Öszvérszerkezetek 4. előadás Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt kapcsolatok, erőbevezetés környezete. 2. mintapélda - oszlop méretezése. készítette: 2016.11.11.
Tartalom Öszvér oszlopok szerkezeti kialakítása Szerkezeti kialakítás, Előnyök, hátrányok. EC4 méretezési elvei THÁ Központos nyomás, Külpontos nyomás, yírás, Erőbevezetés helye, yírt kapcsolatok. 2. mintapélda oszlop méretezése 2
Szerkezeti kialakítás
Előnyök: - nagy ellenállás, - jelentős tűzállóság, Teljesen körbebetonozott - gazdaságos kialakítás (alacsony anyag ár).. Hátrányok: - zsaluzást igényel (magas ár), keresztmetszet - oszlop-gerenda kapcsolatok bonyolultan alakíthatók ki, - későbbi megerősítés nehézkes, - élvédelem szükséges lehet. 4
Előnyök: Részlegesen körbebetonozott - nagy ellenállás, - zsaluzat nem szükséges, - csomópontok egyszerűek, - későbbi megerősítés egyszerű, - élvédelem nem szükséges.. Hátrányok: - alacsonyabb tűzállóság. keresztmetszet 5
Előnyök: Kibetonozott zárt szelvény + vasalás - nagy ellenállás nagy b/t arányú szelvény, - kétirányú hajlításra előnyös, - élvédelem nem szükséges, - zsaluzat nem szükséges. Hátrányok: - acél zárt szelvények magas ára, - bonyolult betonozási technológia, - tűzállóság miatt többletvasalás szükséges. 6
Kibetonozott zárt szelvény + profil Előnyök: - kiemelkedően nagy ellenállás, - állandó keresztmetszetű oszlop az épület teljes magasságában, - magas tűzállóság, - vasalást nem igényel. Hátrányok: - acél szelvények magas ára, - bonyolult betonozási technológia. 7
EC4 méretezési elvei
EC4 méretezési elvei Szabvány előírásai érvényesek az alábbi esetekben: - acél anyagminőség: S235-S460 - beton szilárdság: C20/25-C50/60, - keretszerkezet többi eleme is öszvér vagy acél, - acél teherviselési hányada 0, 2 0,9 - acél és beton együttdolgozása biztosított. A a f yd / 9
Általános módszer: Méretezési módszer Bármely km. típus, bármilyen anyagminőség esetén használható, Figyelembe kell venni: - másodrendű hatások, - gyártási sajátfeszültségek, - geometriai imperfekciók, - helyi horpadás, - beton berepedése, - kúszás, - zsugorodás, - acél és vasalás megfolyása. Alkalmazási szabályokat nem ad az EC4 - nemlineáris analízis, - sík km. elve feltételezhető, - beton és acél teljesen együttdolgozás, - húzott beton elhanyagolható, - húzott betonzóna merevség növelő hatása - bonyolult számítógépi eljárás. 10
Szoftveres modell: Szoftveres analízis Öszvér oszlop elem: beton+vasalás+profil emetschek: EngiSSol: 11
Katalógusból rendelhető termékek RUUKKI öszvér oszlop: 12
Egyszerűsített módszer THÁ
Méretezés lépései: - acél km. helyi horpadásának ellenőrzése, Méretezés lépései - km. ellenállás ellenőrzése (nyomás, hajlítás, nyírás és interakciók), - erőbevezetés helyének vizsgálata, - hosszirányú nyírás felvétele. 14
Km. ellenállás meghatározása Egyszerűsített módszer: - kétszeresen szimmetrikus, - hossz mentén állandó km., - melegen hengerelt, hegesztett, vékonyfalú km. - viszonyított karcsúság 2,0, - km. magasság/szélesség aránya - betontakarás max 0,3h 0, 4b - max hosszirányú vasalás 6%. 0,2 b / h 5,0 - kézzel számítható 15
Szerkezeti acél helyi horpadás Teljesen körbebetonozott szelvény: - elhanyagolható, ha a betonfedés c, c 40mm b /6 Kibetonozott és részlegesen körbebetonozott szelvény: - elhanyagolható, ha teljesülnek az alábbi arányok: Kör keresztmetszetű zárt szelvény 235 max d / t 90 f y y z égyzet keresztmetszetű zárt szelvény max h / t 52 235 f y Részlegesen körbebetonozott I-szelvény max b / t 44 235 f y 16
pl, Képlékeny nyomási ellenállás számítása: pla, pla, A a f yd acél km. ellenállása plc, plc abroncsoló hatás! c A f beton km. ellenállása cd 1,0 0, 85 pls pls, A f s sd vasalás ellenállása beton ellenállása nagyobb, acél ellenállása kisebb 17
Képlékeny nyírási ellenállás Egyszerűsítő módszer: csak az acél szelvény viseli a nyírást lásd EC3 V V a, Beton ellenállásnak a figyelembe vétele: acél és beton együtt viseli a nyírást V a, V M M a, V c, V Va, acélra jutó nyíróerő betonra jutó nyíróerő V V V a, a, V c, c, EC3 EC2 18
Képlékeny ellenállás - interakció Egyidejű hajlítás + nyomás + nyírás: M+ interakciós görbe: - képlékeny feszültségeloszlás, - húzott beton elhanyagolható. yírást figyelembe kell venni, ha V a, 05V a, 1 f yd nyírás hatása EC3 19
Interakciós görbe - poligon Egyszerűsített interakciós görbe: tiszta nyomás ; M 0 A A tiszta hajlítás 0; M B hajlítás + nyomás ; M M B C C B max. hajlítás / 2; M max D C D 20
Egytengelyű hajlítás + nyomás: Megfelel, ha: M M, normálerő hatása M M 0,9 0,8 M M d M S235, S275, S355 S420, S460 Ellenőrzés 21
Kéttengelyű hajlítás + nyomás: Megfelel, ha dy dz dy M M M M M y, y, z, M M M z, y, y, 0,9 0,8 M, y M, z dz M z, M z, S235, S275, S355 S420, S460 1,0 Ellenőrzés síkbeli hajlítás y-y tengely síkbeli hajlítás z-z tengely két síkbeli hajlítás összegzése y-y tengely z-z tengely 22
Kihajlási ellenállás Stabilitásvizsgálat központos nyomás: Öszvér oszlop kihajlási ellenállása: b, kihajlási csökkentő tényező cr EI EaIa EsIs KeEcmI c eff Tartós terhek hatása: E c, eff E cm 1 1 / G, t képlékeny nyomási ellenállás számításához effektív hajlítási merevség cr 23
Igénybevétel meghatározása Effektív hajlítási merevség: EI K0 E I E I K, E I eff, II a a s s e II cm c Másodrendű számítás: 1. geometriai imperfekciók 2. egyszerűsítés M k M. II, I növelő tényező k 1 / cr, eff 1,0 24
Együttdolgoztató kapcsolat Tervezési nyírási szilárdság mechanikus kapcsolóelem: - hosszirányú nyírófeszültségek (csúsztatófeszültségek) keletkeznek a beton-acél határfelületén, - meghatározása: - rugalmas analízis, - kúszást, zsugorodást figyelembe kell venni. - mechanikus kapcsolóelem nélkül megfelel, ha Keresztmetszet típusa 2 / mm betonfedés > 40mm 2,5 c - mechanikus kapcsolóelemmel kell felvenni a teljes -t, ha - keresztmetszet nyírási ellenállása a beton bevonásával: felvételére méretezett kengyelek és csapok a gerincre Teljesen körbebetonozott acél szelvény 0,30 Kibetonozott acél csőszelvény 0,55 Kibetonozott acél négyzet szelvény 0,40 Részlegesen kibetonozott szelvény övei 0,20 Részlegesen kibetonozott szelvény gerince 0,00 V c, 25
Erőbevezetés környezete em egyenletes erőbevezetés: Egyenletes erőbevezetés: 26
Csapos kapcsolat: - nyírt csapok kellenek, ha Erőbevezetés környezete - csapok elhelyezésének a hossza erő felvétele: a a, acél szelvényre jutó erő vasalásra jutó erő betonra jutó erő Hosszirányú csúsztatófeszültség: Szükséges csapok száma: s s, c c, VL, c, s, 1 V n P L, a, s, c, a L E 2 d, L / 3 27
Beton befeszülése: Erőbevezetés környezete - részlegeses körbebetonozott I-szelvény Hosszirányú nyírási ellenállás: V np V L, LR, csapok ellenállása beton befeszülése V, P /2 súrlódási tényező LR 0,5 28
2. mintapélda Oszlop méretezése teherbírási határállapotban
Felhasznált irodalom MSZ E 1994-1-1: 2004. Eurocode 4: Öszvérszerkezetek tervezése: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok. MSZ E 1994-2: 2005. Eurocode 4: Öszvérszerkezetek tervezése: Általános és hidakra vonatkozó szabályok. MSZ E 1993-1-1: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok. MSZ E 1993-1-5: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Lemezekből összeállított szerkezetek. MSZ E 1993-1-8: 2005. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Csomópontok tervezése. MSZ E 1992-1-1: 2004. Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok. MSZ E 1993-2: 2006. Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése: Hidakra vonatkozó szabályok. ESDEP http://www.fgg.uni-lj.si/kmk/esdep/master/wg10/l0810.htm#sec_1 G. Hanswille: Eurocode 4 composite columns http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/doc/ws2008/e1994_4_hanswille.pdf 30