SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Az ábrák forrása: 3. LŐADÁS [1] Dr. Németh György: Tartószerkezetek III., Acélszerkezetek méretezésének alapjai [2] Halász Ottó - Platthy Pál: Acélszerkezetek [3] Ádány Sándor - Dulácska ndre Dunai László Fernezelyi Sándor Horváth László: Acélszerkezetek, 1. Általános eljárások, Tervezés az urocode alapján [4] Dr. Csellár Ödön Szépe Ferenc: Táblázatok acélszerkezetek méretezéséhez
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A SZRKZTI ACÉLOK ANYAGMINŐSÉG: leget kell tenniük az előírások és a szabványok követelményeinek: mechanikai tulajdonságok vegyi összetétel geometriai tűrés N 10025 1993 N 10210-1 1993 N 10219-1 Melegen hengerelt szelvények Melegen hengerelt zárt szelvények
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZRKZTI ACÉLOK FOLYÁSHATÁRA ÉS SZAKÍTÓSZILÁRDSÁGA [3] t 40 mm? 40 mm t 80 mm? S 235 f f y u 2 3 S 275 S 355
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám JLÖLÉSI RNDSZR: S355 J2 G3 + Z35 SZRKZTI ACÉL (STL)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám JLÖLÉSI RNDSZR: S355 J2 G3 + Z35 Az előírt legkisebb folyáshatár [N/mm 2 ]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám JLÖLÉSI RNDSZR: S355 J2 G3 + Z35 Ütőmunka (az előírt hőmérsékleten mérhető minimális fajlagos ütőmunkára utal) min. 27 J min. 40 J C JR KR 20 J0 K0 0 J2 K2-20 J3 K3-30 J4 K4-40
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám JLÖLÉSI RNDSZR: S355 J2 G3 + Z35 Fizikai jellemzők I. csoport (szállítás szerint) M N G1 G2 G3 G4 termomechanikusan alakított normalizálva alakított csillapítatlan csillapított szállítási állapot megállapodás szerint szállítási állapot a gyártó választása szerint
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám JLÖLÉSI RNDSZR: S355 J2 G3 + Z35 Fizikai jellemzők II. csoport (technológia szerint) L M N O W alacsony hőmérsékletre termomechanikusan alakított normalizálva alakított offshore (tengeri szerkezet) időjárásálló
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám JLÖLÉSI RNDSZR: S355 J2 G3 + Z35 Különleges követelmények Z15 minimális kontrakció 15 % Z25 minimális kontrakció 25 % Z35 minimális kontrakció 35 %
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A SZRKZTI ACÉLOK NÉHÁNY JLLMZŐJ: rugalmassági modulus: 210000 N/mm 2 szakadási nyúlás: 18-30 % fajlagos ütőmunka (+20 C ): 30-100 J/cm 2 Brinell-keménység: 1000-2000 N/mm 2 hőtágulási együttható: 1,2 10-5 1/C sűrűség: 7850 kg/m 3
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám a Brinell-féle keménység bevezetése 1900 a Svéd Királyi Akadémia tagja 1902-től Johann August Brinell (1848-1925) Svéd mérnök A Brinell-féle keménység a fémek ellenállását méri egy acélgolyó bemélyedésekor, amit egy megadott erővel préselünk a vizsgálandó fém felületére
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Szerkezeti acélok vegyi összetétele [1]
f f u y 1,10 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ ANYAGVÁLASZTÁS SZMPONTJAI: Alakíthatósági követelmények: a szakítószilárdság legalább 10%-kal legyen nagyobb a folyáshatárnál f 1,10 a szakadónyúlás haladja meg a 15%-ot f u y a szakadási alakváltozás legalább a 15-szöröse legyen a folyási alakváltozásnak ε 15 u ε y
f f u y 1,10 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ ANYAGVÁLASZTÁS SZMPONTJAI: Hegeszthetőség: hegesztett kapcsolatok alkalmazása esetén csak hegeszthető acélfajta használható
f f u y 1,10 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ ANYAGVÁLASZTÁS SZMPONTJAI: Keresztirányú (vastagság irányú) alakváltozási képesség: olyan hegesztett kapcsolatoknál, ahol egy lemezhez síkjára merőlegesen hozzáhegesztett másik lemezt, vagy profilt húzóerővel terhelnek A réteges tépődés kialakulása [3]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A réteges tépődés elkerülésére ajánlott szerkezeti megoldások [3]
f f u y 1,10 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ ANYAGVÁLASZTÁS SZMPONTJAI: Szívósság: az előírt üzemi hőmérsékleten a szerkezet teljes tervezett élettartama során a ridegtörés kizárható legyen az C3-1-10-ben szereplő módszer törésmechanikai számításokon alapul a módszer húzott vagy húzásnak is kitett szerkezeti elemekhez ajánl megfelelő szívósságú acélfajtát.
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Acélok szilárdsági és alakváltozási tulajdonságai statikus terhelési folyamat esetén: Statikus terhelési folyamat: az igénybevétel viszonylag lassan (folyamatosan) nő fel a maximum értékére dy(t) tgα dt és ott állandó marad tgα dy(t) dt Statikus terhelési sebesség ábrázolása diagrammal [2] - a tg a meredekség az igénybevétel sebességét jelenti (felhordás sebesség)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM Statikus jelleggörbék: TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám a fajlagos alakváltozások és a feszültségek közti összefüggést ábrázolják - húzó jelleggörbék - nyíró jelleggörbék - nyomó jelleggörbék
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Húzó jelleggörbék lágyacélok esetén: -kisebb szilárdságú, nagy nyúlóképességű, jó képlékeny tulajdonságokkal rendelkező acélok ( f u = 300-500 N/mm 2 e u 20 %, c < 0,1-0,4 % ) Lágyacél látszólagos húzó jelleggörbéje [1]
Nagyszilárdságú acél látszólagos húzó jelleggörbéje [2] SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Húzó jelleggörbék nagyszilárdságú acélok esetén: -nincsenek vagy csak rövid folyási szakaszok - egyezményes folyáshatár (a 0,2 % maradó alakváltozáshoz tartozó feszültség)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám - a folyás az anyag kristályszerkezetében bekövetkező csúszások eredménye - ha az anyagszerkezet csak kismértékű csúszásokat enged meg, akkor az ötvözet ridegen viselkedik Körülmények szabályozása: - kiértékelés módja, - próbatest alakja, - próbatest mérete, - próbatest előkészítésének technológiája, - hőmérséklet, -szakítás nagysága, tönkretett próbapálcáinak törésképei [2] - szakítás sebessége. Különböző szívósságú anyagok statikus húzással
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Acélszerkezetek ellenőrzése TRVZÉS : - új szerkezet - statikai rendszer - km.-i méretek - kapcsolatok - megrendelői érdekek LLNŐRZÉS: - Meglévő vagy megtervezett építmény - Igazolni a szerkezeti elemek és kapcsolatok rájuk ható igénybevételekre való megfelelőségét
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A szerkezet részekre bontása
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZABVÁNYOK ÉS LŐÍRÁSOK Tárgykörük szerinti csoportosítás: - általános érvényű szabványok (pl: C0, C1) - adott anyagú tartószerkezetek tervezésére vonatkozó szabványok (pl: C3) - adott szerkezetcsaládra vonatkozó szabványok (pl: hidak) - szerkezeti anyagokra vonatkozó szabványok (pl: szerlezeti acél)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM N 1990 N 1991 N 1992 N 1993 N 1994 N 1995 N 1996 N 1997 N 1998 N 1999 TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A TARTÓSZRKZTI TRVZÉS ALAPJAI A SZRKZTI HATÁSOK BTONSZRKZTK TRVZÉS ACÉLSZRKZTK TRVZÉS BTONNAL GYÜTTDOLGOZÓ ACÉLSZRKZTK TRVZÉS FASZRKZTK TRVZÉS FALAZOTT SZRKZTK TRVZÉS GOTCHNIKAI TRVZÉS TARTÓSZRKZTK TRVZÉS FÖLDRNGÉSR ALUMINIUMSZRKZTK TRVZÉS
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ACÉLSZRKZTI SZAKTRÜLTK: N 1993-1 N 1993-2 N 1993-3 N 1993-4 N 1993-5 N 1993-6 ÁLTALÁNOS ÉS ÉPÜLTKR VONATKOZÓ SZABÁLYOK ACÉLHIDAK TORNYOK, ANTNNATORNYOK ÉS KÉMÉNYK SILÓK, TARTÁLYOK ÉS CSŐVZTÉKK CÖLÖPÖK DARUPÁLYATARTÓK
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ N 1993-1 SZABVÁNYKÖTTI (1) : N 1993-1-1 N 1993-1-2 N 1993-1-3 N 1993-1-4 N 1993-1-5 N 1993-1-6 ÁLTALÁNOS ÉS ÉPÜLTKR VONATKOZÓ SZABÁLYOK TŰZZL SZMBNI TRVZÉS HIDGN ALAKÍTOTT VÉKONY- FALÚ PROFILOK ÉS LMZK ROZSDAMNTS ACÉLOK LMZKBŐL ÖSSZÁLLÍTOTT SZRKZTK HÉJSZRKZTK
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ N 1993-1 SZABVÁNYKÖTTI (2) : N 1993-1-7 N 1993-1-8 N 1993-1-9 N 1993-1-10 N 1993-1-11 SÍKJUKRA MRŐLGSN TR- HLT LMZS SZRKZTK KAPCSOLATOK FÁRADÁS ACÉLMINŐSÉG KIVÁLASZTÁSI LJÁRÁSOK HÚZOTT LMKBŐL FLÉPÍTTT SZRKZTK
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Szelvények méreteinek és tengelyének jelölése az C-ban (1)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Szelvények méreteinek és tengelyének jelölése az C-ban (2)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Tervezési állapotok, figyelembe veendő hatások: tartós állapotok, a szerkezet rendeltetésszerű használata során fellépő hatások együttese ideiglenes állapotok, az építés, karbantartás, javítás során fellépő hatások rendkívüli állapotok, amelyek rendkívüli hatások (robbanás, ütközés, tűzeset) következményei földrengési állapot, földrengés hatásra kell méretezni.
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A hatások osztályozása (1): A. Időbeni változás szerint állandó hatások (G), (önsúly, földnyomás, víznyomás, feszítés) esetleges hatások (Q), (hasznos terhek, meteorológiai terhek) rendkívüli hatások (A), (ütközés, kisiklás, tűz) földrengési teher (A ).
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A hatások osztályozása (2): B. redet szerint közvetlen hatások (terhek), (pl: önsúly, esetleges terhek) közvetett hatások (kinematikai terhek) - terhelő alakváltozások (pl: hőmérsékletváltozás, nedvességváltozás, támaszsüllyedés) - kényszergyorsulás (pl: robbanás, földrengés)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A hatások osztályozása (3): C. Térbeli változás szerint rögzített hatás (állandó), (pl: önsúly, esetleges terhek) nem rögzített hatás (változó) D. Jellegük szerint statikus teher kvázi statikus teher (kismértékű gyorsulást okoz) dinamikus teher (pl: földrengés)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Igazolni kell, hogy az építménynek a határállapotok kialakulásával szemben kellő, azaz a veszélyesség fokával arányos biztonsága van az építés és a tervezett élettartam egész idejére. Az urocode szabványsorozat az építmények biztonságának kérdésében a valószínűség-elméleti alapon nyugvó módszereket követi (a parciális biztonsági tényezős méretezési eljáráson alapul). R d d
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Hatások tervezési értéke: F d F F k Anyagjellemzők tervezési értéke: X X / d k M A geometriai adatok tervezési értéke: a a d nom A tervezési ellenállás: R d R( X k, a k ) / M
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám PARC. BIZTONSÁGI TÉNYZŐK AZ LL.-OK SZÁMÍTÁSÁHOZ SZILÁRDSÁGI VIZSGÁLATOK (km.-i ell.-ok első folyás és korlátozatlan folyás esetén) STABILITÁSI VIZSGÁLATOK (szerkezeti elem kihajlás, kifordulás; alkotóelem nyírási horpadás) SZILÁRDSÁGI VIZSGÁLATOK (km.-i ell. lyukkal gyengített km. képlékeny törése esetén; csavarok, szegecsek, hegesztési varratok, palástnyomásra működő lemezek ell.-a képlékeny törés esetén) FSZÍTTT CSAVAROS KAPCSOLAT MGCSÚ- SZÁSI LLNÁLLÁSA (teherbírási határállapot) FSZÍTTT CSAVAROS KAPCSOLAT MGCSÚ- SZÁSI LLNÁLLÁSA (használhatósági határáll.) M0 = 1,00 M1 = 1,00 M2 = 1,25 M3 = 1,25 M3,ser =1,10
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM szerkezeti anyag jel tartós/ ideiglenes tervezési helyzet TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám teherbírási határállapot rendkívüli/ szeizmikus tervezési helyzet beton C 1,50 1,20 betonacél M0, M1 faanyag S 1,00 M 1,15 1,30 feszítőelem M2 kapcsolóelem P 1,25 M 1,15 1,10 1,00 1,00 1,00 falazat 2,00-3,50 1,00 használhatósági h.á. acél 1,00 Szerkezeti anyagok parciális tényezői
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Hatás (teher) jellege Állandó setleges Szilárdsági/ alaki stabilitási vizsgálat Helyzeti álékonysági vizsgálat kedvezőtlen G,sup 1,35 1,10 kedvező G,inf 1,00 0,90 1,50 Rendkívüli A Feszítőerő Zsugorodás Teherbírási határállapot Jel Q kedvezőtlen P,unfav 1,30 kedvező P,fav 1,00 sh Tartós vagy ideiglenes tervezési helyzet 1,00 A hatások parciális tényezői Rendkívüli/ szeizmikus tervezési helyzet 1,00 Használhatósági h.á. 1,00
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám HATÁSKOMBINÁCIÓK THRBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOTBAN: TARTÓS VAGY IDIGLNS TRVZÉSI HLYZTHZ : j 1 Gj G kj " " Q1 Q k1 " " i 1 Qi Ψ 0i Q ki RNDKÍVÜLI TRVZÉSI HLYZTHZ : i G ki " " A d " " Ψ 11 Q k1 " " Ψ 2i Q ki SZIZMIKUS TRVZÉSI HLYZTHZ : i G ki " " A d " " i Ψ 2i Q ki
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám HATÁSKOMBINÁCIÓK HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOTBAN: KVÁZI-ÁLLANDÓ KOMBINÁCIÓ (pl:alakváltozások) j 1 G kj " " Ψ GYAKORI KOMBINÁCIÓ (pl:épületek eltolódása, lengés) j 1 G kj KARAKTRISZTIKUS KOMBINÁCIÓ (irreverzibilis használhatósági határállapotok esetén) j 1 G kj i 1 " " Ψ " "Q 11 k1 2i Q " " Q k1 ki " " i 1 Ψ i 1 0i Ψ 2i Q ki Q ki
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM Hatás (teher) jellege TARTÓSZRKZTK III. gyidejüségi (kombinációs) tényező lőadó: Dr. Bukovics Ádám Gyakori teherszint tényező Kváziállandó teherszint tényező Hasznos terhek Y 0 Y 1 Y 2 lakóépületek, irodák 0,70 0,50 0,30 gyülekezésre szolgáló helyiségek, 0,70 0,70 0,60 üzletek raktárak 1,00 0,90 0,80 nem járható tetők 0,00 0,00 0,00 nehéz járművel nem járható födémek 0,70 0,70 0,60 nehéz járművel járható födémek 0,70 0,50 0,30 szélteher 0,50 0,50 0,00 hóteher 0,50 0,20 0,00 Meteorológiai terhek Hőmérsékletkülönbség hatása Gépi berendezések Járműteher Daruteher 0,60 0,50 0,00 1,00 0,90 1,00 0,90 0,00 1,00 0,90 Y tényezők a reprezentatív értékek meghatározásához
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ALAPKÖVTLMÉNYK: Minden tartószerkezetet úgy kell megtervezni és megépíteni, hogy: elfogadható valószínűséggel megtartsák a megkívánt használhatósági állapotukat, figyelembe véve a tervezett élettartamot és a költségeket; megfelelő megbízhatósággal ellenálljanak minden olyan erőnek és hatásnak, amely építésük és használatuk során érhetik, valamint a fenntartási költségekhez viszonyítva megfelelően tartósak legyenek; olyan rendkívüli események miatt, mint pl. robbanás, járműütközés vagy emberi mulasztás, a kiváltó okhoz képest aránytalanul ne rongálódjanak meg.
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A szerkezeti acél jellegzetes s e diagramja: Lágyacél látszólagos húzó jelleggörbéje [1]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Korlátlanul lineárisan rugalmas anyagmodell [1]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám AZ ANYAGMODLLK: korlátlanul lineárisan rugalmas anyagmodell ideális rugalmas-képlékeny anyagmodell rugalmas-képlékenyfelkeményedő anyagmodell
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Robert Hooke (1635-17) Angol tudós, polihisztor a Hooke-törvény felfedezése (1660) mikrószkóp tervezése a Micrographia cimű könyv kiadása (1665) a sejt fogalmának bevezetése (cellula) jelentős építész (londoni tűzvész)
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Ideális rugalmas képlékeny anyagmodell [1]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Rugalmas-képlékeny-felkeményedő anyagmodell [1]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Az eredeti és a kontrahált (beszűkült) km.-re vonatkoztatott eredmények kükönbsége [1]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Szerkezeti acél és nagyszilárdságú acél s-e diagramja [1]
SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A SZRKZTK STATIKAI MODLLJ SZILÁRDSÁGTANI KÖZLÍTÉSK az anyag homogén és izotróp GOMTRIAI GYSZRŰSÍTÉSK a valós térbeli kiterjedés helyett: vonalas modell (rúdszerkezet) felületi modell (lemezek, héjak)