogy azok terhelés alatt együttműködjenek. Keskeny habarcssávokkal falazott fal: Fal, amelynek falazóelemeit a fektetési felületek szélén terített általános rendeltetésű habarcsra fektetik. Burkolati fal: Burkolatként készült fal, amely nincs kötésben a tartófalával, és nem vesz részt annak vagy egy vázszerkezetnek a teherviselésében. Merevítő fal: A síkjában ható vízszintes erőket felvevő fal. Keresztfal: Egy másik falra merőleges fal, amely azt vízszintes terhekkel vagy kifordulással szemben megtámasztja, és így hozzájárul az épület állékonyságához. Nem teherhordó fal: Fal, amelyet nem teherhordásra terveztek és ezért a teherhordó szerkezet veszélyeztetése nélkül eltávolítható. Horony: A falazatban kialakított vonalszerű bemélyedés. Falfészek: A falazatban kialakított zárt kontúrú bemélyedés. Kitöltőhabarcs: Cement, homok és víz önthető keveréke kis üregek vagy hézagok kitöltésére. 1.3. A használt jelölések A d a rendkívüli hatás tervezési értéke; A k a rendkívüli hatás karakterisztikus értéke; E igénybevétel; E d az igénybevétel tervezési értéke, E d,dst a destabilizáló igénybevétel tervezési értéke; E d,stb a stabilizáló igénybevétel tervezési értéke; F hatás; F d a hatás tervezési értéke; F k a hatás karakterisztikus értéke; G állandó hatás; G d az állandó hatás tervezési értéke; G d,inf az állandó hatás alsó tervezési értéke; G d,sup az állandó hatás felső tervezési értéke; G k az állandó hatás karakterisztikus értéke; G k,inf az állandó hatás alsó karakterisztikus értéke; G k,sup az állandó hatás felső karakterisztikus értéke; Q esetleges hatás; Q d az esetleges hatás tervezési értéke; Q k az esetleges hatás karakterisztikus értéke; R ellenállás; R d az ellenállás tervezési értéke; S d a belső igénybevétel tervezési értéke; W k a szélhatás karakterisztikus értéke; X k az anyagjellemző karakterisztikus értéke; a geometriai adat tervezési értéke; a d - 6-
a nom a γ A γ F γ G γ G,inf a geometriai adat névleges értéke; a biztonság érdekében figyelembe vett növelő (vagy csökkentő) geometriai érték; a rendkívüli hatások parciális biztonsági tényezője; a hatások parciális biztonsági tényezője; az állandó hatások parciális biztonsági tényezője; a G k,inf parciális biztonsági tényezője; γ G,sup a G k,sup parciális biztonsági tényezője; γ GA az állandó hatások rendkívüli kombinációkban használt parciális biztonsági tényezője; γ M az anyagjellemzők parciális biztonsági tényezője; γ Q az esetleges hatások parciális biztonsági tényezője; ψ 0 az esetleges hatások kombinációs tényezője; ψ 1 az esetleges hatások gyakori értékeinek kombinációs tényezője; ψ 2 az esetleges hatások kváziállandó értékeinek kombinációs tényezője; ζ a γ G csökkentő tényezője; A falazott szerkezetek egyedi anyagfüggő jelölései a következők: A a fal keresztmetszeti területe; A l numerikus tényező; A b felfekvési felület; A ef a fal dolgozó keresztmetszeti területe; a l a fal vége és a felfekvési felület közelebbi pereme közötti távolság; b c a keresztfalak vagy a támpillérek közötti távolság; b s a habarcssávok középvonalai közötti távolság; E rugalmassági modulus; E k egy elem rugalmassági modulusa (ahol n = 1, 2, 3 vagy 4); e külpontosság; e a rendkívüli külpontosság; e hm külpontosság a falmagasság felében, vízszintes terhek hatására; e hi külpontosság a fal tetején vagy alján, vízszintes terhek hatására; e i a külpontosság eredő értéke a fal tetején vagy alján; e k külpontosság a kúszás hatására; e m külpontosság a terhek hatására; e mk eredő külpontosság a falmagasság középső ötödében; F hajlítószilárdsági osztály; f a falazat nyomószilárdsága; f b a falazóelem szabványos nyomószilárdsága; f d a falazat nyomószilárdságának tervezési értéke; f k a falazat nyomószilárdságának karakterisztikus értéke; f m a habarcs átlagos nyomószilárdsága; g két habarcssáv teljes szélessége keskeny habarcssávokkal falazott fal esetén; H a fal magassága a koncentrált teher szintjéig; h a fal elméleti magassága (h 1 és h 2 is); h ef a fal kihajlási hossza; h tot a tartószerkezet teljes magassága; I n az elem keresztmetszetének inercianyomatéka (ahol n = 1, 2, 3 vagy 4); K a falazat nyomószilárdságának karakterisztikus értékével kapcsolatos állandó; L a faltábla hossza a megtámasztások vagy egy támasz és egy szabad perem között; a fal hatékony hossza; L ef - 7-
l a födém szabad nyílása (l 3 és l 4 is); l c a nyomásra igénybevett fal hossza; M a habarcs szilárdsági osztálya; M d a nyomaték tervezési értéke; M i külpontos teher miatt fellépő hajlítónyomaték a fal tetején (M 1 ) vagy a fal alján (M 2 ); M m hajlítónyomaték a falmagasság középső ötödében; N a függőleges teher egységnyi hosszra eső tervezési értéke; N i a függőleges teher tervezési értéke a fal tetején (N 1 ) vagy alján (N 2 ); N m a függőleges teher tervezési értéke a falmagasság középső ötödében; N Rd a fal függőleges ellenállásának tervezési értéke; N Sd fal függőleges terhének tervezési értéke; t a fal vagy a falréteg vastagsága (t 1 és t 2 is); t ef a fal hatékony vastagsága; t f a merevítőborda vastagsága; u numerikus tényező; u m a falazóelem magassága; γ M az anyagjellemzők parciális biztonsági tényezője; δ a falazóelemek magasságát és szélességét figyelembe vevő tényező; ε fajlagos hosszváltozás; ε a fajlagos kúszási hosszváltozás végső értéke; ε el fajlagos rugalmas hosszváltozás; ρ n a kimerevített falak csökkentőtényezője (ahol n = 2, 3 vagy 4); σ normálfeszültség; σ d a függőleges nyomófeszültség tervezési értéke; σ dp a függőleges feszültség állandó értéke; Φ a karcsúsági csökkentőtényező; Φ i a karcsúsági csökkentőtényező a fal tetején vagy alján; Φ m a karcsúsági csökkentőtényező a fal középmagasságában; a kúszási hosszváltozás tényezőjének végső értéke; Φ 1.4 Tervezési alapelvek A tartószerkezetet úgy kell megtervezni és megépíteni, hogy elfogadható valószínűséggel alkalmas maradjon a rendeltetésszerű használatra, tekintettel a tervezett élettartamra és költségre, és megfelelő megbízhatósággal elviselje az összes terhet és hatást, amely a megvalósítás és a használat során várhatóan előfordul, és a karbantartási költségekhez viszonyítva megfelelő tartósságú legyen. A tartószerkezetet ezen kívül úgy kell tervezni, hogy rendkívüli események például robbanások, ütésszerű terhek hatására vagy kisebb emberi tévedések következtében ne károsodjon a kiváltó okhoz képest aránytalan mértékben. A lehetséges károsodás a következők közül egynek vagy többnek a megfelelő alkalmazásával korlátozható vagy kerülhető el: a tartószerkezetet érő hatások elkerülése, kiküszöbölése vagy csökkentése; olyan tartószerkezeti kialakítás választása, amely a figyelembe vett hatásokra kevéssé érzékeny; olyan tartószerkezeti kialakítás és méretezés választása, amely egy szerkezeti elemnek a teherviselésből való kikapcsolódása után is biztosítja az állékonyságot; a tartószerkezetek összekapcsolása. - 8-
Az előző követelmények teljesítése érdekében az adott építési feladathoz megfelelő anyagokat, tervezési és méretezési módszert, és a gyártáshoz, kivitelezéshez és használathoz szükséges ellenőrzési kell választani. 1.4.1 Határállapotok és tervezési állapotok A határállapotok olyan állapotok, amelyeken túl a tartószerkezet többé nem elégíti ki a tervezett teljesítmény követelményeit. A határállapotok a következőképpen csoportosíthatók: teherbírási határállapotok; használhatósági határállapotok. A teherbírási határállapotok, azok az állapotok, amelyek vagy a tartószerkezet összeomlásával, vagy más, az emberek biztonságát veszélyeztető tartószerkezeti károsodással járnak. Azokat a szerkezeti tönkremenetelt megelőző állapotokat, amelyekkel az egyszerűség kedvéért a magát az összeomlást helyettesítjük, szintén tönkremeneteli állapotnak tekintjük, és teherbírási határállapotként kezeljük. A figyelembe veendő teherbírási határállapotok a következők: a tartószerkezetnek vagy annak egy része merev testként elveszíti az egyensúlyát; a tartószerkezet vagy annak egy része, beleértve a támaszokat és alapozást, túlzott alakváltozással, helyi töréssel vagy stabilitásvesztéssel károsodik. A használhatósági határállapotok azok az állapotok, amelyeken túl az előírt használhatósági követelmények már nem teljesülnek. A figyelembe veendő használhatósági határállapotok a következők: - azok az alakváltozások és lehajlások, amelyek befolyásolják a tartószerkezet megjelenését vagy tényleges használhatóságát (beleértve a gépek vagy az üzemi szolgáltatások működési zavarait), vagy károkat okoznak a burkolatban vagy a nem teherhordó épületszerkezetekben; - az a rezgés, amely az embereknek kényelmetlenséget okoz, károsítja az épületet, az abban elhelyezett javakat, illetve korlátozza az épület rendeltetésszerű használatát. A tervezési állapotok a következők: tartós állapotok, amelyek megfelelnek a tartószerkezet normál használati feltételeinek; ideiglenes állapotok, például építés vagy javítás alatti állapotok; rendkívüli állapotok. 1.4.2 Hatások Hatás (F): erő (teher), amely a tartószerkezetre hat (közvetlen hatás), kényszer-alakváltozás (közvetett hatás), például hőmérsékleti hatás vagy süllyedés következtében. A hatások csoportosíthatók: (i) időbeli változásuk szerint: állandó hatások (G), például a tartószerkezet önsúlya, felszerelések, segéd- és rögzített berendezések; esetleges hatások (Q), például hasznos terhek, szél- és hóterhek; rendkívüli hatások (A), például robbanások és ütköző járművek hatása; (ii) térbeli változásuk szerint: rögzített hatások, például önsúly; nem rögzített hatások, amelyek különböző változó elrendezésekben jelentkeznek, például elmozdulásra képes hasznos terhek, szélterhek, hóterhek. - 9-
1.4.2.1 A hatások karakterisztikus értékei Az F k karakterisztikus értékeit meghatározzák: az ENV 1991 vagy a terhelési értékekre vonatkozó szabályok, az építtető vagy a tervező az építtetővel egyeztetve, feltéve, hogy a legkisebb értékeket a vonatkozó szabályzatok vagy illetékes hatóságok előírásai alapján figyelembe vették. Állandó hatások esetén, ahol a variációs tényező nagy, vagy valószínű, hogy a tartószerkezet élettartamán belül a hatások változnak (például egyes utólagos állandó terhek), két karakterisztikus értéket különböztetünk meg: egy felsőt (G k,sup ) és egy alsót (G k,inf ). Egyéb esetekben egyetlen karakterisztikus érték (G k ) elegendő. A tartószerkezet önsúlya a legtöbb esetben a névleges méretek és az átlagos sűrűségek alapján számítható. Az esetleges hatások karakterisztikus értéke (Q k ) a következők egyike: a felső érték, amelyet a hatás meghatározott valószínűséggel nem halad meg, vagy az alsó érték, amelyet meghatározott valószínűséggel nem ér el egy adott referencia-időtartam alatt. Ez az időtartam összefügg a tartószerkezet tervezett élettartamával vagy a tervezési állapot feltételezett időtartamával; vagy az előírt érték. Rendkívüli hatások A k karakterisztikus értéke (ha van ilyen) általában előírt érték. 1.4.2.2 Esetleges hatások reprezentatív értékei A fő reprezentatív érték a Q k karakterisztikus érték. Más reprezentatív értékek a Q k karakterisztikus értékkel és egy ψ i kombinációs tényezővel fejezhetők ki. Ezek az értékek a következők: kombinációs érték: ψ 0 Q k ; gyakori érték: ψ 1 Q k ; kváziállandó érték: ψ 2 Q k. A fáradásvizsgálatokhoz és a dinamikai méretezéshez külön reprezentatív értékeket alkalmazunk. A ψ i kombinációs tényezőt előírhatja: az ENV 1991 vagy a terhelési értékekre vonatkozó szabályok, az építtető vagy a tervező az építtetővel egyeztetve, feltéve hogy a legkisebb értékeket a vonatkozó szabályzatok vagy illetékes hatóságok előírásai alapján figyelembe vették. 1.4.2.3 A hatások tervezési értékei Egy hatás F d tervezési értéke a következő általános formában fejezhető ki: F d = γ F F k (1.1.) Tipikus példák: G d = γ G G k (1.2.) Q k = γ Q Q k vagy γ Q ψ i Q k (1.3.) A d = γ A A k (ha A d közvetlenül nincs előírva) (1.4.) P d = γ P P k (1.5.) ahol γ F, γ G, γ Q, γ A és γ P a vizsgált hatások parciális biztonsági tényezői, figyelembe véve például a hatás kedvezőtlen eltéréseit, pontatlan modellezésének lehetőségét, valamint a hatások és a figyelembe határállapot becslésének bizonytalanságait. Az állandó hatások felső és alsó tervezési értékei a következőképpen fejezhetők ki: ha csak egyetlen G k karakterisztikus értéket használunk: - 10-
G d,sup = γ G,sup G k (1.6.) G d,inf = γ G,inf G k (1.7.) ha az állandó hatások felső és alsó karakterisztikus értékeit használjuk: G d,sup = γ G,sup G k,sup (1.8.) G d,inf = γ G,inf G k,inf (1.9.) ahol G k,sup és G k,inf az állandó hatások felső és alsó karakterisztikus értékei, és γ G,sup és γ G,inf az állandó hatások parciális biztonsági tényezőinek felső és alsó értéke. 1.4.2.4 Az igénybevételek tervezési értékei Az igénybevételek (E) a tartószerkezetnek a hatásokra adott válaszát (például belső erők és nyomatékok, feszültségek, alakváltozások) jelentik. Az igénybevételek (E d ) tervezési értékei a terhek és hatások, a geometriai adatok és az anyagjellemzők tervezési értékeiből határozhatók meg: E d = E (F d, a d,...) (1.10.) 1.4.3 Anyagjellemzők Az anyagjellemzőt az X k karakterisztikus érték jelenti, amely általában egy elfogadott statisztikai eloszlás valamilyen kvantilisának felel meg, amelyet a vonatkozó szabvány ír elő, és amit előírt körülmények között határoznak meg. Egyéb esetekben valamely értéket, mint karakterisztikus értéket előírnak. Valamely anyagjellemző X d tervezési értéke általában a következőképpen határozható meg: X k X = (1.11.) γ d M ahol γ M az anyagjellemző parciális biztonsági tényezője. A szerkezeti ellenállás R d tervezési értékét az anyagjellemzőknek, a geometriai adatoknak és ahol szükséges a hatások R következményeinek a tervezési értékei alapján kell meghatározni: R d = R (X d, a d,...) (1.12.) Az R d tervezési értékét kísérletekkel is meg lehet határozni. 1.4.4. Geometriai adatok A tartószerkezet jellemző geometriai adatai általában a névleges méretek: a d = a nom (1.13.) Bizonyos esetekben a geometriai adatok tervezési értékei a következőképpen határozhatók meg: a d = a nom + a (1.14.) 1.4.5. Teherelrendezések és terhelési esetek A teher elrendezése megadja valamely nem rögzített hatás helyét, nagyságát és irányát. A terhelési eset megadja az egyidejűleg lehetséges terhek elrendezését, a terhelő mozgások együttesét és az egyedi vizsgálatokat igénylő pontatlanságokat. - 11-
1.5 Tervezési követelmények Igazolni kell, hogy egyetlen mérvadó határállapotot sem haladtak meg. Figyelembe kell venni minden mérvadó tervezési állapotot és terhelési esetet. Figyelembe kell venni a hatások feltételezett irányától és helyzetétől való lehetséges eltéréseket. A számítások során megfelelő számítási modellt kell alkalmazni (szükség esetén kísérletekkel alátámasztva), amely minden jellemző változót figyelembe vesz. A modellek elegendő pontossággal jelezzék előre a tartószerkezet viselkedését, figyelembe véve a kivitelezés színvonalát és azoknak az információknak a megbízhatóságát, amelyeken a tervezés alapul. 1.5.1 Teherbírási határállapotok A statikai egyensúly határállapotának ellenőrzésekor, az építmény elcsúszásának vagy merevtestszerű elmozdulásának vizsgálata során igazolni kell, hogy E d,dst E d,stb (1.15.) ahol E d,dst és E d,stb a destabilizáló és stabilizáló hatások tervezési értékei. Ha egy keresztmetszet, elem vagy kapcsolat tönkremeneteli vagy túlzott alakváltozási határállapotát vizsgáljuk (a fáradást kizárva) igazolni kell, hogy S d R d (1.16.) ahol S d az igénybevétel (vagy az igénybevételeket felsoroló vektor) tervezési értéke, R d a hozzá tartozó tervezési ellenállás, amelyben minden tartószerkezeti jellemző a megfelelő tervezési értékével szerepel. Ha a tartószerkezet labilis mechanizmussá alakulásának határállapotát vizsgáljuk, igazolni kell, hogy az nem következik be, amíg a hatások nem haladják meg a tervezési értéküket, amelyeket a tartószerkezeti jellemzők megfelelő tervezési értékeiből kell meghatározni. Ha a másodrendű hatásokból származó stabilitásvesztés határállapotát vizsgáljuk, igazolni kell, hogy a stabilitásvesztés nem következik be, amíg a hatások nem haladják meg tervezési értéküket, amelyekben a tartószerkezeti jellemzők a megfelelő tervezési értékeikkel szerepelnek. Minden terhelési esetre meg kell határozni a kombinációs szabályokból az igénybevételek E d tervezési értékeit, ezeket a 1.1. táblázat tartalmazza. A 1.1. táblázat tervezési értékeit kombinálni kell a következő (szimbolikus formában megadott) szabályok szerint: Tartós és ideiglenes tervezési állapotok ellenőrzéséhez, a feszítést kivéve (alapvető kombinációk): γ G + γ Q + γ ψ Q (1.17.) ahol: G, j k, j Q,1 k,1 i 1 Q, i 0, i Megjegyzés: Ez a kombináció két különböző teherkombináció összedolgozása: γ G + γ ψ Q + γ ψ Q G, j ζ γ j G, j k, j G k, j Q,1 + γ 0, i Q,1 Q k,1 k,1 + i 1 i 1 γ Q, i Q, i ψ k, i 0, i 0, i Rendkívüli tervezési állapotok ellenőrzéséhez (ha máshol nincs ettől eltérően előírva): γ G + A + ψ Q + ψ Q (1.18.) GA, j k, j d - G k,i az állandó hatások karakterisztikus értéke; - Q k,1 a kiemelt esetleges hatás karakterisztikus értéke; - Q k,i a többi esetleges hatás karakterisztikus értéke; 1,1 k,1 i 1 2, i Q k, i k, i k, i - 12-
- A d a rendkívüli hatás tervezési értéke (előírt érték); - γ G,i az állandó hatások parciális biztonsági tényezője; - γ GA,i mint γ G,i, de rendkívüli tervezési állapotokra; - γ Q,i az esetleges hatások parciális biztonsági tényezője; - ψ 0, ψ 1, ψ 2 tényezők. A rendkívüli tervezési állapotok kombinációi vagy egy bizonyos szokatlanul nagy A rendkívüli hatást, vagy egy rendkívüli esemény utáni (A = 0) helyzetet vesznek alapul. Egyéb előírás hiányában γ GA = [1,0] alkalmazandó. Az előzőekben leírt különböző kombinációkban azokat az állandó hatásokat, amelyek növelik az esetleges hatásokat (azaz kedvezőtlen hatásúak), felső tervezési értékükkel, azokat pedig, amelyek csökkentik az esetleges hatásokat (azaz kedvező hatásúak), alsó tervezési értékükkel kell figyelembe venni. Olyan esetekben, amikor a tartószerkezet különféle helyein az ellenőrzés eredményei érzékenyen reagálnak az állandó hatás nagyságának változásaira, akkor ennek a hatásnak a kedvezőtlen és kedvező részeit egyedi hatásként kell számításba venni. Ez különösen érvényes a statikai egyensúly bizonyítása esetében. Az előbbi esetekben a γ G előírt értékeit kell figyelembe venni. Egyéb esetekben a teljes tartószerkezethez vagy az alsó, vagy a felső tervezési értéket (amelyik a kedvezőtlenebb) kell figyelembe venni. 1.1. táblázat: A hatások tervezési értékei a hatáskombinációkban Tervezési állapotok Tartós ideiglenes és Állandó hatások G d Esetleges hatások Rendkívüli hatások A d Kiemelt hatás a karakterisztiku A többi hatás a kombinációs értékével s értékével γ G G k γ Q Q k ψ 0 γ Q Q k Rendkívüli γ GA G k ψ 1 Q k ψ 2 Q k γ A A k (ha A d -t nem határozták meg közvetlenül) A tartós és ideiglenes tervezési állapotok parciális biztonsági tényezőit a 1.2. táblázat tartalmazza. Azokra a rendkívüli tervezési állapotokra, amelyekre a (1.18.) egyenletet kell alkalmazni, az esetleges hatások parciális biztonsági tényezőinek értéke [1,0]. A 1.2. táblázatban megadott γ értékek alkalmazása esetén a (1.17) egyenletet a következőkkel lehet helyettesíteni: csak a legkedvezőtlenebb esetleges hatás figyelembevétele esetén: γ + 5 G, jgk, j 1, Qk, 1 (1.19.) az összes kedvezőtlen esetleges hatás figyelembevétele esetén: γ G, jgk, j + 1, 35 Qk, i (1.20.) i 1 a kettő közül a nagyobb értéket kell alkalmazni. - 13-
Ha valamely állandó hatás kedvező és kedvezőtlen részeit mint egyedi hatásokat kell figyelembe venni, a kedvező részre γ G,inf = [0,9], a kedvezőtlen részre γ G,sup = [1,1] alkalmazandó. Az anyagjellemzők parciális biztonsági tényezőit teherbírási határállapot esetében a 1.3. táblázat adja meg. A rendkívüli hatás esetében elvégzett stabilitásellenőrzés alkalmával a falazott szerkezetek A, B és C megvalósítási kategóriáihoz a γ M értéke [1,2], [1,5] és [1,8]. A falkapcsok és kapcsolóelemek lehorgonyzásához, húzási és nyomási teherbírásához, továbbá az acélbetétek tapadással való lehorgonyzásához a 1.3. táblázat értékeit kell alkalmazni, de acél esetében γ S - re [1,0] értéket kell felvenni. 1.5.2 Használhatósági határállapotok Igazolni kell, hogy E d C d (1.21.) ahol C d az anyag bizonyos tervezési tulajdonságainak névleges értéke vagy függvénye; az igénybevétel tervezési értéke. E d 1.2. táblázat: Épületek tartószerkezeteire jutó hatások parciális biztonsági tényezői tartós és ideiglenes tervezési állapot esetén Állandó hatások Esetleges hatások (γ Q ) Feszítés (γ p ) (γ G ) (lásd a megjegyzést) Kiemelt hatás a karakterisztiku s értékével A többi hatás a kombinációs értékével Kedvező hatás [1,0] [0] [0] [0,9] Kedvezőtlen [1,35] [1,5] [1,35] [1,2] hatás A hatások három kombinációját használhatósági határállapotban a következő képletekkel kell meghatározni: Ritka kombináció: G ( + P + Q + ψ Q (1.22.) k, j ) k,1 i 1 0, i k, i Gyakori kombináció: G ( + P + ψ Q + ψ Q (1.23.) k, j ) 1,1 k,1 i 1 2, i Kváziállandó kombináció: G ( + P + ψ Q (1.24.) k, j ) i 1 2, i k, i Ha a használhatósági határállapot bizonyításához a vonatkozó szakaszok egyszerűsített számítási eljárást adnak meg, akkor a kombinált hatások részletes számításától el lehet tekinteni. k, i - 14-
1.3. táblázat: Anyagjellemzők parciális biztonsági tényezői (γ M ) γ M Megvalósítási kategória (lásd a 6.9. szakaszt) A B C Falazott szerkezetek (lásd megjegyzést) a Falazóelemek minőségének I. [1,7] [2,2] [2,7] gyártásellenőrzé si kategóriája (lásd a 3.1. szakaszt) II. [2,0] [2,5] [3,0] [2,5] [2,5] [2,5] Falkapcsok és hevederek tapadása és ellenállása húzással és nyomással szemben Betonacélok tapadása [1,7] [2,2] Acél (γ S alkalmazandó) [1,15] [1,15] Megjegyzés: A kitöltőbeton esetében érvényes γ M értékét úgy kell felvenni, hogy az összhangban legyen a falazóelemek gyártásellenőrzési kategóriájával azon a helyen, ahol a kitöltőbetont felhasználják. Épületek tartószerkezeteihez a ritka kombinációk a következő, a gyakori kombinációk esetén alkalmazott kifejezésekkel egyszerűsíthetők: ha csak a legkedvezőtlenebb esetleges hatást kell figyelembe venni: G k, j ( + P) + Qk, 1 (1.25.) ha minden kedvezőtlen esetleges hatást figyelembe kell venni: G ( + P) + 0, Q (1.26.) k, j 9 i 1 a kettő közül a nagyobb értéket kell alkalmazni. Ha valamelyik szakasz másként nem írja elő, γ M értéke [1,0] legyen. k, i 1.5.3 Tartósság Megfelelően tartós szerkezet kialakítása érdekében a következő, egymást befolyásoló tényezőket kell figyelembe venni: a tartószerkezet használati módját; az elvárt teljesítőképességet; a várható környezeti hatásokat; az anyagok összetételét, jellemzőit és teljesítőképességét; az elemek alakját és a tartószerkezeti kialakítást; a kivitelezés és a minőség-ellenőrzés színvonalát; a különleges védelmi intézkedéseket; a tervezett élettartam során várható fenntartást. A külső és belső környezeti hatásokat fel kell becsülni a tervezés során, hogy a tartóssággal kapcsolatos jelentőségüket meg lehessen ítélni, és az anyagok védelmére megfelelő intézkedéseket lehessen tenni. - 15-
2. Anyagok 2.1. Falazóelemek A falazóelemek a következő típusúak lehetnek: égetett agyag falazóelemek mészhomok falazóelemek kavicsbeton falazóelemek (normál és könnyű adalékú). autoklávolt gázbeton falazóelemek gyártott idomkövek méretre vágott természetes kő falazóelemek 2.1. táblázat: Falazóelemek csoportosításának követelményei Falazóelemek csoportjai 1. 2.a 2.b 3. Üregtérfogat, a teljes térfogat %-a (lásd az 1. megjegyzést) Egyes üregek térfogata a teljes térfogat %-ában Egyes üregek keresztmetszet e 25 12,5 A térfogatarán y korlátozza (lásd az előzőekben) 25 45 égetett agyag falazóelemek 25 50 betonelemek 12,5 égetett agyag falazóelemek 25 gázbeton elemekre A térfogatarány korlátozza (lásd az előzőekben) 45 55 égetett agyag falazóelemek 50 60 betonelemek (lásd a 2. megjegyzést) 12,5 égetett agyag falazóelemek 25 betonelemekr e A térfogatarány korlátozza (lásd az előzőekben) 70 A felület korlátozása (lásd a következőkben ) 2 800 mm 2, kivéve azokat az együregű elemeket, amelyekben egy üreg 18 000 mm 2 Az összes vastagság a 37,5 30 20 Nincs teljes vastagság %- követelmény ában (lásd a 3. megjegyzést) Megjegyzések: 1. Az üregek a falazóelemen átmenő függőleges lyukak, hornyok vagy bemélyedések lehetnek. 2. Az összes vastagság az elem külső és belső bordáinak összesített vastagsága, amelyet vízszintes irányban az elem külső felületére merőlegesen mérnek. - 16-
A falazóelemeket a gyári minőség-ellenőrzés alapján kell az I. vagy a II. kategóriába sorolni. Az I. kategóriába való besorolás elfogadható, ha a gyártó vállalja, hogy olyan falazóelemeket szállít, amelyek előírt nyomószilárdságúak és az eltérés valószínűsége legfeljebb 5%. A II. kategóriát akkor alkalmazzák, ha a falazóelemek átlagos nyomószilárdsága az előírás szerinti, de az I. kategória további előírásai nem teljesülnek. A méretre vágott terméskő elemeket a II. kategóriába tartozóknak kell tekinteni. A falazóelemeket az alkalmazásához az 1., a 2.a, a 2.b és a 3. csoportokba kell besorolni. Az 1., a 2.a, a 2.b és a 3. csoport követelményeit a 2.1. táblázat tartalmazza. Tervezés alkalmával nyomószilárdságként az f b szabványos nyomószilárdságot kell alapul venni. Ha a falazóelem nyomószilárdságaként az átlagos nyomószilárdságot adják meg, akkor ezt a szabványos nyomószilárdságra át kell számítani. A nyomószilárdságot a 2.2. táblázat szerinti δ tényezővel meg kell szorozni. Ezzel figyelembe vesszük a falazóelemek magasságának és szélességének a nyomószilárdságra gyakorolt hatását. 2.2. táblázat: A δ tényező értékei A falazóelem A falazóelem kisebbik vízszintes mérete (mm) magassága (mm) 50 100 150 200 250 vagy nagyobb 50 65 100 150 200 250 vagy 0,85 0,95 1,15 1,30 1,45 1,55 0,75 0,85 1,00 1,20 1,35 1,45 0,70 0,75 0,90 1,10 1,25 1,35 0,70 0,80 1,00 1,15 1,25 0,65 0,75 0,95 1,10 1,15 nagyobb Megjegyzés: Lineáris interpoláció megengedett. A falazóelemek olyan tartósak legyenek, hogy az épület várható élettartamán belül képesek legyenek ellenállni a környezeti hatásoknak. 2.2. Habarcs A falazóhabarcs lehet általános rendeltetésű, vékony rétegű és könnyű habarcs. A vékony rétegű habarcsot a falazott szerkezet 1-3 mm névleges vastagságú fekvőhézagaiban szokás alkalmazni. A könnyű habarcsokat perlit, horzsakő, duzzasztott agyag, duzzasztott agyagpala és duzzasztott üveg adalékokból készítik. A habarcsokat vagy a tervezett nyomószilárdsági osztályukkal amelyet M betű és egy utána következő szám ad meg, ami a nyomószilárdság N/mm 2 -ben kifejezett értéke, például M5 vagy a térfogatarányaik szerinti összetételükkel nevezik meg, például 1:1:5 cement:mész:homok. Általános rendeltetésű habarcsok minősége vasalatlan hézagokban nem lehet M1-nél, vasalt hézagok vagy feszített falazott szerkezetek esetén M5-nél alacsonyabb. Hegesztett előre gyártott vasalást tartalmazó hézagokba legalább M2,5 minőségű általános rendeltetésű habarcsot kell alkalmazni. A vékony rétegű habarcsok legalább M5 osztályúak legyenek. A falazott szerkezetben alkalmazott habarcs olyan tartós legyen, hogy az épület várható élettartamán belül képes legyen ellenállni a környezeti hatásoknak. - 17-
2.3. Kitöltőbeton A kitöltőbeton jellemző henger/kocka nyomószilárdsága legalább 12/15 N/mm 2 legyen. A kitöltőbeton konzisztenciája tegye lehetővé a teljes üregkitöltést. Amikor az üregkitöltéshez önthető betont használnak, a falazat vízelszívása miatt megfontolandó a duzzasztó adalékszerek alkalmazása a betonkitöltés repedésveszélyének csökkentése érdekében. A pontos meghatározás érdekében a kitöltőbeton f ck karakterisztikus nyomószilárdságát a betonszilárdsági osztály szerint kell meghatározni, amely a 28 napos henger/kockaszilárdságon alapul. A falazott szerkezetek kitöltőbetonjainak az általában használt szilárdsági osztályait a 2.3. táblázat adja meg a tervezéshez használandó megfelelő f ck értékekkel együtt. A kitöltőbeton tervezés során figyelembe veendő f cvk karakterisztikus nyírószilárdságát a fontosabb betonszilárdsági osztályok esetében a 2.4. táblázat adja meg. 2.3. táblázat: A kitöltőbeton nyomószilárdságának f ck karakterisztikus értéke Betonszilárdsági osztály C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 vagy nagyobb f ck (N/mm 2 ) 12 16 20 25 2.4. táblázat: A kitöltőbeton nyírószilárdságának és f cvk karakterisztikus értéke Betonszilárdsági osztály C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 vagy nagyobb f cvk (N/mm 2 ) 0,27 0,33 0,39 0,45 2.4. Betonacél Fel kell tételezni, hogy a következő követelmények teljesülése esetén a betonacél a tervezés által igényelt alakváltozási képességű: nagy alakváltozási képesség: ε uk > 5% ; (f t /f y ) k > 1,08 normál alakváltozási képesség: ε uk > 2,5% ; (f t /f y ) k > 1,05 ahol ε uk a betonacél fajlagos határnyúlásának karakterisztikus értéke; betonacél szakítószilárdsága; f t f y betonacél folyáshatára; (f t /f y ) k az f t /f y karakterisztikus értéke. Sem a 6 mm-nél kisebb átmérőjű rovátkolt betonacélok, sem a fugavasaláshoz használt, huzalból készült hálók és rácsok nem tekinthetők nagy alakváltozási képességűeknek. A betonacél szénacél vagy ausztenites rozsdamentes acél lehet. A betonacél lehet sima vagy bordázott felületű. A betonacél rugalmassági modulusának átlagos értéke 200 kn/mm 2 -nek vehető fel. 3. A falazat mechanikai jellemzői A falazat a falazóelemek habarcsrétegek közötti előírt elrendezése. A különböző falazatokat a 3.1-3.7 ábrák mutatják. - 18-
a./ Hosszirányú hézagok nélküli fal b./ Fal hosszirányú hézaggal 3.1 ábra Egyrétegű fal mintakeresztmetszetei 3.2 ábra Légréteges fal 3.3 ábra Kettős rétegű fal 3.4 ábra Burkolt fal - 19-
3.5 ábra Keskeny habarcs-csíkra fektetett fal 3.6 ábra Függönyfal 3.7 ábra Falazott szerkezeti elemek átfedése 3.1 A vasalatlan falazat mechanikai jellemzői Különbséget kell tenni a következők között: falazat, amely falazóelemek és habarcs együttese, megfelelő mechanikai tulajdonságokkal; falazott szerkezet, mint tartószerkezet (például fal), amelynek a mechanikai tulajdonságai a falazat mechanikai jellemzőitől, a szerkezeti elemek geometriájától és az egymással szomszédos szerkezeti elemek egymásrahatásától függnek. A falazatnak a tervezésben alkalmazott következő lényeges mechanikai tulajdonságait szabványos vizsgálati eljárásokkal kell megállapítani: nyomószilárdság, f; nyírószilárdság, f v ; hajlítószilárdság, f x ; feszültség és fajlagos alakváltozás összefüggés, (σ - ε). - 20-
A falazatnak van húzószilárdsága, de ezt a tervezés során általában nem használják ki. A vasalatlan falazat nyomószilárdságának f k karakterisztikus értékét vizsgálati eredményekből lehet megállapítani vagy a falazóelemeinek és a habarcs nyomószilárdsági adatainak összefüggése alapján a következő képlettel számítható: f k = K f b 0.65 f m 0,25 N/mm 2 (3.1.) feltéve, hogy f m -et nem veszik fel nagyobbra, mint 20 N/mm 2 vagy 2f b ; ahol K f b egy állandó (N/mm 2 ) 0,10, amely a következő értékekre vehető fel: [0,60] az 1. csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha a falazat vastagsága megegyezik a falazóelem szélességével vagy hosszúságával, vagyis nincs hosszirányú állóhézag a falban (lásd az 3.1. (a) és az 3.2. ábrát); [0,55] a 2.a csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha a falazat vastagsága megegyezik a falazóelemek szélességével vagy hosszúságával, vagyis nincs hosszirányú állóhézag a falban; [0,50] a 2.b csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha a falazat vastagsága megegyezik a falazóelemek szélességével vagy hosszúságával, vagyis nincs hosszirányú állóhézag a falban; [0,50] az 1. csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha van hosszirányú állóhézag a falban (lásd az 3.1. (b) és az 3.4. ábrát); [0,45] a 2.a csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha hosszirányú állóhézag van a falban (lásd az 5.1.(b), az 3.3. és az 3.4. ábrát); [0,40] a 2.b csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha hosszirányú állóhézag van a falban (lásd az 5.1.(b), az 3.3. és az 3.4.ábrát); [0,40] a 3. csoportba tartozó falazóelemek esetén; a falazóelem N/mm 2 -ben kifejezett szabványos nyomószilárdsága, az alkalmazott hatás következményének irányában; f m az általános rendeltetésű habarcs N/mm 2 -ben kifejezett, előírt nyomószilárdsága. A 2. csoportba tartozó kavicsbeton anyagú falazóelem alkalmazása esetén, ha függőleges üregeit betonnal teljesen kitöltik, az f k értékét az elem nettó felületére kell vonatkoztatni, és az elemeket akkor kell 1. csoportba tartozónak tekinteni, ha a kitöltőbeton karakterisztikus nyomószilárdsága legalább akkora, mint az elem nyomószilárdsága. Ha a kitöltőbeton nyomószilárdsága kisebb, mint az elem felületére vonatkoztatott nyomószilárdság, akkor f k -t úgy kell meghatározni, mint az üregek nélküli elem esetében, és a nyomószilárdság megegyezik a kitöltőbeton karakterisztikus szilárdságával. A vékony habarcsréteggel készült vasalatlan falazat f k karakterisztikus nyomószilárdsága a (3.2.) egyenlettel számítható, ha a fal kötése kielégíti követelményeket, és hézagai kitöltöttnek tekinthetők, továbbá ha a fal az 1. csoportba tartozó mészhomok, illetve autoklávolt gázbeton elemekből készül: f k = 0,8 f b 0,85 (3.2.) ha a falazóelemek mérettűrése lehetővé teszi alkalmazásukat vékony rétegű habarcs esetén; a falazóelem f k szabványos nyomószilárdságát nem veszik föl nagyobbra, mint 50 N/mm 2 ; a vékony rétegű habarcs nyomószilárdsága 5 N/mm 2 vagy nagyobb; a falazat vastagsága azonos a falazóelem hosszúságával vagy szélességével, és ha nincs hosszirányú állóhézag a falban. Vékony habarcsréteggel készült, nem az 1. csoportba sorolt mészhomok anyagú, illetve autoklávolt gázbeton elemekből készített vasalatlan, és minden más elemből készített vasalatlan falazat f k karakterisztikus nyomószilárdsága a (3.1.) egyenlet szerint számítható: ahol: - 21-
K egy állandó, (N/mm 2 ) 0,10 -ben, értéke a következőképpen vehető föl: [0,70] az 1. csoportba tartozó falazóelemek esetén; [0,60] a 2.a csoportba tartozó falazóelemek esetén; [0,50] a 2.b csoportba tartozó falazóelemek esetén; ha ezen túlmenően az (1) bekezdés követelményei is teljesülnek. Az 1., a 2.a és a 2.b csoporthoz tartozó falazóelemekkel, könnyű habarccsal készített vasalatlan falazat nyomószilárdságának f k karakterisztikus értéke a (3.3.) egyenlettel számítható, ha minden falkötés kielégíti a követelményeket, és ha hézagai kitöltöttnek tekinthetők: 0,65 f k = K f b (3.3.) ha f b -t nem veszik föl nagyobbra, mint 15 N/mm 2, és ha a falazott szerkezet vastagsága azonos a falazóelem hosszúságával vagy szélességével, és ha nincs hosszirányú állóhézag a falban. Itt K állandó, (N/mm 2 ) 0,35 -ben, értéke a következőképpen vehető föl: [0,80] 600 1500 kg/m 3 sűrűségű, könnyű adalékanyagból könnyű habarccsal készített, és autoklávolt gázbeton elemek alkalmazása esetén; [0,70] nagyobb, mint 700 kg/m 3 és kisebb, mint 1500 kg/m 3 sűrűségű, téglából, mészhomok téglából vagy tömör kavicsbeton elemekből készült falazat esetén; [0,55] ha a falazat 600 700 kg/m 3 sűrűségű könnyű habarccsal, téglákból, mészhomok elemekből vagy tömör adalékanyagú kavicsbetonból készül; f b a falazóelemek szabványos nyomószilárdsága N/mm 2 -ben. Keskeny habarcssávokkal falazott, az 1. csoportba tartozó falazóelemekkel készült falazat karakterisztikus nyomószilárdságát két egyforma széles, a fekvőhézag szélein fektetett általános rendeltetésű habarcs alkalmazása esetén (lásd az 3.5. ábrát) a (3.1.) képlettel lehet meghatározni, ha mindegyik habarcssáv szélessége legalább 30 mm; a falazott szerkezet vastagsága azonos a falazóelem hosszúságával vagy szélességével, és ha nincs hosszirányú állóhézag a falban; a b s /t arány nem nagyobb, mint 0,8; K értékét [0,60]-ra vesszük föl, ha b s /t 0,5 vagy [0,30]-ra, ha b s /t = 0,8, a közbenső értékek lineárisan interpolálhatók; ahol b s a habarcssávok középvonalai közötti távolság; t a fal vastagsága. A keskeny habarcssávokkal falazott, a 2.a vagy a 2.b csoportba tartozó falazóelemekkel készült falazat karakterisztikus nyomószilárdsága a (3.1.) képlettel határozható meg, ugyanúgy, mint az 1. csoportba tartozó falazóelemek esetén, ha a falazóelemnek a képletben használt f b szabványos nyomószilárdságát habarcssávokra fektetett elemeken vizsgálatokkal már meghatározták, ha a sávok nem szélesebbek, mint amit a falazatban terveztek, és ha az elem szilárdságát a teljes felületre értelmezik, nem pedig a felfekvő felületre. Vasalatlan falazat nyírószilárdságának karakterisztikus értékét meg lehet határozni kísérletekből vagy a (3.4) képlet szerinti számítással: f vk = f vk0 + 0,4 σ d (3.4.) vagy vagy ahol f vk0 σ d = [0,065] f b, de nem kisebb, mint f vk0 = a 3.5. táblázatban megadott korlátértékek; nyomófeszültség nélküli nyírószilárdság, vagy adalékszerek és kiegészítő anyagok nélküli általános rendeltetésű habarcs alkalmazása esetén a 3.5. táblázat szerinti; az elem nyírásra merőleges nyomófeszültségének tervezési értéke a vizsgálat tárgyát képező szintben; - 22-
f b a falazóelemek szabványos nyomószilárdsága, ha a teher merőleges a próbadarab fekvőhézagára. 3.5. táblázat: f vk0 és f vk korlátértékei általános rendeltetésű habarcs esetén Falazóelem Habarcs f vk0 (N/mm 2 ) f vk korlátérték (N/mm 2 ) 1. csoportba tartozó égetett agyag falazóelemek M10-től M2,5-től M1-től M20-ig M9-ig M2-ig [0,3] [0,2] [0,1] [1,7] [1,5] [1,2] 1. csoportba tartozó nem égetett agyag vagy természetes kő falazóelemek M10-től M20- ig M2,5-től M9-ig M1-től M2-ig [0,2] [0,15] [0,1] [1,7] [1,5] [1,2] 1. csoportba tartozó természetes kő falazóelemek M2,5-től M1-től M9-ig M2-ig [0,15] [0,1] [1,0] [1,0] 2.a csoportba tartozó égetett agyag falazóelemek 2.a vagy 2.b csoportba tartozó nem égetett agyag és a 2.b csoportba tartozó égetett agyag falazóelemek M10-től M2,5-től M1-től M10-től M2,5-től M1-től M20-ig M9-ig M2-ig M20-ig M9-ig M2-ig [0,3] [0,2] [0,1] A hosszirányú nyomószilárdság [0,2] (lásd a megjegyzést), [0,15] illetve a [0,1] megadott érték közül a kisebb [1,4] [1,2] [1,0] [1,4] [1,2] [1,0] 3. csoportba tartozó égetett agyag falazóelemek M10-től M2,5-től M1-től M20-ig M9-ig M2-ig [0,3] [0,2] [0,1] Nincs egyéb korlát, mint amit a (3.4.) képlet megad Megjegyzés: A 2.a és a 2.b csoportba tartozó falazóelemek esetén hosszirányú nyomószilárdságként a kísérletekkel megállapított nyomószilárdság vehető alapul, ha δ értéke nem nagyobb, mint 1,0. Ha a lyukkiosztástól és alaktól függően várható, hogy a hosszirányú nyomószilárdság nagyobb lesz, mint 0,15 f b, akkor vizsgálatoktól el lehet tekinteni. Ha a vizsgálati adatok sem a létesítményhez végzett, sem a hazai kísérletekből nem kaphatók meg a falazott szerkezet f vk nyírószilárdságának karakterisztikus értéke a következő értékek közül a legkisebb: f vk = 0,5 f vk0 + 0,4 σ d (3.5.) vagy = [0,045] f b, de nem kisebb, mint f vk0-23-
vagy = a 3.5. táblázatban megadott korlátérték 0,7-szerese; ahol f vk0, σ d és f b Olyan falazat esetében, amelynek két szélén legalább 30-30 mm széles habarcssávokat, az 1. csoportba tartozó falazóelemeket és általános rendeltetésű habarcsot alkalmaznak, feltételezhető, hogy a nyírószilárdság karakterisztikus értéke a következő értékek közül a legkisebb: f vk = g t f vk0 + 0,4 σ d (3.6.) vagy = [0,05] f b, de nem kisebb, mint f vk0 vagy = a 3.5. táblázatban megadott korlátérték 0,7-szerese; ahol f vk0, σ d és f b g a két habarcssáv teljes szélessége; t a fal szélessége. Vékony rétegű habarcs esetében, autoklávolt gázbeton, mészhomok vagy beton elemek alkalmazása esetén f vk értéke a (3.4.), (3.5.) és (3.6.) képletek valamelyikéből meghatározható, ha figyelembe vették a rájuk vonatkozó korlátozásokat, ugyanakkor érvényesek a 3.5. táblázatban az azonos csoportba tartozó falazóelemekre és az M10 M20 habarcsokra vonatkozóan megadott értékek is. 3.2 Vasalt és közrefogott falazat mechanikai jellemzői Vasalt és közrefogott falazat szilárdságát a falazóelemek mechanikai jellemzői alapján kell meghatározni, beleértve a habarcsot és a kitöltőbetont is, adott esetben a vasalás figyelembevételével. A vasalt és közrefogott falazat szabványos vizsgálati eljárásokkal megállapított mechanikai jellemzőinek tervezési értékei ugyanazok, mint a vasalatlan falazatok esetén, továbbá indokolt esetben: a kitöltőbeton f c nyomószilárdsága; a kitöltőbeton f cv nyírószilárdsága; a betonacél f y folyáshatára nyomó- és húzóigénybevétel esetén; a betonacél f b0 tapadószilárdsága. 3.6. táblázat: A betonacél tapadószilárdságának karakterisztikus értéke falazóelemekkel körülfogott kitöltőbetonban A beton szilárdsági osztálya f b0k sima felületű szénacél esetén (N/mm 2 ) f b0k bordázott felületű szén- és rozsdamentes acél esetén (N/mm 2 ) C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 vagy magasabb [1,3] [1,5] [1,6] [1,8] [2,4] [3,0] [3,4] [4,1] A 150 mm-es vagy annál nagyobb betonkeresztmetszetek vasalásai vagy falazóelemekkel körülvett kitöltőbeton esetén, amelyről a tervezés során föltételezhető, hogy az acélbetét beágyazott, a tapadószilárdság f b0k karakterisztikus értékét a 3.6. táblázat adja meg. - 24-