BÁTKI MÉRNÖKI KFT. Sopron, Teleki Pál út 18. 9400 Telefon/fax: (99) 34-337 STATIKAI SÁMÍTÁS gyalogos fahídhoz MEGBÍÓ: Ubrankovics Kft. Ágfalva-liget TARTALOM: 1. Címlap. Statikai műszaki leírás 3. Statikai számítás 4. Vázlatrajzok Sopron, 007. március 31. Készítette: Bátki Károly okleveles építőmérnök statikus vezető tervező T-1/08-050
STATIKAI MŐSAKI LEÍRÁS gyalogos fahídhoz MEGBÍÓ: Ubrankovics Erdészeti és Faipari Kft. Ágfalva-liget ÁLTALÁNOS ISMERTETÉS Az Ubrankovics Kft. felkérésére statikai számítást készítettem egy íves fahídhoz. A megbízó adatszolgáltatás szerint a támaszköz 5 m, a híd hasznos szélessége,5 m. Elvárás volt, hogy az ívmagasság ne legyen több 1,8 m-nél. A híd két főtartóját rétegelt ragasztott (RR) fából képzelte el a megbízó, a további szerkezeteket fűrészelt fából. A méretezést a magyar szabványok szerint végeztem el. A híd terhelési osztálya: B. A híd járófelületén 5,0 kn/m hasznos terhet vettem figyelembe. A szerkezet belső erőit a rugalmas, homogén anyagra vonatkozó elmélet alapján, számítógépes programmal határoztam meg. Az ív lapossága miatt másodrendű számítást végeztem. (A nem lineáris számítás eredményei nem különböznek lényegesen a lineáris számításétól.) A többtámaszú elemeket (pallóborítás) kéttámaszúként vizsgáltam, a támaszköz a támaszok tengelytávolsága. A hídszerkezet anyagául II. szilárdsági kategóriánál gyengébb faanyagot nem szabad használni. A FAHÍD FİTARTÓI Előszámítások alapján többféle változat szóba került. Elsőként ismertettem a megbízóval, hogy a kért íves alakú híd elkészíthető íves gerendahídként és valódi ívhídként egyaránt. A kettő között az a fő különbség, hogy a gerendahídnál az egyik csuklós támasz oldalirányban el tud tolódni, az ívhídnál ilyen eltolódási lehetőség nincs. Ennek nagy hatása van mind a hídgerenda igénybevételeire, mind az alapokra ható erőkre. Gerendahídnál nagy hajlítónyomaték keletkezik a gerendában, de egyszerű az alapozás. Ívhídnál kisebb a hajlítás, döntően nyomóerő keletkezik a gerendában, de az alapra ható erő megnő az előbbi változathoz képest. Ívhídnál a híd görbületének is van jelentősége. Minél laposabb a híd, annál nagyobb a nyomóerő a gerendában, és a támaszerő vízszintes összetevője is megnő a másik változathoz képest. Ez kedvezőtlen az alapozás szempontjából. Esztétikai megfontolásból készítettem egy olyan munkaközi változatot is, ahol oldalnézetben a főtartónak kifli alakja volt, azaz a középső keresztmetszetében nagyobb volt a tartómagasság, mint a széleken. A megbízó által elfogadott változat szerint a fahíd főtartója 15 cm széles, 90 cm magas, köríves alakú, rétegelt ragasztott fából készül, ahol az alsó és a felső öv párhuzamos egymással. A lamellák vastagsága legfeljebb 35 mm (az íves tartóalak miatt). A belső (alsó) körív sugara 47,844 m, a külsőé 48,744 m. A főtartók tengelytávolsága,65 m.
A FAHÍD TOVÁBBI ELEMEI Az íves főtartóra ~,5 m-enként keresztgerendákat fektetnek 18/0 cm-es méretben, 50 cm-es túlnyúlással. A kinyúló rész alkalmas a korlátoszlop megtámasztására egy ferde rúd közvetítésével. A keresztgerendák tetejére hosszgerendák kerülnek ~60 cm-es kiosztással, 10/15 cm-e keresztmetszeti mérettel. Ezek felső felületét ívesre kell megmunkálni, hogy a járófelület kövesse a főtartók íves vonalát, és ne alakuljanak ki törésvonalak. A járófelület 5 cm vastag pallókkal készül. Ezeket hézagosan kell lerakni, hogy a víz ne álljon meg a felületen. A korlát az általános szabályok szerint alakítandó ki. Formájának, anyagának (fa, acél) kiválasztásában esztétikai megfontolások is szerepet játszanak. A korlátoszlopok szelvénye 1/1 cm, ugyanilyenek a ferde támaszok is. Ferde támaszt terveztem még a magas főtartó alaktartásának biztosítására. A hídra ható szélteher felvételére szélrácsot kell készíteni a kereszttartók síkjában 15/15 cm-es rudakkal. A szélrács elkészíthető acélhuzalokkal is, ebben az esetben alakú, pótátlós rácsozást kell alkalmazni. Az acél kapcsolóelemeket korrózió ellen tűzihorganyzással kell védeni. HÍDALAPOÁS A hídalapozáshoz megadom a statikai számítás alapján a hídról átadódó vízszintes és függőleges erők értékét teheresetenként. A közölt adatok a terhek alapértékéből származnak. Az alapozás tervezéséhez ezekhez hozzá kell adni az alaptest önsúlyát is. A nagy alaptest a reakcióerő eredőjének irányát a függőlegeshez közelíti. A költségek becsléséhez készítettem egy alapozási vázlatot. Az alapozás tervezéséhez részletes talajmechanikai vizsgálatot kell végezni a leendő hídfőknél, mert a hídnyílás nagyobb, mint 10 m. Szükséges továbbá a híd környékén az átvezetett útnak, továbbá a térszintnek a vízszintes és a magassági adatait felvenni. Be kell szerezni a vízfolyással kapcsolatos adatokat is. SABVÁNYOK 1. ÚT -3.401:004 Közúti hidak tervezése. Általános előírások (Hatálytalanítja az ÚT -3.401: 00 számú, Közúti hidak tervezése. Általános előírások című útügyi műszaki előírást). ÚT -3.411:004 Közúti hidak tervezési előírásai I. Általános létesítési szabályok (Hatálytalanítja az ÚT -3.411: 00 számú, Közúti hidak tervezési előírásai I. Közúti hidak létesítésének általános szabályai című útügyi műszaki előírást) 3. ÚT -3.41:004 Közúti hidak tervezési előírásai II. Erőtani számítás (Hatálytalanítja az ÚT -3.41: 00 számú, Közúti hidak tervezési előírásai II. Közúti hidak erőtani számítása című útügyi műszaki előírást) 4. ÚT -3.405:003 Közúti hidak építése III. Fahidak és hídállványok (Hatálytalanítja az ÚT -3.405:1998 Fahidak és hídállványok építése. Követelmények című előírást.) 5. ÚT -3.418:001 Közúti hidak építése V. Alapozások 6. MS 1505 Építmények teherhordó faszerkezeteinek erőtani tervezése 7. MS 10144 Teherhordó faszerkezetek anyagai Sopron, 007. március 31. 3
STATIKAI SÁMÍTÁS gyalogos fahídhoz MEGBÍÓ: Ubrankovics Kft. Ágfalva-liget 1. ANYAGOK ÉS ANYAGJELLEMİK. 1.1. Faanyag: F56-II-S MS 10144 Rugalmassági modulus: E = 1 000 /mm Nyírási modulus: G (r,t) = 500 /mm Szilárdsági alapértékek: hajlító határfeszültség: húzó határfeszültség: nyomó határfeszültség: alap Hm = 1 / mm = 1, k / cm alap Hh = 15, 3 / mm = 153, k / cm r,alap t,alap Hh = Hh = 0, 8 / mm = 0, 08 k / cm nyíró határfeszültség: τ τ alap = 18, 1 / mm = 181, k / cm r,alap t,alap = = 4, 1 / mm = 0, 41k / cm r,t alap H = 5, 8 / mm = 0, 58 k / cm =τ l,r alap l,t alap H H =, 0 / mm = 0, k / cm A szilárdsági alapértékeket jelen esetben csupán a faanyag (feltételezett) beépítési nedvességtartalma miatt csökkentem. A feltételezett nedvességtartalom értéke: u 18%. Ez alapján a módosító tényező a szabvány képletével: k u = 1 ( u 1 ) 0, 0= 1 ( 18 1 ) 0, 0= 0, 88. Ez alapján a faszerkezetek méretezési határfeszültségei a következő formulával számíthatók: alap H = ku H. A görbület miatt nem kell csökkentés. Méretezési határfeszültségek: hajlító határfeszültség: húzó határfeszültség: nyomó határfeszültség: nyíró határfeszültség: τ τ Hm = 18 / mm = 18, k / cm Hh = 13 / mm = 13, k / cm = r t Hh Hh = 0, 7 / mm = 0, 07 k / cm = 15 / mm = 15, k / cm r t = = 3 / mm = 0, 3 k / cm r,t H = 5 / mm = 0, 5 k / cm =τ l,r l,t H H = 1 / mm = 01, k / cm 4
. TERHEK A híd járófelületén 5,0 kn/m értékű hasznos terhet vettem figyelembe. A hídszabvány szerint a hasznos tehernél 1,3 az állandó tehernél 1,1 a biztonsági tényező értéke. Az egyik főtartóra jutó hasznos teher alapértéke: 5,0 1,3 = 6,5 kn/m. A ALAPRA HATÓ TERHEK A táblázat értékei a terhek alapértékéből származnak Önsúlyból Egyéb állandó teherből Hasznos teherből Vízszintes erők (kn) 8,4 9,0 99,0 Függőleges erők (kn) 8, 6,6 86,0 SÁMÍTÓGÉPES EREDMÉNYEK Hajlítónyomatékok Eset : Mértékadó Max E (W) : 7,76E-11 E (P) : 7,76E-11 E (ER) : 4,60E-14 Komp. : My [knm] 7,3 6,00 6,00 13,57 1,3 1,3 19,80 18,48 18,48 5,59 4,08 4,08 30,57 8,78 8,78 34,58 3,3 3,3 37,3 34,5 34,5 38,73 35,6 38,73 34,5 34,5 37,3 3,3 3,3 34,58 8,78 8,78 30,57 4,08 4,08 5,59 18,48 18,48 19,80 1,3 1,3 13,57 6,00 6,00 7,3 6,000 5
Normálerők Eset E (W) E (P) E (ER) Komp. : Mértékadó Min,Max : 7,76E-11 : 7,76E-11 : 4,60E-14 : Nx [kn] -537,99-100,14-516,87-96,1-100,14-537,99 6,000 Normálfeszültségek Eset : Mértékadó Min,Max E (W) :,16E-11 E (P) :,16E-11 E (ER) : 3,79E-13 Komp. : Sminmax [kn/cm ] Részlet : Szélteher nélkül -0,40-0,43-0,4-0,46-0,45-0,49-0,48-0,51-0,51-0,54-0,53-0,56-0,54-0,57-0,55-0,57-0,56-0,57-0,55-0,57-0,54-0,56-0,53-0,54-0,51-0,51-0,48-0,49-0,45-0,46-0,4-0,43-0,40 6,000 6
Az alapra ható erők (szélső értékek) Vízszintes akcióerők (kn) Eset : Mértékadó Min,Max E (W) :,16E-11 E (P) :,16E-11 E (ER) : 3,79E-13 Komp. : Rx [kn] Részlet : Szélteher nélkül Rx [kn] 516,96 443,11 369,6 95,41 1,56 147,71 73,86 0-73,85-147,70-1,55-95,40-369,5-443,10-516,95-96,3-516,95 516,95 96,3 6,000 Függőleges akcióerők (kn) Eset : Mértékadó Min,Max E (W) :,16E-11 E (P) :,16E-11 E (ER) : 3,79E-13 Komp. : Rz [kn] Részlet : Szélteher nélkül Rz [kn] -7,83-36,5-45,1-53,91-6,60-71,9-79,98-88,67-97,37-106,06-114,75-13,44-13,13-140,8-149,5-7,83-7,83-149,5-149,5 6,000 A statikai számítás innen külön lapon, kézírással folytatódik. 7
Lehorgonyzó szerelvény 8