Gévai Milán Mélyépítő Labor Kft.

AZ ALTALAJ ÉS AZ IPARI PADLÓSZRKZT GYÜTTDOLGOZÁSA TH COLLABORATION OF TH SUBSOIL AND TH INDUSTRIAL FLOOR STRUCTUR ÖSSZFOGLALÁS Gévai Milán Mélyépítő Labor Kft. A ci témája az altalaj é az ipari padlózerezet együttdolgozáa. nne eretében bemutattam az ipari padló zerezetét, a történeti átteintétől a hézagialaítáon át egézen bemenő adato megfelelő felvételéig, mely rámutat a geotechnia fontoágára. A ci a lemezenél haznált ágyazái tényező özelítő zámítái módzereit rézleteen elemzi é özehaonlítja, hogy a bemenő talajparamétere milyen hatáal vanna az ágyazái tényező zámértéére. A modellezéi témaörben vizgáltam a teherből zármazó talajfezültége egymára hatáát, az ipari padlólemeze egymá mellett vizgálandó lemeze minimáli darabzámát, ill. a határmélyéget. ABSTRACT The theme of the article i the collaboration of the uboil and the indutrial floor tructure. The article ha preented the hitory of theindutrial floor tructure, the floore layout and dilatation and how to give appropriate input data for deign, which point to the importance of the geotechnic. The article analye the calculation method of the modulu of ubgrade reaction and compare the input oil parameter which affect the value of the modulu of ubgrade reaction. In the modeling topic tudied the oil tre interaction from the load and the zone of ignificant tre. KULCSSZAVAK/KYWORDS: ipari padló, ágyazái tényező, határmélyég indutrial floor, modulu of ubgrade reaction, zone of ignificant tre Bevezeté

Az általáno értelmezé alapján az ipari padló nehezen orolható be a hagyományo zerezeti eleme özé. Lamprecht véleménye zerint: Az ipari padló nem tartozi a magaépítéhez. Az ipari padló nem tartozi a mélyépítéhez. zért az egéz egy elhanyagolt terület, amiért eni em tartja magát illetéene. Az elmúlt éveben a magyarorzági beruházáo öltégéne özel a felét carnozerezete (ratára, gyára, beváárló özponto) építée tezi i. gy carnozerezet megvalóulái öltégéne a fele a vázzerezet, a mái fele az ipari padló építééne a öltége. a) b) 980-a éve 2000-e évetől. ábra. Az ipari betonpadló rétegrendje (Szabó Fara 2002, 2. o. nyomán) Az ipari padló építéi technológiája az utóbbi harminc évben nagyon oat fejlődött. Az 980-a éveben a padló több réteggel ézülte é emiatt igen hozú volt az építéi folyamat, melyne tipiu rétegrendje az. ábra a) alábráján látható. A padló tehervielő rétege C2/6-o (B200-a) beton volt, amely az alacony betonzilárdág miatt roz felületi opáállóágú é nem vízzáró volt. A 90-e éve végétől ezdődően terjedt el az. ábra b) alábráján látható rétegrend. A tehervielő réteg itt már C25/30-a acélzál erőítéű beton. Az ipari padlóba beépített acélzál a jelenleg felhaznált öze acélzál b.: 70%-a. Az igen maga felhaználá mellett o elméleti érdé, mint pl.: a tervezé, minőíté, zabványoítá nem telje mértében megoldott. z nem ca egyedül hazánban fordul elő, mert a zabványo, előíráo nemzetözileg i idolgozatlano. nne ellenére a zál erőítéű betono előretörée az ipari padlóépítében megállíthatatlan. (Szabó Fara 2002)

Ipari betonpadló zerezete Az ipari padlózerezet lényegében az alábbi omponeneből tevődi öze (Lohmeyer beling 2008): beton padlólemez megfelelő ágyazat teherbíró altalaj beton padlólemez iegyenlítő réteg ágyazat altalaj 2. ábra. A betonpadló rétegrendje általában (Garber 2006, 56. o. nyomán) Lohmeyer é beling zerzőpáro egyi hiányt pótló munájában (Lohmeyer beling 2008) az ipari padlóról, mint nem tartózerezeti elemről bezél. Mivel a beton padlólemeze nem hordana, é nem merevítene má épületrézeet, illetve nem merevíti az egéz épületet, mert a többi épületréztől dilatáció hézaggal elválaztotta, így lényegében ivonjá a méretezéét a vonatozó urocode alól. (Juház 200) Az ipari padló zerezeti típuai (Garber 2006 nyomán): vaalatlan padlólemez: o nem tartalmaz betonvaaat, ca a munahézagonál található capo a repedée megféezéére megerőített padlólemez: o tartalmaz betonvaaat, de úgy tervezi meg, mint a vaalatlan lemezt zerezetében erőített padlólemez:

o a megerőíté lehet: betonvaaból, háló vaaláal vagy acélhajjal o tervezée a vabeton zerezete zabványo elvein alapulna o vizgálat I. (repedémente) é II. (berepedt) fezültégállapotban utófezített padlólemez: o a betonlemezbe elhelyezett vezetőábeleen ereztül, a beton elézülte után az acél ábeleet utólag megfezíti, ezzel növelve teljeítőépeégét zugorodá-cöentő betonból ézült padlólemez: o betontechnológiai tervezét igényel Hézago ialaítáa (IP 202 nyomán) Beton padlólemeze építéénél a hézagoat arra haználjá, hogy cöenté a térfogatváltozából zármazó véletlenzerű repedée gyaoriágát é megnyíláát, valamint a lemez felhajláát. Jellemzően háromféle hézagtíput haználna: dilatáció hézago vahézago munahézago A dilatáció hézago é vahézago helye elrendezée az alábbi ábrán látható.

3. ábra. A hézago helye elhelyezedée (IP 202, 4. o.) Az ágyazái tényező módzer Az ágyazái tényező elméletét előzör Winler publiálta 867-ben talajon felfevő gerendá vizgálatára, melyet Hertz 884-ben az ún. rugalma ágyazá módzerével a lemezere i iterjeztett. Az ágyazái tényezőt a gyaorlatban 888-ban Zimmermann alalmazta ierrel a vaúti zúzottövön, telje hozúágában felfevő vaúti talpa fezültégeine zámítáára. (Terzaghi 957, Duláca Feete Varga 982, Hegedű 2009) 4. ábra. A Winler-féle rugómodell (Teodoru 2009, 38. o.)

A Winler-féle rugómodell elméleténe lényege, hogy a talajon felfevő lemez aló íján egy-egy elemi rugót vezün figyelembe, vázi az ágyazatot helyetteítve, így a lemez felzínén ható teherrel zemben ezen rugó hatna ellentéte irányban é minden elemi pontban a lemez lehajláával arányo mértében. Az alapözefüggé a () éplettel írható le, ahol: - az ágyazái tényező [N/mm 3 ] - σ a nyomófezültég értée [N/mm 2 ] - a üllyedé értée [mm] Az ágyazái tényező özelítő zámítáa A leírta alapján talán jól érzéelhető, hogy az ágyazái tényező nem talajfiziai állandó, hanem a talajfiziai paraméteretől, a felzín beüllyedéétől, terhelő erőtől é vizgált lemez paramétereitől függő tényező. Az alábbiaban a teljeég igénye nélül bemutato többomponenű épleteet az ágyazái tényező özelítő zámítáára é lévén, hogy ipari padlólemez témaörről van zó, ifejezetten a négyzög alaprajzú zerezetre iemelten lemezre - vonatozó épleteet utattam fel.

c = 3,050 N/mm^2 D= 28055,556 Nmm n = 0,3 [N/mm 2 ] Betonminőég: C25/30 m 0 = 6,00 m Jáy elmételte zerint: négyzögletű alap eetén A= 6,00 m t= 0,0 m B= 6,00 m h= 0,20 m n c = 0,2 Jáy Duláca Duláca (mod) Kögler Terzaghi (homo eetén) Varga Vlaov módoított-vlaov (Turhan) [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] Átlag [N/mm 3 ] módoított-vlaov iegézítő zámítáo Terzaghi iegézítő zámítáo H/r K 0 nw [N/mm 3 ],0 0,000 0,00 0,00 0,00 0,003 0,004 0,000 0,002 0,003 3,52 3,4 0,00 5,0 0,002 0,003 0,004 0,052 0,004 0,035 0,00 0,022 0,05 20,22 26,06 0,05 0,0 0,003 0,005 0,008 0,03 0,006 0,089 0,00 0,059 0,034 24,05 35,8 0,022 20,0 0,007 0,00 0,07 0,207 0,00 0,225 0,002 0,59 0,079 28,60 47,83 0,035 30,0 0,00 0,05 0,025 0,30 0,04 0,386 0,003 0,287 0,3 3,65 57,40 0,050 40,0 0,03 0,020 0,033 0,43 0,08 0,566 0,004 0,436 0,88 34,0 65,40 0,065 50,0 0,07 0,025 0,042 0,57 0,022 0,762 0,006 0,603 0,249 35,96 72,42 0,080 75,0 0,025 0,038 0,063 0,775 0,033,309 0,008,09 0,48 39,79 87,25 0,20 00,0 0,033 0,050 0,083,033 0,043,920 0,0,66 0,605 42,76 99,68 0,57 50,0 0,050 0,075 0,25,550 0,068 3,297 0,07 3,00,024 47,32 20,40 0,245 3,500 3,000 2,500 2,000,500,000 0,500 0,000 6,0x6,0 m-e lemez eetén 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 00,0 20,0 40,0 - özenyomódái modulu [N/mm 2 ] 0 t t Jáy Duláca Duláca (mod) Kögler Terzaghi (homo) Varga Vlaov módoított- Vlaov Átlag 3 4 c 0,50 0,00 0,050 0,000 0 ) ) 6,0x6,0 m-e lemez eetén az alaconyabb ágazái tényező tartományban 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 00,0 20,0 40,0 r - özenyomódái modulu [N/mm 2 ] Jáy Duláca 4 DH nw D Kr 4 m Duláca (mod) Terzaghi (homo) Vlaov B 2 B 2 A ( n ( n )( 2 n 2 B B B A A B m 0 a a 2 - ágyazái tényező [N/mm 3 ],2 h m B 3 0 B 30 2 B 2 - ágyazái tényező [N/mm 3 ] 5. ábra. Az ágyazái tényező alauláa az özenyomódái modulu változáána függvényében 6,0*6,0 m-e lemez eetén

[N/mm 2 ] 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000,500,000 0,500 0,000 Betonminőég: C25/30 m 0 = 6,00 m Jegorov elmételte zerint: zemcé altalaj eetén A= 32,00 m t= 0,0 m B= 32,00 m h= 0,20 m n c = 0,2 Jáy Duláca Duláca (mod) Kögler Terzaghi (homo eetén) Varga Vlaov módoított-vlaov (Turhan) [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] [N/mm 3 ] Átlag [N/mm 3 ] módoított-vlaov iegézítő zámítáo Terzaghi iegézítő zámítáo H/r K 0 nw [N/mm 3 ],0 0,000 0,000 0,000 0,00 0,003 0,004 0,000 0,003 0,003 28,22 46,70 0,00 5,0 0,000 0,00 0,00 0,050 0,004 0,035 0,000 0,030 0,05 42,20 97,25 0,05 0,0 0,00 0,00 0,002 0,0 0,006 0,089 0,000 0,084 0,035 50,8 34,38 0,022 20,0 0,00 0,003 0,003 0,20 0,009 0,225 0,000 0,233 0,084 59,67 86,35 0,035 30,0 0,002 0,004 0,005 0,302 0,03 0,386 0,00 0,424 0,42 66,04 225,95 0,050 40,0 0,003 0,005 0,006 0,403 0,07 0,566 0,00 0,648 0,206 70,97 259,2 0,065 50,0 0,003 0,006 0,008 0,503 0,020 0,762 0,00 0,90 0,276 75,04 288,43 0,080 75,0 0,005 0,009 0,02 0,755 0,03,309 0,002,643 0,470 83,04 350,43 0,20 00,0 0,006 0,03 0,06,006 0,040,920 0,002 2,56 0,690 89,23 402,53 0,57 50,0 0,009 0,09 0,023,509 0,062 3,297 0,003 4,59,89 98,75 489,67 0,245 32,0x32,0 m-e lemez 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 00,0 20,0 40,0 - özenyomódái modulu [N/mm 2 ] 0 a a 2 t t Jáy Duláca Duláca (mod) Kögler Terzaghi (homo) Varga Vlaov módoított- Vlaov Átlag 3 4 c 0,00 0,050 0,000 ) ) 32,0x32,0 m-e lemez az alaconyabb ágyazái tényező tartományban 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 00,0 20,0 40,0 - özenyomódái modulu [N/mm 2 ] Jáy Duláca Duláca (mod) Terzaghi (homo) Vlaov r 4 DH nw D Kr 4 m 0 B / 2 n ( n )( 2 n 2 B ( - ágyazái tényező [N/mm 3 ],2 h c = 3,050 N/mm^2 D= 28055,556 Nmm n = 0,3 B B A A B m 0 m B 3 0 B 30 2 B 2 - ágyazái tényező [N/mm 3 ] 6. ábra. Az ágyazái tényező alauláa az özenyomódái modulu változáána függvényében 32,0*32,0 m-e lemez eetén

Az ágyazái tényező pontoított zámítáa A termézetben majdnem minden eetben az altalaj rétegzett, így ebben az eetben az özenyomódái modulut i enne megfelelően egy átlago értéet lehet megadni, mely orán figyelembe ell venni a határmélyégig jelen levő talajo özenyomódái modulu értéét. nne megadáa után a özelítő éplete pontoítható, amennyiben ezt az átlago özenyomódái modulut alalmazzu. Rétegzett altalaj eetén tehát a övetező özefüggé alalmazható az átlago özenyomódái modulu meghatározáára: n, átl n h i i hi A épletben zereplő jelöléeet az alábbi ábra zemlélteti. (Széchy Varga 97) i i (2) 7. ábra. Az átlago özenyomódái modulu épleténe özefüggéei (Széchy Varga 97, 422. o.) A fezültége egymára hatáa Az ipari padlólemeze eetében fonto érdé a fezültége egymára hatáa, mely függhet a lemeze zámától. A fezültége egymára hatáát a lemeze zámána növeléével létrejövő határmélyég változáal é üllyedé változáal özelítettem.

A vizgálatoat a rendelezére álló, íbeli modellezére zolgáló Plaxi 2D 8.2 verziójú végeeleme programban a Mohr-Coulomb modellel hajtottam végre. A programból nem lehet pontoan elhatárolni a talaj hatéony fezültégét é a terhelé hatáára fellépő többletfezültéget. zeet özegzerűen lehet táblázato formában ivételezni, így alternatív megoldáént a hatéony önúlyfezültéget é a terheléből zármazó többletfezültéget özeadva ábrázoltam, ill. a hatéony önúlyfezültéget é a geoztatiu földnyomá 20%-át zintén özeadva ábrázoltam. A határmélyég elméletét az alábbi ábra zemlélteti. Az így meghatározott határmélyég megállapítáánál zámtani hibát nem véte, hizen mindét görbében megjeleni a hatéony önúlyfezültég, tehát az eredmény ugyan arra ell, hogy vezeen, mint hagyományo eetben. 8. ábra. A határmélyég hagyományo é alternatív zámítáa (Meci 2009, 27. o. nyomán) Terzaghi zerint ott vehető fel a határmélyég, ahol a 20%-o z izobárgörbéne mélypontja van (Széchy 97), vagyi a határmélyég a terhelé é a lemez paraméterei zerint a lemez mentén változi, nem ontan mélyég, tehát ezen izobárgörbe mentén változi é vehető figyelembe. nne megfelelően az eredmény ábrába belezereztettem a határmélyéghez tartozó izobárgörbe özelítő görbéjét.

9. ábra. z fezültégi izobárgörbé egyenleteen megozló függőlege ávterhelé alatt (Széchy 97, 36 o.) Teintettel arra, hogy az ipari padlónál inább a pontzerű terhelé jellemző, így 4 db teherombinációban 00 N-o pontzerű terheléeet vettem fel a lemez ülönböző lényege pontjain é db teherombinációban 00 N megozló terhelét vettem fel, így az özehaonlítá orán özeen 5 db teherombinációt alalmaztam db, 3 db é 5 db egymá melletti lemez eetén. A tehervariációat é a lemezombinációat a 4.3..2.- 4.3..6. táblázato mutatjá. A talajmodellt az alábbi táblázat mutatja, a betonlemez minőége zintén C25/30, vatagága 20 cm, hoza 6,0 m.. táblázat. A talajmodell paraméterei Talajrétege a padló alatt. réteg 2. réteg 3. réteg Talajfiziai paramétere homoo avictölté/ágyazat 60 cm vatagágban izap 3,4 m vatagágban izapo homolizt 4 m vatagágban g n - nedve térfogatúly N/m 3 9 7 8 g t - telített térfogatúly N/m 3 2 9 20 - átereztőépeég m/ 0-4 0-8 0-7 n - poion tényező - 0,27 0,35 0,32 - özenyomódái modulu MPa 50 6 9 c - ohézió Pa - 30 20 j- belő úrlódái zög 34 20 24

A fezültége egymára hatáána érdéét a határmélyég, ill. a üllyedé változáával özelítettem meg. A határmélyéget é a üllyedét a lemez vagy lemezcoporto özépő lemeze alatt határoztam meg. Mindeze alapján végeredményént a lemeze vizgálandó záma apható meg. 2. táblázat. A vizgálati eredménye özegzée Tehervariáció A B C D Megozló Lemeze záma [db] Határmélyég [m] Határmélyég növemény [m] Süllyedé [mm] 6,00-32,64-3 9,50 3,50 48,68 6,04 5 0,70,20 49,22 0,54 5,50-32,60-3 5,75 0,25 34,64 2,04 5 6,25 0,50 35,00 0,36 7,25-44,0-3 9,75 2,50 47,64 3,54 5 0,50 0,75 47,9 0,27 4,25-9,38-3 5,80,55 28,20 8,82 5 6,25 0,45 28,43 0,23 7,25-42,98-3 2,25 5,00 67,84 24,86 5 4,50 2,25 69,2,37 Süllyedé növemény [mm] Az eredményeből látható, hogy jelentő ugrá van az db, ill. a 3 db lemez vizgálata özött, tehát értelemzerűen itt a fezültége egymára hatáa jelentő mértében befolyáolhatja az eredményt a lemez méretezéénél. Az eredményeből átlagot zámoltam, melyből iderül, hogy a 3 db é az 5 db lemez özött ninc jelentő növeedé a üllyedée é a határmélyég terén, vagyi a fezültége egymára hatáa nem változi jelentő mértében, így jó özelítéel megállapítható, hogy a bemutatott példában zereplő paramétere alapján elegendő 3 db lemezt egymá mellé helyezni é így végrehajtani az ipari padló méretezét. 3. táblázat. Az eredménye átlagértée Lemeze záma [db] Határmélyég növemény [m] Átlag Süllyedé növemény [mm] 3 2,56,06 5,03 0,55 Megfelelő térbeli program nem állt rendelezére a zámítáo elvégzéére, de a lemeze vizgálandó zámát térbeli modellezé eetére i elfogadhatóna tartom, tehát az ebben a példában apott 3 db lemezt, térben modellezve 3*3=9 db lemezént züége figyelembe venni.

Tovább vizgálható lenne térbeli geotechniai programoal a feladat ülönböző talajmodelle é tehereete figyelembe vételével. A határmélyég A határmélyég érdée a talajmodell felvételében fonto. Az előző példa paramétereit felhaználva további vizgálatoat végeztem. A terhelő erő változáa zintén befolyáolja a határmélyég értéét, így az előző példában bemutatott variációal a teherintenzitá hatáára vizgáltam a határmélyég alauláát. Terhelé - Határmélyég özefüggée 30,00 Határmélyég [m] 28,00 26,00 24,00 22,00 20,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 y = 3-07x 3-0,0002x 2 + 0,4x + 2,7833 y = 2-07x 3-0,000x 2 + 0,076x +,6802 0 50 00 50 200 250 300 Terhelé [N, N/m 2 ] A tehervariáció B tehervariáció C Tehervariáció D tehervariáció Megozló terhelé Átlag Polinom. (Átlag) Polinom. (Megozló terhelé) 0. ábra. A terhelé-határmélyég özefüggée A megozló é pontzerű terhelée eeteit ülön ezeltem, teintve, hogy az ipari padlónál az ömleztett áruat vagy egymára helyezett ralapo áruat nem lehet egyzerre polcohoz i elhelyezni. A pontzerű terhelée eetét átlagoltam, teintve, hogy a edvezőtlenebb értée nem minden eetben jelentezne, ill. ezzel a zámítá eredménye nem torzulhat nagymértében. Az eredményeet harmadfoú polinomoal özelítettem é polinomiáli trendvonalat vettem fel a pontora. A vizgált talaj é lemez é teherparaméterere a övetező egyenleteet aptam: Megozló terhelé eetén:

y 0,0000003x 3 0,0002x Pontzerű terhelé eetén: y 0,0000002x 3 0,000x 2 2 0,4x 2,7833 0,076x,6802 (3) (4) Az x paraméter jelenti a terhelé intenzitáát, melyne behelyetteítéével megapható a határmélyég, vagyi a felvehető talajmodell mélyége. A pontzerű terhelée eetében célzerű edvezőtlen eetént 2 db polclábat feltételezni egy pontban, vagy ha edvezőtlenebb, aor egy polclábat é egy targonca eréterhelét nagyon özel. A megozló é pontzerű eredményeből apott határmélyégi értée özül a nagyobbat érdeme zámítába venni. A apott eredménye alapján megállapítható, hogy egy átlago terheléű ipari carno eetében, az ipari padló tervezééhez legalább 6,0 m mélyégű feltáráo elvárható a zerezet tervezééhez ennél a talajmodellnél.

IRODALOMJGYZÉK: Duláca,. Feete, S. Varga, L.: Az altalaj é az építmény ölcönhatáa, Aadémiai Kiadó, Budapet, 982 IP - ztrich é Ipari Padló gyeület: Irányelve betonpadló é vabeton födéme építééhez, 4. munaözi változat, 202. 08. 6., (Sántha Béla bocátotta rendelezéemre) Garber, G.: Deign and contruction of concrete floor, levier Ltd., 2006 Hegedű, L.: Rugalma ágyazáú lemeze, BM gyetemi jegyzet, 2009 Juház, K. P.: Ipari padló méretezée, Muzai Kft. Magazin, http://muzai.hu/magazin/node/, 200 Lohmeyer, G. beling, K.: Betonpadló gyártó- é ratárcarnooban, Publiál Kft., Budapet, 2008 Meci, J.: Alapozá Jegyzet, PT-PMMIK otatái egédanyag, 2009 Szabó, M. Fara, Gy.: Ipari padló Technológia, alalmazáo, problémá, http://www.hz.bme.hu/hz/utat_prog/fajlo/6/zabom_fgy_pape r2002.pdf, 2002 Széchy, K. Varga, L.: Alapozá I., Műzai Könyviadó, Budapet, 97 Teodoru, I. B.: Beam on elatic foundation The implified continuum approach, BULTINUL INSTITUTULUI POLITHNIC DIN IAŞI Publicat de Univeritatea Tehnică Gheorghe Aachi din Iaşi Tomul LV (LIX), Fac. 4, 2009 Terzaghi, K.: vaulation of coefficient of ubgrade reaction, Geotechnique 5, June 957 KÖSZÖNTNYILVÁNÍTÁS: Hálával tartozom Dr. Meó Andrána, Dr. Váárhelyi Balázna, Morvay Zoltánna, Lőrincz Cabána é Sántha Bélána, ai a doumentum megíráához inpiráló ötleteel é jó tanácoal látta el.