EC3 - Acélszerkezetek tervezése

8/9/2019 EC3 - Acélszerkezetek tervezése

http://slidepdf.com/reader/full/ec3-acelszerkezetek-tervezese 1/232

rnök továbbképzés

p://www.earecon.com/ePostGrad/DesktopDefault.aspx?docid=1435&ParentTabId=17&ParentMenuId=69[2013.09.19. 7:16:34]

[email protected] | Főoldal | Beállítások | Kilépés

MÉRNÖK TOVÁBBKÉPZÉS

FŐOLDAL

OKTATÁS

Tanfolyamok

Tananyagok

HírlevelekTanfolyamfórumok

Gyakorlás

PROFIL

HIRDETÉS

AZ EUROCODE 3-RÓL ÉS A TANFOLYAM TÁRGYÁRÓL ÁLTALÁBAN

Tananyagok / 02/2010/5377-KT: Tartószerkezeti II. - EC2 Vasbetonszerkezetek tervezése. EC3 Acélszerkezetek tervezése.

Az anyagot összeállította:

Dr. Papp Ferenc, [email protected] Az Eurocode 3 (továbbiakban EC3) pontos megnevezése: EN 1993 -Acélszerkezetek tervezése. Az EC3 hat kötetből áll az egyes építményfajtáknak megfelelően: EN 1993-1 Általános és épületekre vonatkozó szabályok.EN 1993-2 Acélhidak.EN 1993-3 Tornyok, antennatornyok és kémények.EN 1993-4 Silók, tartályok és csővezetékek.EN 1993-5 Cölöpök.

EN 1993-6 Darupálya tartók. Az EN 1993-1 „alapszabvány” az alábbi kötetekből áll: EN 1993-1-1 Általános és épületekre vonatkozó szabályok.EN 1993-1-2 Tűzzel szembeni tervezés.EN 1993-1-3 Hidegen alakított vékonyfalú profilok és lemezek.EN 1993-1-4 Rozsdamentes acélok.EN 1993-1-5 Lemezekből összeállított szerkezetek.EN 1993-1-6 Héjszerkezetek.EN 1993-1-7 Síkjukra mer őlegesen terhelt lemezszerkezetek.

EN 1993-1-8 Kapcsolatok.EN 1993-1-9 Fáradás.EN 1993-1-10 Acélminőség kiválasztási eljárások.EN 1993-1-11 Húzott elemekből felépített szerkezetek. A tanfolyam tárgya elsősorban a melegen hengerelt és hegesztett szelvényekbőlkialakított magasépítési acélszerkezetek szerkezeti elemeinek és kapcsolatainak méretezése. A téma az alábbi szabványkötetek alkalmazásának készségét kívánjameg: EN 1993-1-1 Általános és épületekre vonatkozó szabályok.

EN 1993-1-5 Lemezekből összeállított szerkezetek.EN 1993-1-8 Kapcsolatok.EN 1993-1-10 Acélminőség kiválasztási eljárások. A tananyag tematikáját annak feltételezésével építettük fel, hogy az olvasórendelkezik az eredeti (angol, német vagy francia nyelvű) szabványkötetekkel,vagy – amennyiben léteznek - a hivatalos magyar nyelvű fordításokkal. Azelő bbieket helyettesítheti a kereskedelemben kapható színvonalas szabvány-adaptációk.

A hivatalosan megjelent angol nyelvű EC szabványkötetek, amelyek

megrendelhetők a www.mszt.hu/webaruhaz oldalon:

[EC3-1-1] MSZ EN 1993-1-1:2005, Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rulesand rules for buildings[EC3-1-5] prEN 1993-1-5:2003, Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-5: Plated structural

http://www.earecon.com/ePostGrad/Default.aspx



http://www.earecon.com/ePostGrad/Admin/MyAccount.aspx

http://www.earecon.com/ePostGrad/Admin/Logoff.aspx

http://www.earecon.com/ePostGrad/DesktopDefault.aspx?tabid=18




http://www.earecon.com/ePostGrad/DesktopDefault.aspx?tabid=17&mid=67






http://www.earecon.com/ePostGrad/DesktopDefault.aspx?tabid=17&mid=69&cid=278




http://www.hsz.bme.hu/hsz/htdocs/dolgozok/dolgozo_reszlet.php?felhasznalonev=fpapp


http://www.mszt.hu/

http://www.mszt.hu/





http://www.consteel.hu/











http://www.earecon.com/ePostGrad/DesktopDefault.aspx?docid=1435&ParentTabId=17&ParentMenuId=69&lang=1

http://www.earecon.com/ePostGrad/Admin/Logoff.aspx

http://www.earecon.com/ePostGrad/Admin/MyAccount.aspx






rnök továbbképzés


Írjon nekünk! | Oldaltérkép | Adatvédelem

Iratkozzon fel RSS-hírcsatornánkra!

elements[EC3-1-8] MSZ EN 1993-1-8:2005, Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-8: Design of

joints,

Kereskedelmi forgalomban megjelent magyar nyelvű szabvány-adaptációk: [SK-2] Ádány Sándor-Dulácska Endre-Dunai László-Fernezelyi Sándor-Horváth László:Acélszerkezetek 1. - Általános eljárások – Tervezés az Eurocode alapján, Statikai Kisokos, Springer Media Magyarország Kft., 2006. május

[SK-3], Ádány Sándor-Dulácska Endre-Dunai László-Fernezelyi Sándor-Horváth László:Acélszerkezetek 2. - Általános eljárások – Tervezés az Eurocode alapján, Statikai Kisokos, Springer Media Magyarország Kft., (megjelenés alatt)

A tanfolyam anyaga a fenti szabványokra, illetve szabvány-adaptációkratámaszkodik, és a résztvevők számára olyan elvi és gyakorlati ismereteket kínál,amelyek közvetlenül segítik a napi tervezési feladatok megoldását. A tananyagleíró része kétrétegű: az általános ismereteket a Törzsanyag, a speciálisismereteket a Szakértői anyag tartalmazza. A tananyagban kiemelt szerepetkaptak az Alkalmazási példák. Az alkalmazási példák megismétlését azAlkalmazási segédlet támogatja, amely a példának a szabadon letölthetőConSteel 4.0 program való megoldását mutatja be. A rendszert az alábbi ábraszemlélteti:

A szakértői anyag zölddel szedett, az alkalmazási példák kékkel szedett, azalkalmazási példák ConSteel programmal történő végrehajtását bemutatószakaszok barnával szedett szövegek. A törzsanyagban a pirossal szedettszövegrészek a hivatkozott szakaszokra történő ugrást szolgálják.

A tesztvizsga kérdések kizárólag a törzsanyagból kerülnek ki. A szakértőianyaggal, illetve az alkalmazási példákkal a tanfolyam elvégzéséhez szükségesalapismereteken túlmutató professzionális szakmai ismereteket kívánjuk

bemutatni.

A tananyagban szereplő betű jelölések többségükben angol szavak kezdő betű jénalapulnak. A jelölésekhez tartozó angol és magyar megnevezéseket az SK-2 kötet6-10. oldalai tartalmazzák.

mailto:[email protected]


http://www.earecon.com/ePostGrad/SitemapPage.aspx


http://www.earecon.com/ePostGrad/Privacy.aspx


http://www.earecon.com/ePostGrad/RSSHelp.aspx


http://www.earecon.com/ePostGrad/ePostGrad.xml






gineers' postgraduate education


Home

ENGINEERS' POSTGRADUATE EDUCATION

HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

AZ ACÉLSZERKEZETEI MÉRETEZÉS ALAPELVEI

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése

Az Eurocode alapú méretezés elvi hátterét az „MSZ EN 1990:2003 Atartószerkezeti tervezés alapjai (EC0)” szabványkötet írja le. A tartószerkezetihatásokat (terheket) az „MSZ EN 1991:2005 Szerkezeti hatások (EC1)”szabványkötet rögzíti. Az EC0 mellett az MSZ EN 1993-1-1 acélszerkezetialapszabvány is összefoglalja a legfontosabb méretezési alapelveket. Az EC0 ésEC1 szabványoknak az alábbi magyar nyelvű adaptációi jelentek meg: [SK-0] Deák György-Erdélyi Tamás-Visnovitz György: A tartószerkezeti tervezés alapjai –

Tervezés az Eurocode alapján, Statikai Kisokos, Springer Media Magyarország Kft., 2005.

[SK-1] Deák György-Erdélyi Tamás-Fernezelyi Sándor-Visnovitz György: Terhek és hatások –

Tervezés az Eurocode alapján, Statikai Kisokos, Springer Media Magyarország Kft., 2006.

A két szabványkötet által meghatározott téma a Magyar Mérnöki Kamara

szakmai továbbképzési programjában a 2007-2008 évben kötelező tanfolyamtémájaként szerepel, és részét képezi az eArecon/Mérnöktovábbképzésakkreditált távoktatási programunknak (K-01 kódú tanfolyam). A jelenfejezetben az EC alapú acélszerkezeti tervezés alapelveit foglaljuk össze. Ahollehetséges, ott rámutatunk az MSZ alapú tervezés alapelveitől való eltérésre. Az EC alapú parciális biztonsági tényezős méretezési eljárás formailagmegegyezik az MSZ alapú osztott biztonsági tényezős méretezési eljárással. Akülönbség az eljárás tartalmában van:

• MSZ alapú osztott biztonsági tényezős eljárás:

az egységes biztonsági tényező s eljárásból kiindulva a biztonságitényező t a teher- és a teherbírás oldalára szétosztja.

• EC alapú parciális biztonsági tényezős eljárás:

jelent ő s számú adat statisztikai elemzésébő l „félvalószínű ségi” alapon

határozza meg a parciális tényező ket.

Az EC alapú parciális biztonsági tényezős eljárás f ő bb tulajdonságai akövetkezők:

• Mind a teher, mind a teherbírás oldalon biztonsági tényezőket

alkalmaz, amelyek eltér ő érték űek lehetnek (például a teherbírás oldalon

alkalmazott parciális tényező számértéke függ a vizsgálttönkremenetel jellegétől).

• A vizsgálatok határállapotokra vonatkoznak, amelyeket a szerkezet

életének különböző szakaszaiban (tervezési állapotaiban) vizsgálunk.

• A számításban szereplő egyes mennyiségek valószínűségi változók,

amelyeket az eloszlásfüggvényük jellegzetes pontjainak megfelelő,különböző reprezentatív értékekkel írunk le.

Az MSZ-ben alkalmazott alapérték szerepét az EC-ben a karakterisztikusérték veszi át, amely a legfontosabb reprezentatív érték. A statisztikai adatok

alapján meghatározott sűr űségfüggvény adott kvantilisével meghatározottkarakterisztikus érték jele az indexbe tett k betű. Terhek esetén általában felső,teherbírás esetén általában alsó karakterisztikus értéket alkalmazunk. Az MSZ-

ben alkalmazott szélsőérték szerepét az EC-ben a tervezési érték, veszi át,amely szintén nagy fontosságú reprezentatív érték. Az indexbe tett d betűvel




http://__dopostback%28%27_ctl9%24signinbtn%27%2C%27%27%29/

http://__dopostback%28%27_ctl9%24registerbtn%27%2C%27%27%29/

















jelzett tervezési értéket a karakterisztikus értékből származtatjuk - terhek eseténa parciális biztonsági tényezővel való szorzással, teherbírás esetén osztással:

ahol E a hatásokból számított igénybevételeket, feszültségeket ( E ffect of action),

R a teherbírásra jellemző megfelelő értékeket (design Resistance) szimbolizálja.Az MSZ-ben az elő bbinek a mértékadó feszültség, az utóbbinak ahatárfeszültség felel meg. (Megjegyezzük, hogy elvben a tervezési érték isvalószínűségi érték, amely a karakterisztikus értéknél szigorúbb kvantilissel vanértelmezve). A szerkezet teherbírási határállapotainak ellenőrzése az alábbiképlettel történik:

Az ellenőrzést az EC-ben meghatározott tervezési állapotokra kell elvégezni:• tartós állapot: a szerkezet üzemszer ű állapota

• ideiglenes állapot: általában az építési és a karbantartási állapot (rövid

id őszak)

• rendkívüli állapot: rendkívüli helyzet során fellépő hatások okozta

állapot (pl. járműütközés; rendkívüli jég és/vagy hófelhalmozódás)

• földrengési állapot: a szabvány által meghatározott állapot

Az MSZ-hez hasonlóan az EC is a határállapotok két nagy csoportjátkülönbözteti meg:

• teherbírási határállapotok (tönkremeneteli állapotok);

o szilárdsági határállapotok:

§ keresztmetszet ellenállása§ kapcsolat ellenállása

o stabilitási határállapotok (szerkezeti elemek):

§ kihajlási ellenállása§ kifordulási ellenállása§ lemezhorpadási ellenállása

o rideg törési határállapoto fáradási határállapoto helyzeti állékonyság elvesztése

o

altalaj tönkremenetele• használhatósági határállapotok (használatra való alkalmasság

megszűnése esztétikai, üzemi, illetve egyéb más okból):

o alakváltozások o rezgések

Az MSZ-ben megszokott teher helyett az EC a hatás kifejezést alkalmazza. Ahatások csoportosítása megfelel az MSZ-ben alkalmazott terhek

csoportosításának :

• állandó hatás (G)

o szerkezet önsúlya

o egyéb anyagok, tárgyak és berendezések súlya• esetleges hatás (Q)

o hasznos hatáso meterológiai hatás

• rendkívüli hatás (A)





o ütközés hatásao kisiklás hatása

o szeizmikus hatás A szerkezetet ér ő hatások terhek formájában jeleníthető meg. Az egy id ő benható, megbonthatatlan terhek együttese a tehereset. A szerkezetre egyidejűlegható, összeférhető teheresetek adott szabály szerinti képzett együttese ateherkombináció. A teherkombinációval figyelembe vett hatások következményei az igénybevételek, alakváltozások, elmozdulások, feszültségek,reakcióer ők, stb. A teherkombinációk EC szerinti képzésének általános szabálya formailagmegegyezik az MSZ szerinti teherkombináció képzés szabályával:

• Teherkombináció teherbírási határállapotra, tartós vagy ideiglenes

tervezési állapot esetén:

A fenti általános formula egymástól sokban eltér ő magasépítésiszerkezetekre is alkalmazható. Egyik szélső eset a viszonylag alacsony(egyszintes) könnyű szerkezetes csarnok, ahol az önsúlynak, illetve aszéltehernek kevés hatása van, és a tervezési terhet a kiemelten kezelthóteher határozza meg. A másik szélsőség a vasbeton szerkezetű többszintesház, ahol az önsúlynak is jelentős szerepe van a kiemelten kezelt hasznosteher mellett. Az utóbbi szerkezettípusok tervezési terhének csökkentéseérdekében az EC megengedi az alábbi alternatív formula alkalmazását is:

ahol az állandó terhet csökkentő ajánlott, amit a magyar NemzetiMelléklet is elfogadott. A szabvány kimondja, hogy a fenti két kombinációközül a kedvezőtlenebbet kell figyelembe venni a vizsgálatok során, illetve ahasználhatósági határállapotokat részletes számítással kell ellenőrizni.

• Teherkombináció teherbírási határállapotra, rendkívüli tervezési

állapot esetén, amely rendszerint két vizsgálatra vezet:

- a rendkívüli teher hatásának vizsgálata (ütközés, kisiklás, stb.);- a rendkívüli teher hatásának következtében létrejött új állapot (csökkentteherbírás) vizsgálata, ahol a rendkívüli teher már nem hat.

A rendkívüli hatáshoz tartozó teherkombináció:

ahol Ad a rendkívüli teher tervezési értéke.

• Teherkombináció teherbírási határállapotra, szeizmikus tervezési

állapot esetén:





ahol A Ed a szeizmikus teher tervezési értéke.

• Teherkombinációk a használhatósági határállapotokra:

- ritka kombináció:

- gyakori kombináció:

- kváziállandó kombináció:

Az általános szabály szerint a ritka kombinációt a vissza nem fordíthatóhatárállapotok, a gyakori kombinációt a visszafordítható határállapotok, akvázi állandó kombinációt pedig a hosszan tartó, illetve a szerkezetmegjelenését kedvezőtlenül befolyásoló hatások esetén kell alkalmazni.Részletesebb szabályzást a vonatkozó szabványkötetek adnak.

A g parciális és a y kombinációs tényezők értékeit az EC szabványok általában

ajánlás szintjén adják meg. A konkrétan használható étékeket a NemzetiMellékletek szabályozzák. Ebből következően előfordulhat, hogy az értékek

országról országra kisebb-nagyobb mértékben eltérnek. A magyar NemzetiMelléklet szerint használható tényezőket az alábbi táblázatok mutatják:

g parciális biztonsági tényezők:

jele megnevezés számérték

állandó hatás, hakedvezőtlen állandó hatás, ha kedvező

1,35

1,0

esetleges hatás, hakedvezőtlen esetleges hatás, ha kedvező

1,50 0

y kombinációs tényezők:

hatás

számérték

Hóteher (általános) 0,5 0,2 0

Szélteher 0,6 0,2 0

Hőmérsékleti hatás 0,6 0,5 0Födém- és tetőteher A kat. (lakás) B kat. (iroda) C kat. (egyéb középület)

0,70,70,7

0,50,50,7

0,30,30,6





Write to us! | Sitemap | Privacy

Subscribe to our RSS channel!

D kat. (áruház) E kat. (raktár) F kat. (könnyű járművel járt födém) G kat. (közepesen nehéz járművel jártfödém) H kat. (közenséges tető)

0,71,00,70,70

0,70,90,70,50

0,60,80,60,30















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

AZ ANYAGOKRÓL RÖVIDEN


Az acélfajták jelölését az EN 10027-1 Acélok jelölési rendszere. 1. rész: Azacélminőségek jele szabvány határozza meg. Az általános jelölés formailag

alakú, ahol xxx legkisebb előírt folyáshatár N/mm2-ben (pl. S235 esetén 235 N/mm2); yy előírt hőmérsékleten mérhető legkisebb fajlagos ütőmunka jele; zz felhasználhatóság vagy különleges kezelés jele . Az EC alapján méretezett acélszerkezetekhez az alábbi táblázat szerinti acélok használhatóak:

acél illetve tremék fajtája vonatkozó szabvány

- melegen hengerelt termékek - finomszemcsés nagyszilárdságú acélok

EN 10025-(1-5) Melegen hengerelttermékek szerkezeti acélokból

- zártszelvények EN 10210-1 Melegen hengerelt, zártidomacélok ötvözetlen ésfinomszemcsés acélból. 1. rész:Műszaki szállítási feltételek EN 10219-1 Hidegen alakított,hegesztett szerkezeti zárt idomacélok ötvözetlen és finomszemcsésacélokból. 1. rész: Műszaki szállításifeltételek

- vékonyfalú, hidegen alakított szelvények (más szabványok) A számításba vehető szilárdsági jellemzők függnek a szerkezeti elem névlegesvastagságától. Épületek esetén leggyakrabban használt acélok jellemzőinek számértékét avastagság függvényben az alábbi táblázat mutatja (a többi általánosan használt acélfajtátaz EC3-1-1, illetve az SK-2 füzet 3.1 táblázata tartalmazza):

acélfajta szerkezeti elem névleges vastagsága (mm)

f y f u f y f u

EN 10025

S 235 235 360 215 360S 275 275 430 255 410S 355 355 510 335 470S 450 440 550 410 550

A szerkezeti acélok egyéb jellemzőit az alábbi táblázat foglalja össze:

jel jellemző számérték

E rugalmasságimodulus

210.000 N/mm2

G nyírási

rugalmasságimodulus

80.000 N/mm2

u poisson tényező 0,3

a Lineáris hőtágulásiegyüttható

0,000012 1/0C





















r sűr űség 7850 kg/m3

A csavarokat, anyákat és alátéteket az EN 1993-1-8 szabvány határozza meg. A jellemzői a 4. referenciacsoport alatt felsorolt valamely szabvány szerintiek. Acsavaranyagok szilárdsági jellemzőit az alábbi táblázat foglalja össze:

szilárdsági

jellemző

(N/mm2)

csavaranyag minősége

4.6 5.6 6.8 8.8 10.9

f yb 240 300 480 640 900 f ub 400 500 600 800 1000

A hegesztéshez alkalmazott hozanyag jellemzőinek azonosnak, vagy jobbnak kelllenniük az alapanyagénál. Az anyagoknak és varratoknak meg kell felelniük az 5.referenciacsoport címszó alatt felsorolt előírásoknak. Az anyag kiválasztásának f ő bb szempontjai a következők:

• alakíthatóság• hegeszthetőség• keresztirányú alakváltozási képesség• szívósság

A szerkezeti acélnak az alábbi alakíthatósági követelményeket kell kielégítenie:

- a szakítószilárdsági követelmény:

- a szakadónyúlási követelmény:

Az EC3-1-1 3.1 táblázatában (illetve az annak megfelelő SK-2 füzet 3.1 táblázatában)szereplő acélok a fenti alakíthatóági követelményeknek megfelelnek.

Hegesztett szerkezetek, illetve kapcsolatok esetén csak hegeszthető acélfajtákhasználhatóak. Az EC3-1-1 3.1, illetve annak megfelelő SK-2 3.1 táblázatában szereplőacélok általában jól hegeszthetőek. Az alábbi ábra a keresztirányú alakváltozási képesség hiányával összefüggő rétegestépődést illusztrálja:

A veszélyes jelenség magyarázata az, hogy a hegesztés utáni egyenlőtlen lehűléskövetkeztében a lemez felületére mer őlegesen nagy belső húzófeszültségek keletkeznek,amelyek az átlagos minőségű acélokban repedéseket hoznak létre. A repedésekből akeresztirányú er őhatásra törés jöhet létre.

A fent leírt réteges tépődésre hajlamos szerkezeti kialakítások elsősorban a hegesztettkapcsolatok homloklemezeinél (illetve talplemezeinél) fordulnak elő. Az EC3-1-10részletes útmutatást ad az szükséges alakváltozó képesség ( Z Ed ) meghatározásához,amelynek ismeretében az EN 10164 Felületükre mer ő leges irányban javított alakítási





tulajdonságú acéltermékek. M ű szaki szállítási feltételek szabvány szerinti megnöveltalakváltozási képességgel ( Z Rd ) bíró acélfajta kiválasztható. A jelenség elkerülésének

legjobb módja a szabvány szerkesztési ajánlatainak alkalmazása:

Az acélszerkezetek ridegtörési hajlama szoros összefüggésben van az üzemihőmérséklettel és a szerkezeti elemek vastagságával. A megfelelő szívósságú acélfajtakiválasztásának módszerét az EN 1993-0-10 korszer ű törésmechanikai számításokraalapozta. A módszer szerinti eljárás első lépésében ki kell számítani a várható repedés

kezdő pontjában ébredő névleges s Ed húzófeszültséget az alábbi rendkívüliteherkombinációból:

ahol az A f őhatás maga a T Ed üzemi hőmérséklet, aminek a szerelési hőmérséklettől valóeltérése miatt hőmozgások, illetve feszültségek jöhetnek létre. A kifejezésben található jelölések tartalmát az acélszerkezeti méretezés alapelvei szakasz írja le. A névlegesfeszültséget rugalmas alapon kell kiszámítani, figyelembe véve az alakváltozások

másodrendű

hatásait (másodrendű

elmélet). A kiszámított névleges feszültség alapján aszerkezeti elemet az alábbi három feszültségi kategória egyikébe kell besorolni:

- alacsony feszültségszint:

- közepes feszültségszint:

- magas feszültségszint:

A kifejezésekben az f y(t) a folyáshatár értéke az adott elemvastagság esetén, amelynek értékét az alábbiak szerint lehet meghatározni:

• az anyagszabványból vehető az adott lemezvastagsághoz tartozó minimálisfolyáshatárként; vagy

• az anyagminőség jelében szereplő minimális folyáshatárból az alábbi képlettelszámítható:

Végezetül a szerkezeti elem üzemi hőmérséklete és az elő bbiekben meghatározottfeszültségi kategóriája alapján az egyes anyagfajtákból használható legnagyobbelemvastagság az EC3-1-10 2.1 táblázata, illetve az annak megfelelő SK-2 füzet 3.4táblázata alapján meghatározható. A feszültségkategóriákhoz tartozó lemezvastagságok között az interpoláció megengedett, azonban az extrapoláció tiltott! Magasépítési acélszerkezetek esetén a fenti rendkívüli tehercsoportosításból nem

kaphatunk a magas feszültségszintnél ( ) nagyobb feszültséget, ezért azeljárás oda egyszer űsíthető, hogy a névleges feszültség kiszámítása nélkül a T Ed üzemi

http://www.earecon.com/Documents%20and%20Settings/pappf/Dokumentumok/K%E9%B0%A5k








hőmérséklet és a t lemezvastagság ismeretében a magas feszültségi kategóriábólválasztunk anyagminőséget. Amennyiben kiszámítjuk a névleges feszültséget, akkor lehetséges, hogy kisebb szívósságú, olcsóbb acélfajtát is alkalmazhatunk.

Alkalmazási példa


















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SZÁMÍTÁSRÓL A SZABVÁNY TÜKRÉBEN

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek számítása



Szerkezetek számítása meglehetősen tág témakör, ma már szinte mindenmérnöki problémára kidolgoztak numerikus megoldásokat, programokat. Amagasépítési acélszerkezetek területén a szerkezetek számításának céljaáltalában az igénybevételek és elmozdulások meghatározása. A számítással(Structural Analysis) az EC3-1-1 szabvány 5. fejezete foglalkozik, amelynek magyar nyelvű adaptációját az SK-2 füzet 4. fejezetében találjuk meg. Aszabványalkotók szándéka az volt, hogy a számítással kapcsolatos összesmérnöki ismeretet, szabályt és eljárást egy helyen (egy fejezetben), lényegébena konkrét szerkezettől függetlenül rendszerezzék. A „konkrét szerkezettőlfüggetlen” módon való tárgyalás csak részben valósult meg, a szabványfejezetében dominál a keretszerkezet feltételezése. A fejezet anyaga akeretszerkezetekre való „szűkítés” ellenére is meglehetősen elvont, teljesmélységében való megértése igen alapos elméleti felkészültséget és a mérnökiszámítás területén megszerzett sokéves tapasztalatot igényel. Tananyagunknak nem célja a hivatkozott rendszerezés megismétlése, újrafogalmazása, mivel azt aszabvány, illetve a magyar nyelvű adaptációja tartalmazza. Tananyagunk céljaa tervezési gyakorlatban mindennap előforduló számítások elméletihátterének megvilágítása, illetve a számítás mindennapi gyakorlatánakbemutatása, illetve annak összevetése a szabvány „elvont” előírásaival.



































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A TERVEZÉSI GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT SZÁMÍTÁSI ELJÁRÁSOK




A tervezés gyakorlatában általában az alábbi számítási eljárásokat alkalmazzuk:

• rugalmas számítás

• képlékeny számítás

• egyszer űsített képlékeny számítás
















http://www.earecon.com/ePostGrad/T%E6%B2%BAsanyag





























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A RUGALMAS SZÁMÍTÁSRÓL ÁLTALÁBAN

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek számítása / A tervezési gyakorlatbanalkalmazott számítási eljárások



Rugalmas számításon az alakváltozások, elmozdulások és igénybevételek lineárisanrugalmas anyagmodell alapján való számítását értjük. Tágabb értelemben a nem-lineárisanrugalmas anyagmodellen alapuló számítás is rugalmas számítás. A rugalmasanyagmodelleket az alábbi ábra illusztrálja:

A napi gyakorlatban dominál a lineárisan rugalmas anyagmodellen alapuló számítás. Anem-lineárisan rugalmas alapú anyagmodellt elsősorban szakértői és kutatási munka során

alkalmazzuk. Az EC3 megengedi, hogy az

általános teherbírási formula számlálójában lévő hatást a lineárisan rugalmas anyagmodellenalapuló rugalmas számítással határozzuk meg, még akkor is, amikor a nevező ben lévőáltalános teherbírást

• a keresztmetszetek teljesen, vagy részlegesen képlékeny ellenállása, vagy

• az alkotólemezek kezdeti rugalmas lemezhorpadása

alapján határozzuk meg.









































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KÉPLÉKENY SZÁMÍTÁSRÓL ÁLTALÁBAN

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek számítása / A tervezési gyakorlatbanalkalmazott számítási eljárások

A képlékeny számítás esetén általában az alábbi ábrán illusztrált rugalmas-képlékenyanyagmodellt alkalmazzuk:

A képlékeny számítás célja a szerkezet képlékeny teherbírásának meghatározása. Aképlékeny számításban feltételezzük, hogy a szerkezet egyes pontjaiban (képlékenycsuklókban), illetve egyes zónáiban (képlékeny zónákban) a hajlítás síkjában az elfordulásiképesség elegend ő ahhoz, hogy a szerkezet határpontos teherbírása kialakuljon:

A képlékeny számítással meghatározott képlékeny teherbírás figyelembe vételének az alábbif ő bb szabványos követelményei vannak:

• a szerkezet hajlított keresztmetszetei képesek legyenek olyan mérték ű képlékeny

alakváltozásra, hogy a teherbírási tető pont által meghatározott teherbírást alemezhorpadások ne befolyásolják (a feltételt a késő bb tárgyalt 1. osztályba soroltkeresztmetszetek elégítik ki);

• a teherbírást a szerkezet, illetve a szerkezetei elemek kifordulása nem befolyásolja (a

szerkezeti elemek elcsavarodás ellen megfelelően megtámasztottak);

• a kapcsolatok szilárdsága elegend ő ahhoz, hogy a képlékeny csuklók (zónák) nem a

kapcsolatban alakulnak ki; ellenkező esetben igazolni kell a kapcsolat megfelelőalakváltozási képességét (ami meglehetősen nehéz feladat).













http://www.earecon.com/Documents%20and%20Settings/Papp%20Csal%E1%A4%AFDokumentumok/K%E9%B0%A5k






















A hazai piacon alkalmazott kereskedelmi programok általában nem alkalmasak a képlékenyszámítás elvégzésére. Kimondhatjuk, hogy a képlékeny számítás alkalmazása a hazaitervezési gyakorlatra nem jellemző. Angol-szász területeken részben a képlékeny számításáltalánossá tételével jelentős eredményeket értek el a többszintes vázas épületek piacán.

















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

AZ EGYSZERŰSÍTETT KÉPLÉKENY SZÁMÍTÁS

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek számítása / A tervezésigyakorlatban alkalmazott számítási eljárások



Folytatólagos többtámaszú tartók (szelemenek, fiókgerendák) képlékeny

tervezése elvégezhető a részletes képlékeny számítás helyett a rugalmasnyomatéki ábra megfelelő átrendezésével is. Az eljárás akkor alkalmazható, hateljesülnek az alábbi feltételek:

• a rugalmas nyomatéki ábra csúcspontjaiban a nyomatékok értékei legfeljebb

15%-al haladják meg a keresztmetszet képlékeny nyomatéki ellenállását;

• a külső-belső er őrendszer (terhek és igénybevételek) teljesítik az egyensúlyi

feltételeket;

• a keresztmetszet 1. vagy 2. osztályba sorolható;

• a szerkezet kifordulás ellen megfelelően megtámasztott.

Alkalmazási példa (2)










































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SZÁMÍTÁS PONTOSÍTÁSA: A MÁSODRENDŰ SZÁMÍTÁS


A különböző anyagmodelleken alapuló lineárisan rugalmas, nemlineárisanrugalmas vagy képlékeny számítások az alakváltozások-elmozdulások figyelembe vételének módjától eltér ő pontosságot adnak:

• elsőrendű számítás: a megoldást adó feltételi egyenletrendszerben az

alakváltozások-elmozdulások hatását nem vesszük figyelembe(geometriailag lineáris számítás);

• másodrendű számítás: a megoldást adó feltételi egyenletrendszerben az

alakváltozások-elmozdulások hatását valamely közelítéssel vesszük figyelembe (geometriailag nemlineáris számítás);

• harmadrendű számítás: a megoldást adó feltételi egyenletrendszerben az

alakváltozások-elmozdulások hatását „pontosan” vesszük figyelembe.

Az elsőrendű számítás akkor fogadható el a gyakorlati tervezésben, ha aszerkezet viszonylag merev, az alakváltozások-elmozdulások mértéke nem

jelentős. Az EC3 a feltételt igazoltnak tekinti, ha a kritikus teherszorzó étékérefennáll az alábbi feltétel:

- rugalmas számítás esetén:

- képlékeny számítás esetén:

A másodrendű számítást kell alkalmazni, ha az elsőrend ű számítás fentifeltételei nem adottak. Az alakváltozások-elmozdulások hatásának közelítő

figyelembe vétele sokféle módon történhet. Síkbeli keretek esetén alegegyszer ű bb (és a legrégebben használt) közelítő másodrend ű számítás a P-Dhatás figyelembe vételén alapszik, ahol az egyensúlyi egyenletekben a P

függőleges er ő D vízszintes elmozdulásából származó nyomatékokat is

számításba vesszük. A stabilitás függvényeken alapuló eljárásban anormáler őnek a rúd meggörbülése következtében fellépő nyomatékát vesszük figyelembe a nyomatéki egyensúlyi egyenletben. A stabilitás függvényekkelsíkbeli rúdszerkezetek „pontos” másodrend ű számítását lehet megvalósítani. Agátolt csavarás hatását is leíró térbeli rúd-végeselemek tartalmazhatják a belsőer őknek a másodrend ű hatását az összes többi er ő irányában. Viszonylag kiselmozdulások esetén az eljárás „pontos” eredményt ad például a normáler őnek

az elcsavarodásra gyakorolt másodrend ű hatására (térbeli elcsavarodásifeladatok), vagy a nyomatéknak az elcsavarodásra gyakorolt másodrend űhatására (kifordulási feladatok). Az említett eljárásokban meglehetősen nagykülönbségek vannak, de ennek ellenére mindegyik eljárást másodrend űnek nevezzük. A régi számítógépek korszakában a hosszadalmas másodrend ű számítástigyekeztünk elkerülni, ezért többféle közelítő formulát alkalmaztunk. Gyakranalkalmazott közelítő formula volt az

szorzótényezőn alapuló eljárás, ahol az acr >3 kritikus teherszorzót szintén





























közelítő formulákkal lehetett számításba venni:

- lapos tetőhajlású (<260) portálkeretek és szabályos többszintes keretek esetén,ha a gerendákban a nyomóer ő viszonylag kicsi, akkor

-

ahol H Ed a vízszintes hatásokból keletkező vízszintes reakcióer ő az adott

szint alján, V Ed a teljes függőleges teher tervezési értéke az adott szint alján,

h a szint magassága, és d h,Ed az adott oszlop teteje és alja közötti vízszintes

eltolódás az összes vízszintes teher hatására. A mai számítástechnikai eszközök mellett a fenti közelítő módszerek alkalmazása anakronisztikusnak hathat, mivel a „pontos” másodrend ű számításmég térbeli modellek esetén is könnyen és hatékonyan elvégezhető. Ma már aközelítő formuláknak a gépi számítások független ellenőrzésnél lehet szerepük.


















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SZÁMÍTÁSI MODELL PONTOSÍTÁSA: A GEOMETRIAI IMPERFEKCIÓK




Geometriai imperfekció (kezdeti alakhiba) a szerkezet alakjának a terv szerinti(ideális) alaktól való kis mérték ű eltérése. A geometriai imperfekció mindenesetben jelen van a szerkezetben, azonban az értéke nagy szórást mutat. Akezdeti alakhibáknak általában kis befolyása van a tervezési igénybevételekre,hatásuk mértéke arányos a szerkezet másodrend ű hatásokra valóérzékenységével. Az átlagos merevségű szerkezetek keresztmetszetiellenállásának vizsgálatánál a geometriai imperfekciók hatása általábanelhanyagoljuk, a szerkezeti elemek stabilitási teherbírását befolyásoló kezdeti„átlagos” alakhibák hatását a szabványos stabilitási (kihajlási, kifordulási éslemezhorpadási) csökkentő tényezők tartalmazzák.

Alkalmazási példa (4) Helyettesítő geometriai imperfekció (képzetes kezdeti alakhiba) a szerkezetalakjának a terv szerinti alaktól való adott szabályok szerint felvett eltérése. Ahelyettesítő geometriai imperfekció az acélszerkezet stabilitását (kihajlás,kifordulás, lemezhorpadás) befolyásoló imperfekciókat (geometriai, maradóalakváltozási, anyagtulajdonsági, teher elhelyezési) képzetes alakhibáváredukálja. Az EC3 a helyettesítő geometriai imperfekciókat úgy határozza meg,hogy azok alkalmazása esetén a másodrend űen számított igénybevételekenalapuló keresztmetszeti ellenállás vizsgálat tartalmazza a stabilitásvizsgálatotis. Az EC3 szerinti helyettesítő geometriai imperfekciók (1) - és azok alkalmazása - a stabilitási vizsgálatokhoz kapcsolódnak, ezért azokat astabilitásvizsgálattal foglalkozó fejezetben tárgyaljuk.


















































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A RUGALMAS SZÁMÍTÁS EXTRAPOLÁLÁSA A KRITIKUSTEHERSZORZÓVAL


A másodrend ű rugalmas számítás speciális fejezete a rugalmas stabilitásianalízis. Régóta ismeret, hogy a kétcsuklós, tökéletesen egyenes, rugalmas rúd kihajlási erejét megadó

Euler er ő a kis- és közepes rúdkarcsúsági tartományban túlértékeli a valós rúd teherbírását, ezért a méretezésre közvetlenül nem alkalmazható. Amennyiben arúdban N Ed tervezési normáler ő hat, akkor a kritikus teherszorzó definíció

szerint a következő:

A kritikus teherszorzó tetszőleges szerkezeti kialakításra általánosítható: a

tervezési teher azon szorzója, amely esetén a szerkezet tökéletesen rugalmas,

ideális modellje éppen instabil állapotba kerül. A kritikus teherszorzómechanikai értelemben megfelel a rugalmas sajátérték feladat megoldásábólkapott megfelelő (általában első) sajátértéknek, a sajátértékhez tartozósajátvektor pedig a kihajlási módot mutatja meg. A kritikus teherszorzó azegyszer ű szerkezeti elemektől a tetszőlegesen bonyolult szerkezetekignumerikus (végeselemes) módszerrel a napi gyakorlat szintjén is könnyenmeghatározható. Jelentőségét az EC3 (és más nemzeti szabványok) általelfogadott rugalmas extrapoláció módszere adja, amelynek értelmében azegyszer ű szerkezeti elemektől az összetett szerkezetig a méretezési karcsúságotaz alábbi képlettel számíthatjuk ki:

ahol ault,k teherszorzó a tervezési teher azon szorzója, ahol a globális stabilitási jelenség kizárásával a legrosszabb helyzetben lévő keresztmetszet ellenállásaéppen kimerül. A megfelelő értékek behelyettesítésével könnyű belátni, hogy afenti viszonyított karcsúság kétcsuklós rúd esetén visszaadja az ismertkifejezését:

Az EC3 szerint a sajátértékek (kritikus teherszorzók) segítségével háromféleviszonyított karcsúság számítható:

• kihajlási karcsúság ( );



























• kifordulási karcsúság ( );

• általánosított karcsúság ( ).

A mátrix-elmozdulás módszeren alapuló végeselemes számítási eljárásalkalmazása esetén (a tervezési gyakorlatban alkalmazott programok túlnyomórésze ezt a módszert alkalmazza) elvileg annyi sajátérték számítható, amennyiszabadságfoka (ismeretlen elmozdulás komponense) van a modellünknek. Afenti karcsúságok meghatározásához általában az első néhány sajátértékre vanszükségünk. Azonban nem mindenféle modellen lehet a számunkra megfelelősajátértéket megkapni: - a síkbeli (2D) rúdmodelleken csak a kihajlási karcsúságok határozhatók meg;- a kifordulási karcsúsághoz a modellnek figyelembe kell vennie a gátoltcsavarás hatását;- az általánosított kapcsúsághoz teljes térbeli másodrend űség figyelembevételére van szükség, amely többek között tartalmazza a normáler őnek azelcsavarodásra gyakorolt másodrend ű hatását is;- a teljes térbeli másodrend űségen alapuló eljárással (pl. a hét szabadságfokúrúd végeselem) az összes karcsúság típus meghatározható, azonban a megfelelősajátérték kiválasztása nagy gyakorlatot igényel. Rúdszerkezetek első globális sajátértéke fontos információ a tervező kezében.Láthattuk, hogy a szabvány nem ad közvetlen előírást a kritikus teherszorzóelvárt értékére, azonban gyakorlati tapasztalatok alapján nyomatékosan

javasoljuk az alábbiak figyelembe vételét:

• esetén a szerkezet életveszélyes!

• esetén a szerkezet rendkívül karcsú (nem ajánlott)!

•

esetén a szerkezet karcsú, de már tervezhető

!• esetén a szerkezet teljes biztonsággal megtervezhető, ajánlott!

A kritikus teherszorzó értéke mellett a megfelelő kihajlási alak is fontosinformáció. A kihajlási alakból (alakokból) egyrészt meghatározhatjuk aszerkezet gyenge részét (részeit), másrészt következtetni tudunk amegtámasztási rendszer optimális kialakítására. Az acr értékét egyrészt a

szelvények er ősítésével, másrészt a támaszok megváltoztatásával (pl.áthelyezésével, sűrítésével) növelhető. Alkalmazási példák Keretszerkezet oszlopának kihajlási és kifordulási karcsúságai (5)

Nyomott-hajlított szerkezeti elem általános karcsúsága (6)Keretszerkezet általános karcsúsága (7)





















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SZÁMÍTÁSI MODELL TOVÁBBI PONTOSÍTÁSA: A KAPCSOLATOK HATÁSÁNAKFIGYELEMBE VÉTELE


Az MSZ alapú tervezési kultúrában a kapcsolatokat vagy csuklósnak, vagy merevnek feltételeztük, ezért nem volt összefüggés a szerkezet globális számítása és a kapcsolattervezése között. Az EC3 alapú tervezés egyik legfontosabb újdonsága a félmerevkapcsolatok számításának bevezetése, amelynek következtében nem hagyható figyelmenkívül a kapcsolat merevsége a szerkezet globális számítási modelljében. A kapcsolatok EC3alapú számításával az EN 1993-1-8 szabványkötet, illetve az SK-2 magyar nyelvű adaptációfoglalkozik. A jelen tananyag a kapcsolatokat külön fejezetben tárgyalja. A jelen fejezetbencsak azokat a legfontosabb fogalmakat foglaljuk össze, amelyek a félmerev kapcsolatokkalrendelkező szerkezet EC3 alapú globális számításához szükségesek. A tömegtermelés az acélszerkezetek területén is érezteti hatását. A hagyományos és jelentősélő munkát igénylő kapcsolatok (pl. íves keretsarkok, vagy ténylegesen csuklós

oszloptalpak) helyett tért hódítottak az olcsóbban gyártható és szerelhető homloklemezesnyomatékbíró kapcsolatok, amelyek számítására a szabvány önálló fejezetet szán (6. fejezet:

I és H keresztmetszetek szerkezeti csomópontjai). A szabvány a csomópontokat az er őstengely körüli hajlítással szembeni merevségük szerint három osztályba sorolja:

• névlegesen csukló: a csomópontban csak viszonylag kis nyomaték keletkezik, amely

nem befolyásolja sem a csomópont, sem a szerkezet teherbírását, illetve a csomópontmegfelelő elfordulási képességgel rendelkezik;

• merev: a csomópont képes a teljesen folytonos (merev) csomópontú statikai modell

alapján számított tervezési nyomaték közvetítésére;

• félmerev: azok a csomópontok, amelyek sem csuklósnak, sem merevnek nem

tekinthetők.

Amennyiben kimutatható, hogy a szerkezet csomópontjai csuklósak vagy merevek, akkor astatikai számítás hagyományos módon történhet (a szerkezet és a csomópontok számításaközött nincs interakció, azok egymástól elkülönítve végezhetők el). Félmerev csomópontok esetén az ábra szerint értelmezett kezdeti merevséget be kell építeni a szerkezet statikaimodelljébe, és a tervezési igénybevételeket, elmozdulásokat és a kritikus teherszorzót amódosított szerkezeti modellen kell meghatározni:

A fentiekből következik, hogy a félmerev csomópontokat tartalmazó szerkezet számításaiteratív eljárás. Az S j,ini kezdeti merevség számítását a szabvány, illetve a háttér anyagok

teljes érték ű algoritmussal támogatják. A kézi számítás viszonylag sok munkát igényel,

ezért elterjed ő ben van a számítógépes programok alkalmazása. A félmerev csomópont helyére a szerkezeti modellben egy lineáris rúgóelemet kellalkalmaznunk, amelynek rugóállandóját a kezdeti merevség értékéből határozzuk meg:



























ahol a η csökkentő tényező értékét a szabvány az alábbiak szerint határozza meg:

• ha a tervezési nyomatéki igénybevétel nem nagyobb, mint a csomóponti nyomatéki

ellenállás 2/3-a, akkor nem kell redukálni a kezdeti merevséget:

ha

• ha a tervezési nyomatéki igénybevétel nagyobb, mint a csomóponti nyomatéki ellenállás

2/3-a, akkor az alábbiak szerint redukálni kell a kezdeti merevséget:

ha

ahol a y tényezőt az alábbi táblázat tartalmazza:

kapcsolat típusa y

homloklemezes(csavarozott)

2,7

talplemezes (lehorgonyzott) 3,1




















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

SZERKEZETEK TEHERBÍRÁSA




Szerkezetek teherbírásának (ellenállásának) vizsgálata során az alábbiakat kellelvégezni:

• keresztmetszetek ellenállásának ellenőrzése (szilárdsági vizsgálat);

• szerkezeti elemek globális stabilitásának ellenőrzése;

• alkotólemezek horpadásának ellenőrzése;

• csomópontok ellenőrzése.











































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KERESZTMETSZETEK ELLENÁLLÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása



A keresztmetszet ellenállását a geometriai méretek, az anyag szilárdsága és azigénybevétel jellege mellett az alkotó lemezek tengelyirányú feszültségévelösszefüggő lemezhorpadási hajlam határozza meg. A lemezhorpadási hajlamalapján az EC3 a keresztmetszeteket négy osztályba sorolja, és a keresztmetszetiellenállás képletét az osztálytól függően adja meg. Mivel a keresztmetszetelvont fogalom, ezért a keresztmetszetek ellenállását az igénybevételek jellegealapján elnevezett elemvizsgálatokon keresztül tárgyaljuk:

• húzott rúd ;

• nyomott rúd ;

• hajlított gerenda;

• hajlított és normáler ővel terhelt szerkezeti elem;

• csavart szerkezeti elem.























































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KERESZTMETSZETEK OSZTÁLYOZÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / Akeresztmetszetek ellenállása

A szerkezeti elemek viselkedését a keresztmetszetet alkotó lemezek (öv, gerinc)

helyi horpadási hajlama határozza meg. A horpadási hajlam az alábbi paraméterektől függ:

• a lemezelem névleges szélességének (c) és vastagságának (t ) aránya (c/t );

• a normálfeszültségek eloszlása;

• az alapanyag tervezési szilárdsága ( f y);

• a lemezelem befogási peremfeltételei.

Az utóbbi tényező vonatkozásában az EC3 peremén megtámasztott belslemezelemet és szabad peremű lemezelemet különböztet meg. Ez első

kategóriába tartoznak például az I szelvények gerinclemezei, illetve adobozszelvények lemezei. A második kategória tipikus esete az I szelvényövlemezének szabad pereme (az öv szabad éle és a gerinc közötti részei). Szokásos keresztmetszetű, tisztán nyomott, rugalmas rúdelemben a horpadásáltalában az alábbi ábrán látható gerinchorpadás formájában jön létre, deviszonylag vékony övlemez esetén az öv egyidejű horpadása (sőt, csak azövhorpadás) is bekövetkezhet:

A tisztán hajlított, rugalmas rúdelemre általában az alábbi ábrán láthatóövhorpadás jellemező, de viszonylag vékony gerinc esetén a gerinc nyomottrészének (sőt, csak a gerinc nyomott részének) horpadása is bekövetkezhet:






























Fontos hangsúlyoznunk, hogy a fenti horpadási képek az idealizált rugalmashorpadási viselkedést illusztrálják, a valós szerkezeti elemek horpadásiviselkedése ezektől kisebb-nagyobb mértékben eltér.

A keresztmetszet alkotó lemezelemeit a szabvány a horpadásra való hajlamuk alapján négy osztályba sorolja. Az osztályozásnál alkalmazható képleteket azEC3-1-1 5.2 táblázata adja meg. Az osztályozást minden alkotó lemezre külön-külön el kell végezni, majd az eredmények alapján kell a keresztmetszetosztályát meghatározni. A konzervatív szabály szerint a keresztmetszet osztályaa legmagasabb besorolást kapott alkotólemez osztályával azonos (például, ha agerinc 3. osztályú és az övek 1. osztályúak, akkor a keresztmetszet 3. osztályú).A konzervatív szabályt eseti megfontolások alapján felülbírálhatjuk:

• amennyiben a gerincet csak a nyíróer ő felvételénél vesszük számításba,

akkor a keresztmetszet osztályát a nyomott öv osztálya határozza meg (de akeresztmetszet nem lehet első osztályú);

• amennyiben a nyomott öv 1. vagy 2. osztályú és a gerinc 3. osztályú, akkor

a keresztmetszetet 2. osztályúnak lehet feltételezni, ha a gerinc felületének csak az EC3-1-5 szabványban meghatározott hatékony részét vesszük

számításba; A fenti kivételek kézi számítás esetén viszonylag könnyen kezelhetőek, azonbana számítógépes eljárásokban célszer ű az általános érvényű konzervatív szabálytkövetni.

Tiszta hajlítás esetén a rúdelem viselkedését jól szemlélteti az M-q teherbírási

görbe, ami a hajlító nyomaték és a rúdvégek relatív elfordulása között ad összefüggést:

Az 1. keresztmetszeti osztályú elem tönkremeneteli viselkedésére jellemző,hogy a rúdelemben kialakulhat a képlékeny csukló (a keresztmetszet minden

pontja folyási állapotba kerül), és a nyomaték csökkenése nélkül létrejöhet a

képlékeny számításban feltételezett relatív elfordulás:

Az 1. keresztmetszeti osztályból kialakított szerkezet alkalmas a képlékeny







csukló, illetve a képlékeny zóna elvén alapuló képlékeny számításra. A 2. keresztmetszeti osztályú elem tönkremeneteli viselkedésére jellemző,hogy a kialakulhat a képlékeny csukló, azonban a helyi képlékenylemezhorpadás korlátozza a képlékeny csukló elfordulási képességét:

A 2. osztályba sorolt keresztmetszet ellenállását a képlékeny viselkedés

határozza meg, de a korlátozott képlékeny alakváltozási képesség miatt az abbólkialakított szerkezet nem alkalmas képlékeny számításra. A 3. keresztmetszeti osztály esetén a rúdelem nyomott szélső szálaibankialakulhat részleges a képlékenység, azonban a helyi lemezhorpadásmegakadályozza a képlékeny csukló kialakulását:

A 3. osztályú keresztmetszet ellenállását a rugalmas feszültségeloszlás határozzameg.

A 4. keresztmetszeti osztály esetén a helyi lemezhorpadás megelőzi akeresztmetszet egyes részeiben kialakuló képlékeny állapotot:

A 4. osztályú keresztmetszet ellenállását a lemezhorpadás határozza meg.







Tiszta nyomás esetén az 1., 2. és a 3. keresztmetszeti osztályok között nemteszünk különbséget, mivel mindegyik esetben kialakulhat a keresztmetszetképlékeny viselkedése. A 4. keresztmetszeti osztály esetén a rúdelem ellenállásáta helyi lemezhorpadás határozza meg. Hajlítás és nyomás egyidejűsége esetén a keresztmetszet osztályozását a tisztánhajlított rúdelem analógiája alapján értelmezzük, azonban a besorolástkétféleképpen is végrehajthatjuk:

• osztályozás a tiszta feszültségállapotok alapján

Az egyes igénybevételeket önmagukban működ őnek feltételezzük (tisztahajlítás, tiszta nyomás), és a tiszta igénybevételekből számítottfeszültségeloszlásokra külön-külön határozzuk meg a keresztmetszetiosztályokat (ebben az esetben a keresztmetszet ellenállást a tiszta esetekrekapott osztályok alapján számított tiszta ellenállások interakciósösszegzésével kell meghatározni).

• osztályozás az összetett feszültségállapot alapján

Az egyidejű igénybevételekből számítjuk ki a feszültségeloszlást, és azalapján határozzuk meg a keresztmetszet egységes osztályát. Az eljárás 4.osztályú keresztmetszet esetén iteratív (ebben az esetben a keresztmetszetiellenállást az egységes osztály alapján számított tiszta ellenállások interakciós összegzésével határozzuk meg).

Az első eljárás kézi számításra alkalmas egyszer ű módszerhez vezet. A második eljárás bonyolultabb (4. keresztmetszeti osztály esetén iteratív), azonbanszámítógép alkalmazása esetén kedvező, mivel általános érvényű módszerhezvezet. Ugyanakkor fontos megjegyeznünk, hogy az eljárás ritka esetbendivergens is lehet! Alkalmazási példa (9) A keresztmetszet fenti osztályozásának célja, hogy a keresztmetszet ellenállásátmeghatározó képletekben az osztálynak megfelelő keresztmetszeti jellemzőketalkalmazzuk, ami a keresztmetszeti ellenállás pontosabb (differenciáltabb)

becslésére, és ebből következően gazdaságosabb tervezésre vezet.

Tiszta húzás, tiszta csavarás és tiszta nyírás esetén a keresztmetszeti osztályfogalmát a szabvány nem értelmezi.






http://www.earecon.com/Hegesztett%20szelv%E9%AE%B9%20gy%E1%B2%B4%E1%B3%A1.jpg





http://www.earecon.com/Hegesztett%20szelv%E9%AE%B9%20gy%E1%B2%B4%E1%B3%A1.jpg










Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HÚZOTT RÚD KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA




A húzott rúd keresztmetszeti ellenállása

A központosan húzott rúdelem akkor megfelelő, ha minden keresztmetszetérekimutatható, hogy a tervezési húzóer ő nem nagyobb, mint a keresztmetszethúzási ellenállása:

A húzott keresztmetszet ellenállása a képlékeny ellenállás és a törési ellenállásközül a kisebbik:

Ahol

A kifejezésekben szereplő keresztmetszeti jellemzők:

• bruttó keresztmetszeti terület ( A)

a névleges keresztmetszeti méretekkel kiszámított keresztmetszeti terület;

• nettó keresztmetszeti terület ( Anet )

a névleges keresztmetszeti területből a keresztmetszetben lévő gyengítések (pl. csavarlyukak) levonásával kapott keresztmetszeti terület.

A szárain bekötött húzott szögvasak ellenállásának számítása különmegfontolást igényelnek.











































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HÚZOTT RÚD KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA




A húzott rúd keresztmetszeti ellenállása

A központosan húzott rúdelem akkor megfelelő, ha minden keresztmetszetérekimutatható, hogy a tervezési húzóer ő nem nagyobb, mint a keresztmetszethúzási ellenállása:

A húzott keresztmetszet ellenállása a képlékeny ellenállás és a törési ellenállásközül a kisebbik:

Ahol

A kifejezésekben szereplő keresztmetszeti jellemzők:

• bruttó keresztmetszeti terület ( A)

a névleges keresztmetszeti méretekkel kiszámított keresztmetszeti terület;

• nettó keresztmetszeti terület ( Anet )

a névleges keresztmetszeti területből a keresztmetszetben lévő gyengítések (pl. csavarlyukak) levonásával kapott keresztmetszeti terület.

A szárain bekötött húzott szögvasak ellenállásának számítása különmegfontolást igényelnek.











































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A NYOMOTT RÚD KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA




A nyomott rúd keresztmetszeti ellenállása

A központosan nyomott rúdelem akkor megfelelő, ha minden keresztmetszetérekimutatható, hogy a tervezési nyomóer ő nem nagyobb, mint a keresztmetszetnyomási ellenállása:

A tisztán nyomott rúdelem esetén az 1., 2. és 3. osztályú keresztmetszetek ellenállását az egyenletes feszültségeloszlás miatt a képlékeny ellenállással

jelenti:

A 4. osztályú keresztmetszet esetén az ellenállást a teljes képlékenységkialakulása előtt megjelenő lemezhorpadás határozza meg, ezért az effektívkeresztmetszeti területtel kell számolni:

A kifejezésben szereplő keresztmetszeti jellemző:

• effektív keresztmetszeti terület ( Aeff )

A húzott lemezrészek névleges területeiből és a nyomott lemezrészek effektív területeiből számított területösszeg; a posztkritikus tartalékkalrendelkező lemezhorpadást figyelembe vevő effektív lemezrészek meghatározását az EC3-1-5 tartalmazza.

A külpontosan nyomott rúdelemet az EC3 a hajlított és normáler ővel terhelt

szerkezeti elem kategóriájába sorolja, amelyet külön fejezetben tárgyalunk.

















































://www.earecon.com/ePostGrad/DesktopDefault.aspx?docid=1541&ParentTabId=17&ParentMenuId=69[2013.09.19. 7:18:44]

Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HAJLÍTOTT GERENDA KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A ker esztm etszet ek ellenáll ása

Tiszta hajlítás esetén az alábbi keresztmetszeti modulusokat különböztetjük meg:

• képlékeny keresztmetszeti modulusz, amely az 1. vagy a 2. osztályba sorolható

keresztmetszet teljes képlékeny viselkedéséhez tartozik;

• rugalmas keresztmetszeti modulusz, amely a 3. osztályba sorolható keresztmetszet rugalmas

viselkedéséhez tartozik;

• effektív keresztmetszeti modulusz, amely a 4. osztályba sorolható keresztmetszet effektív

részének rugalmas viselkedéséhez tartozik.

Az 1. és 2. osztályú keresztmetszetek esete Az 1. vagy 2. osztályú keresztmetszettel rendelkező tisztán hajlított rúdelem ellenállását a teljesképlékenység (képlékeny csukló) kialakulása határozza meg. A képlékeny csuklóban a belsőnyomatéki ellenállás az alábbiak szerint számítható:


• képlékeny keresztmetszeti modulus ( )

Kétszeresen szimmetrikus I és H szelvények esetén a a képlékeny feszültségeloszlásból azalábbiak szerint határozható meg:

A 3. osztályú keresztmetszet esete A 3. osztályú keresztmetszet ellenállását a teljes képlékenység (képlékeny csukló) kialakulása el őtt bekövetkező lemezhorpadás határozza meg. Szélső esetben ez a keresztmetszet szélső szálábanmegjelenő első képlékeny folyással esik egybe, ezért a keresztmetszeti ellenállás az alábbiak szerintszámítandó:






























• rugalmas keresztmetszeti modulus ( )

A a keresztmetszet legjobban igénybevett szálára vonatkozik. Kétszeresen szimmetrikus I

szelvény esetén a rugalmas keresztmetszeti modulus a rugalmas feszültségeloszlásból azalábbiak szerint határozható meg:

A 4. osztályú keresztmetszet esete A 4. osztályú keresztmetszet ellenállásának kimerülését a szélső szál képlékenységét megelőzőenkialakuló lemezhorpadás határozza meg. Amennyiben a horpadást kiváltó normálfeszültségetismernénk, akkor az ellenállás a horpadást okozó feszültség kiszámításával meghatározható volna(lásd például az MSz 15024 szabvány gerinchorpadás vizsgálatát). Az EC3 acélszerkezeti szabvány alemezhorpadás figyelembe vételét új formai megoldással közelíti meg. Feltételezi, hogy akeresztmetszet nyomott lemezrészeiben a keresztmetszeti terület egy része elveszti a hatékonyságát,és az ellenállást a megmaradó effektív keresztmetszet határozza meg. Az effektív keresztmetszetetrugalmas (3. osztályú) keresztmetszetként kezeljük. Következésképpen az effektív keresztmetszetellenállását a szélső szálban megjelenő első képlékeny folyás határozza meg:

A kifejezésekben szereplő keresztmetszeti jellemző:

• effektív keresztmetszeti modulus ( )

Kétszeresen szimmetrikus I szelvény esetén a értékét kézi számítás esetén közelítőeljárással, gépi számítás esetén iteratív eljárással számíthatjuk ki.

A kézi számításra alkalmas közelítő eljárás lényege, hogy az effektív keresztmetszet számításátiteráció nélkül hajtjuk végre. Az alábbiak szerint először az öv effektív keresztmetszetét határozzuk meg (1-2. lépés), majd annak figyelembe vételével a gerinc effektív keresztmetszetét számítjuk ki (3.lépés): 1. lépés: a névleges keresztmetszet rugalmas feszültségi eloszlásának meghatározása











2. lépés: (2/1) az 1. lépésből kapott feszültségeloszlás alapján a nyomott öv effektív részének meghatározása; (2/2) az új súlyvonal helyének meghatározása; (iii) az új feszültségeloszlásmeghatározása;

3. lépés: (3/1) a 2. lépésben kapott feszültségeloszlás alapján a gerinc effektív részének meghatározása; (3/2) az új súlyvonal meghatározása; (3/3) az effektív (rugalmas) keresztmetszeti jellemző kiszámítása.

Számítógépes eljárás esetén az iteratív eljárás alkalmazását javasoljuk. A módszer lényege, hogyminden lépésben az aktuális feszültségeloszlásra meghatározzuk az összes alkotólemez effektívkeresztmetszetét, és az eljárást addig ismételjük, míg a két utolsó lépéshez tartozó effektívkeresztmetszet eltérése az előírt küszöbérték alatt marad (az iteratív eljárás általában 3 lépés utánkonvergens).

A hajlított gerenda keresztmetszetét a hajlító nyomaték mellett általában nyíróerő is terheli. A nyírásfigyelembe vételét a választott tervezési módszer határozza meg, amely rugalmas, vagy képlékenyalapú lehet. A nyíróerő figyelembe vétele rugalmas alapú tervezés esetén Rugalmas alapú tervezést általában a 3. vagy 4. keresztmetszeti osztály esetén alkalmazzuk, ahol ahajlításból és nyírásból származó egyidejű feszültségek behelyettesítésével kell az alábbi teherbírásifeltételt kielégíteni:

Ahol







A 4. osztályú keresztmetszet esetén az effektív keresztmetszeti jellemzőket kell alkalmazni. A nyíróerő figyelembe vétele képlékeny alapú tervezés esetén A képlékeny alapú tervezést az 1. és 2. keresztmetszeti osztály esetén alkalmazhatjuk. A tervezésinyíróer ő hatása elhanyagolható, ha az nem haladja meg a keresztmetszet képlékeny nyírásiellenállásának 50%-át:

Amennyiben a nyíróer ő hatása nem hanyagolható el, akkor a keresztmetszet tiszta hajlításiellenállását redukálni kell a nyíróerő hatásával. A redukció során a nyírásnak kitett lemezelem(gerinc) tervezési szilárdságát az alábbiak szerint kell csökkenteni:

ahol

A redukciót a képlékeny keresztmetszeti modulus számításánál kell figyelembe venni. A módszer alkalmazása kétszeresen szimmetrikus, er ős tengely körül hajlított I és H szelvények esetén akövetkező eredményre vezet:

A hajlítás és nyírás interakciója mellett ellenőrizni kell a tiszta nyírás esetét is.








http://www.earecon.com/Documents%20and%20Settings/gubiczazs/Dokumentumok/Hegesztett%20szelv%E9%AE%B9%20gy%E1%B2%B4%E1%B3%A1.jpg



















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HAJLÍTOTT ÉS NORMÁLERŐVEL TERHELT SZERKEZETI ELEMKERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA


A hajlított és normáler ővel terhelt szerkezeti elem keresztmetszete általánosesetben kétirányú hajlításnak, nyomásnak vagy húzásnak és nyírásnak vankitéve. A normáler ő hatását az 1. és 2. osztály esetén a tiszta hajlítási ellenállásredukálásával kell figyelembe venni. Kétszeresen szimmetrikus I és Hszelvények, illetve övlemezzel rendelkező más (pl. doboz) szelvények esetén aredukciót csak akkor kell elvégezni, ha a tervezési normáler ő a keresztmetszeter ős ( y-y) tengelye körüli hajlítása esetén meghaladja a képlékeny ellenállás25%-át, vagy a gerinc képlékeny ellenállásának 50%-át:

A gyenge ( z-z) tengely körüli hajlítás esetén ez a határ a gerinc képlékenyellenállásával egyenlő:

A redukció a keresztmetszet típusától függ:

• hengerelt I és H szelvény, illetve kétszeresen szimmetrikus hegesztett I

szelvény esetén:

• RHS, SHS és kétszeresen szimmetrikus hegesztett dobozszelvény esetén:














http://www.earecon.com/ePostGrad/A%20hajl%EF%BF%BDtt%20%E9%B3%A520nyomott%20elem%20keresztmetszeteinek%20ellen%E1%AC%AC%E1%B3%A1.zip

http://www.earecon.com/ePostGrad/A%20hajl%EF%BF%BDtt%20%E9%B3%A520nyomott%20elem%20keresztmetszeteinek%20ellen%E1%AC%AC%E1%B3%A1.zip

















Amennyiben a keresztmetszet kettős hajlításnak van kitéve, akkor a redukciótegymástól függetlenül kell elvégezni, és alkalmazni kell az alábbi interakciósformulát:

ahol az a és b tényezők a biztonság javára egységnyinek vehetők (konzervatívtervezés), vagy a szelvény típusától függően az alábbi értékek használhatóak:

• I és H szelvény esetén:

• CHS szelvény esetén:

• RHS és SHS szelvények esetén:

Amennyiben a keresztmetszetre nyíróer ő is hat, akkor a fenti kifejezésekbenszereplő tiszta hajlítási ellenállásokat a nyíróer ő hatásával is redukálni kell. A 3. és 4. osztályú hajlított, normáler ővel terhelt, nyírt keresztmetszet esetén a

redukált feszültség formuláját kell alkalmazni:

ahol a feszültségek - általános esetben - az alábbiak szerint számíthatóak:

A 4. osztály esetén a feszültségeket az effektív keresztmetszeti jellemzők alapján kell kiszámítani, és amennyiben a keresztmetszet nem kétszeresenszimmetrikus, akkor figyelembe kell venni a tiszta nyomáshoz tartozó effektívkeresztmetszet súlyvonalának eltolódásából származó járulékos hajlításinyomatékokat is.Alkalmazási példa (10)





























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A CSAVART SZERKEZETI ELEM KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA




Az alaktartó szerkezeti elemekben csavarási ellenállása a tiszta (St.Venant) és a

gátolt csavarási ellenállásból tevődik össze. A tiszta csavarásból a falvastagságmentén változó nyírófeszültség, a gátolt csavarásból normálfeszültség ésnyírófeszültség keletkezik. A csavart keresztmetszet ellenállását (4) az EC3-1-16.2.7 szakasza tárgyalja. A (nem alaktartó keresztmetszetű elemek (példáulvékonyfalú szelemenek) ellenállását az EC3-1-3 kötet tárgyal. A problémával a

jelen tananyagban nem foglalkozunk.










































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SZERKEZETI ELEMEK GLOBÁLIS STABILITÁSI ELLENÁLLÁSA


Szerkezetek méretezését – illetve ebből következően a modellezését is - aglobális stabilitási problémák alapvetően meghatározzák. A szabványértelmében a rugalmas méretezési módszer alkalmazása esetén a globálisstabilitási vizsgálat az alábbi alternatív modellezési-méretezési eljárások valamelyikével végezhető el:

• Csökkentő tényezős eljárás

Az eljáráshoz teljesen síkbeli, vagy kifordulást és térbeli elcsavarodást nemtartalmazó térbeli modellt alkalmazunk. A modell nem tartalmazza a helyettesítőimperfekciókat, de tartalmazza a tényleges alakhibákat, amennyiben azok figyelembe vétele mértékadó. A kiszámított igénybevételek alapján az egyes

szerkezeti elemeket külön-külön, a teljes modell viselkedéséből meghatározottkihajlási hosszakra (viszonyított karcsúságokra) ellenőrizzük. Alternatív

eljárásként a síkban fekvő teljes szerkezet egyben is vizsgálható (általánoseljárás). Alkalmazási példa (11)

• Helyettesítő imperfekciós eljárás

Az eljáráshoz teljes térbeli viselkedést (általános esetben a gátolt csavarást is)leíró modellt alkalmazunk. A modell tartalmazza a globális és lokális

helyettesítő imperfekciókat. A másodrend ű módszerrel számított igénybevételek alapján meghatározott keresztmetszeti tervezési ellenállások tartalmazzák aglobális stabilitásvesztés hatását is.


• Részlegesen helyettesítő imperfekciós eljárás

Az eljáráshoz teljes síkbeli, vagy kifordulást és térbeli elcsavarodást nemtartalmazó térbeli modellt alkalmazunk. A modell tartalmazza a globálishelyettesítő imperfekciókat, de nem tartalmazza a lokális helyettesítő

imperfekciókat. A másodrend ű módszerrel számított igénybevételekből az egyesszerkezeti elemeket külön-külön ellenőrizzük stabilitásra a csökkentő tényezőseljárással, ahol a szerkezeti hosszakkal megegyező kihajlási hosszakat vesszük figyelembe.

Alkalmazási példa (13) A fentiekben alkalmazott fontosabb fogalmak meghatározása: Rugalmas méretezési módszer

Rugalmas méretezési módszerr ő l akkor beszélünk, amikor a méretezési igénybevételeket lineárisan

rugalmas anyamodell alapján számítjuk. A módszer alkalmazása nem zárja ki, hogy a

keresztmetszetek ellenállásának számításakor a keresztmetszetek képlékeny teherbírásával

számoljunk.

Szerkezeti modell

A valós szerkezet geometriájának leképezése síkbeli vagy térbeli virtuális modellé. Például két







































végén feltámasztott valós gerenda szerkezeti modellje egy referencia vonalból, a vonalhoz rendelt

keresztmetszetbő l, és a két végpontra értelmezett megtámasztási feltételekbő l áll.

Mechanikai modell

A gépi programok a szerkezeti modellbő l mechanikai modellt generálnak. Az elő ző példa kapcsán a

mechanikai modell dönti el, hogy a számítási eredmények tartalmazzák-e például a gerenda

oldalsó kifordulását (amennyiben a mechanikai modell síkbeli, akkor természetesen nem,

amennyiben a gátolt csavarást is figyelembe vevő térbeli, akkor igen).

Helyettesítő imperfekciók

A szerkezeti elem referencia tengelyének olyan kezdeti görbesége illetve ferdesége, amelynek

alkalmazása esetén a másodrend ű en számított igénybevételek alapján meghatározott

keresztmetszeti ellenállás tartalmazza a globális stabilitásvesztés hatását is.

Globális helyettesítő imperfekció

A szerkezet helyettesít ő alakhibája a szerkezeti elemeken belüli helyettesít ő görbeség (lokális

imperfekció) nélkül (általában ferdeség). A „helyettesít ő ” jelző arra utal, hogy az alakhiba

nagysága tartalmaz más hatásokat is (pl. belső maradó feszültségek).

Lokális helyettesítő imperfekció

Az egyes szerkezetei elemeken belüli helyettesít ő görbeség. A „helyettesít ő ” jelző arra utal, hogy az

alakhiba nagysága tartalmaz más hatásokat is (pl. belső maradó feszültségek).

Másodrendű számítás

A másodrend ű számítás figyelembe veszi a modell elmozdulását, illetve alakváltozását, amiknek

következtében a számítás matematikai értelemben nem-lineáris eljárásra vezet. Keretek esetén a

másodrend ű számítás általában nagyobb tervezési nyomatékokat eredményez.

Globális stabilitásvesztési mód

A szerkezet lineárisan rugalmas modellje adott teherelrendezés és intenzitás (rendszerint

egyparaméteres statikus teher) mellett a kezdeti alakból hirtelen kitér egy másik egyensúlyi alakba.

A „globális” szó azt jelzi, hogy az új alak a rugalmas referencia tengelyek meggörbülését és a

keresztmetszetek tengely körüli esetleges elfordulását tartalmazza, de nem tartalmazza a

keresztmetszetet alkotó lemezek horpadását (lokális stabilitásvesztést). Globális stabilitásvesztési

mód például a tökéletes kétcsuklós nyomott rúd Euler er ő alatti kihajlása. A „globális” jelző

vonatkozhat a teljes modellre, vagy annak egy elemére is.

Ekvivalens szerkezeti elem

A szerkezeti modell valamely elemét egyszer ű szerkezeti elem modelljével helyettesíthetjük, ahol a

modellkülönbséget a megfelelő kihajlási hossz (vagy hosszak) felvételével kompenzáljuk. A felvett

kihajlási hossz akkor megfelelő , ha az ekvivalens szerkezeti elem vizsgálata a tényleges modell

vizsgálatához hasonló, vagy a biztonság javára jól közelít ő tervezési ellenállást ad.

A fent megjelölt három eljárás közül a gyakorlatban a csökkentő tényezőseljárást alkalmazzuk. Közelítő „kézi” számítás esetén hasznos lehet arészlegesen helyettesítő imperfekciós eljárás is. A helyettesítő imperfekciós

eljárás a gyakorlati életben számos problémát vet fel, alkalmazását speciáliskörülmények között javasoljuk. A csökkentő tényezős eljárásból következik, hogy a szerkezet statikai számításátsíkbeli modellen, vagy olyan térbeli modellen is elvégezhetjük, ahol a gátoltcsavarást nem vesszük figyelembe. A számítás célja az elmozdulások és atervezési igénybevételek meghatározása. Amennyiben a program lehetővé teszi,akkor ugyanazon a modellen meghatározhatjuk a keret síkjában bekövetkezőstabilitásvesztéshez tartozó kritikus terhet is, amelyből meghatározhatjuk azekvivalens elemek kihajlási hosszait. Az eljárás alkalmazása esetén az oszlopok és gerendák oldalsó kihajlásához és kifordulásához tartozó kihajlási hosszakat a

keret megtámasztási viszonyainak elemzéséből becsléssel vesszük fel.

A szabvány támogatja az alternatív általános stabilitásvizsgálati eljárást (2) is,amely keretében olyan térbeli mechanikai modellt alkalmazunk, ahol a számítástartalmazza az oldalsó kihajlást és/vagy a kifordulást is. Ebben az esetben a









keret elemeinek külön-külön történő globális stabilitásvizsgálata helyettegyetlen, a teljes keret alkotta „szuperelem” csökkentő tényezősstabilitásvizsgálatát végezzük el.

A továbbiakban csak a csökkentő tényezős eljárással foglalkozunk. Aszerkezeti elemek (és szerkezetek) globális stabilitásának vizsgálata során azalábbiakat kell elvégezni:

• Központosan nyomott rúd kihajlásának ellenőrzése;

• Hajlított gerenda kifordulásának ellenőrzése;

• Nyomott és hajlított szerkezeti elemek stabilitásának ellenőrzése.























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KÖZPONTOSAN NYOMOTT RÚD KIHAJLÁSI ELLENÁLLÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek t eherbírása / A szerkezetielemek globális stabilitási ellenállása

A nyomott rúd vizsgálata két probléma megoldásából áll:

o az elméleti nyomott rúd kihajlását okozó kritikus er ő meghatározása(egyenérték ű a kihajlási hossz megállapításával), és

o a valós nyomott rúd kihajlási ellenállásának kiszámítása.Az elméleti probléma megoldása a valós probléma kezelésének része: a valós rúd

viszonyított kapcsúságát az elméleti rúd kritikus erejébő l számítjuk ki. z elméleti nyomott rúd kihajlását okozó kritikus erő meghatározása

A tökéletesen rugalmas nyomott rúd kritikus erejéhez tartozó rugalmas kihajlásimód a keresztmetszet alakjától, illetve a rúd megtámasztási viszonyától függ. Azelméleti kihajlási módok a következők:

• egyszerű kihajlás a z -z tengely körül

A kihajlás a keresztmetszet z-z tengelye körül, a keresztmetszetelcsavarodása nélkül következik be:

• egyszerű kihajlás az y-y tengely körülA kihajlás a keresztmetszet y-y tengelye körül, a keresztmetszetelcsavarodása nélkül következik be:



























• elcsavarodó kihajlás

A rúd a tengelye körül elcsavarodik az egyszer ű kihajlás bekövetkezésenélkül:

• térbeli elcsavarodó kihajlás

A rúdtengely körüli elcsavarodó kihajlás az egyszer ű kihajlássalkombinálódik:





Az egyszer ű kihajlás általában a kétszeresen szimmetrikus hengerelt vagy hegesztett(I, H, RHS, SHS és doboz) szelvényekre jellemző. A kihajlás rendszerint a gyenge

(z-z) tengely körül következik be, ha azonban a rúd a gyenge tengelye körülikihajlásában gátolt, akkor a nagytengely körüli kihajlás mértékadó lehet. Azelcsavarodó kihajlás elsősorban a kis csavaró merevséggel rendelkező (pl.görögkereszt) szelvényekre jellemző. A térbeli elcsavarodó kihajlás az egyszeresenszimmetrikus (pl. U, „kalap” és I) szelvények esetén lehet mértékadó. A nyomott rúdelem N cr kritikus ereje a numerikus stabilitási analízis (14)

módszerével is meghatározható. Mivel a rúdelem általában a globális szerkezetbőlkiragadott szerkezeti rész, az elkülönített elem modellje akkor releváns, hogyha a

felvett megtámasztások alapján kiszámított kritikus er ő közel esik a teljes szerkezetimodell globális stabilitási analíziséből kapott kritikus er őhöz. Ugyanakkor azelkülönítés módszerrét éppen azért alkalmazzuk, mert a teljes szerkezet globálisstabilitási analízisét nem tudjuk, vagy nem akarjuk végrehajtani. Ebből azkövetkezik, hogy az elkülönített elem rugalmas kritikus erejét akkor számíthatjuk azelkülönített elemen, ha az elkülönített elem peremfeltételeit jól átlátható, viszonylagegyszer ű és biztonságos elv alapján tudjuk felvenni. Ilyen esetnek számít például arácsos tartót alkotó rúdelemek kritikus erejének (kihajlási hosszának) felvétele.Bonyolultabb esetekben (pl. kilengő keret) a teljes szerkezet globális stabilitásianalízisének végrehajtását javasoljuk .

valós (imperfekt) nyomott rúd kihajlási ellenállásának számítása A valós nyomott rúd ellenállását a szabvány önálló szakaszban tárgyalja. Aközpontos nyomásnak kitett rúd megfelel, ha a tervezési nyomóer ő nem nagyobb,mint a tervezési kihajlási ellenállás:

A központosan nyomott keresztmetszetben a tervezési feszültségek eloszlásaegyenletes, ezért az 1., 2. és a 3. keresztmetszeti osztály viselkedése között nem

teszünk különbséget, így mindhárom esetben a tervezési kihajlási ellenállást azalábbi formula alapján határozzuk meg:

http://www.earecon.com/ePostGrad/A%20h%EA%BA%AFtt%20%E9%B3%A520a%20nyomott%20r%EA%A4%A5lem%20ellen%E1%AC%AC%E1%B3%A1.zip








A 4. keresztmetszeti osztály esetén a rúdkihajlás interakcióban van azalkotólemezek horpadásával, ezért az effektív keresztmetszeti területtel kellszámolni:

A kísérleti és numerikus szimulációk eredményeire alapozva a szabvány a ckihajlási csökkentő tényezőt az alábbi formulával adja meg:

A kihajlási csökkentő tényező értékét a viszonyított karcsúság és az a

imperfekciós tényező határozza meg. A viszonyított karcsúság kifejezésébenszerepel a keresztmetszeti terület, amelyet a tiszta nyomáshoz tartozó

keresztmetszeti osztálytól függően a nettó, vagy az effektív értékkel kell számításbavenni:

- 1., 2. és 3. osztály esetén:

- 4. osztály esetén:

A viszonyított karcsúság kifejezésében az a rúdelem megfelelő kihajlási

módjához tartozó rugalmas kritikus er ő. A szelvény gyártása során keletkezőimperfekciók (elsősorban a kezdeti görbeség és a belső maradó feszültségek )kedvezőtlen hatását az a imperfekciós tényező veszi figyelembe, amelynek értékea keresztmetszet csoportjától függ (a szabvány a keresztmetszeteket öt csoportbasorolja: a0,a,b,c,d). A tényező értékét az EN 1993-1-1 szabvány 6.1 Táblázata és 6.2

Táblázata alapján kell felvenni.






















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HAJLÍTOTT GERENDA KIFORDULÁSI ELLENÁLLÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A szerkezet ielemek globális stabilitási ellenállása

A hajlított gerenda vizsgálata két probléma megoldásából áll:

• az elméleti hajlított gerenda kifordulását okozó kritikus nyomaték

meghatározása, és

• a valós hajlított gerenda kifordulási ellenállásának számítása.

Az elméleti probléma megoldása a valós probléma kezelésének része: a valósgerenda viszonyított kapcsúságát az elméleti gerenda kritikus nyomatékábólszámítjuk ki. Az elméleti hajlított gerenda kifordulása Az ideálisan rugalmas (elméleti) hajlított gerenda kifordulása a gyengetengely körüli egyszer ű kihajlás és a rúdtengely körüli elcsavarodó kihajláskombinációjából álló térbeli stabilitásvesztési mód. A koncentrált er ővelhajlított, villásan megtámasztott kéttámaszú I gerenda kifordulását az alábbi képszemlélteti:

Az egyik végén befogott, másik végén szabad U szelvényű gerenda kifordulásátaz alábbi kép mutatja:

Az ideálisan rugalmas, legalább a hajlítás síkjában szimmetrikuskeresztmetszetű gerenda kifordulását okozó rugalmas kritikus nyomaték azalábbi képletből számítható:






























ahol

a keresztmetszet inercianyomatékai;

a tehertől és a megtámasztási viszonyoktól függő konstansok (ld.SK-2 55. oldal 5.13 és 5.14 táblázatok);

az oldalsó kihajláshoz, illetve az elcsavarodáshoz tartozókihajlási hossztényezők;

(negatív, ha a tehervektor a csavarási középpont felé mutat…);

(pozitív, ha a nagyobb -vel rendelkező övlemez a nyomott a

legnagyobb nyomaték helyén); a teher hatáspontjának koordinátája;

a csavarási középpont koordinátája. A geometriai paraméterek értelmezését az egyszeresen szimmetrikus I szelvény

példáján keresztül mutatjuk be:

A nyomatéki ábra alakjától, illetve a megtámasztási viszonyoktól függő C

tényezők analitikus eljárással meghatározható elméleti értékek, ezért az EC3-1-1 a tényezők számításával nem foglalkozik. A szakirodalomból ismert

táblázatok rendszerint két igénybevételi típusra adják meg a C tényezők értékeit:

az elemvégi nyomatéki terhek esetére (SK-2 5.13 táblázata), illetvea keresztirányú terhek (háromszög, illetve parabola alakú nyomatékábrák)esetére (SK-2 5.14 táblázata).

A lineáris nyomatékábrával terhelt kétszeresen szimmetrikus keresztmetszetűvillás kéttámaszú tartó esetén az alábbi képlet is alkalmazható:

Változó érték ű nyomatéki ábra esetén az M cr kritikus nyomatékot a vizsgált

gerenda nyomatéki ábrájának maximuma helyén értelmezzük.





A hajlított gerenda kritikus nyomatéka numerikus stabilitási analízis (15)módszerével is meghatározható. Mivel a gerenda általában a globálisszerkezetből kiragadott szerkezeti rész, az elkülönített elem modellje akkor releváns, hogyha a felvett megtámasztások alapján kiszámított kritikusnyomaték közel esik a teljes szerkezeti modell globális stabilitási analízisealapján kapott kritikus nyomatékhoz. Ugyanakkor az elkülönítés módszerrétéppen azért alkalmazzuk, mert a teljes szerkezet globális stabilitási analízisétnem tudjuk, vagy nem akarjuk végrehajtani. Ebből az következik, hogy azelkülönített elem rugalmas kritikus nyomatékát akkor számíthatjuk azelkülönített elemen, ha az elkülönített elem peremfeltételeit jól átlátható,viszonylag egyszerű és biztonságos elv alapján tudjuk felvenni . Ellenkezőesetben javasoljuk a teljes szerkezet globális stabilitási analízisének végrehajtását. A valós hajlított gerenda kifordulási ellenállásának számítása A szimmetria síkjában (er ős tengely körül) hajlított valós gerenda kifordulásellen megfelel, ha a tervezési hajlító nyomaték nem nagyobb, mint a tervezésikifordulási ellenállás:

Az tervezési hajlító nyomaték a vizsgált gerendát terhelő mértékadó

nyomatéki ábra maximum értéke. Az kifordulási ellenállás a tisztánhajlított keresztmetszet ellenállásának csökkentett értéke, így függ akeresztmetszet osztályától:

- 1. és 2. osztály esetén:

ahol a képlékeny keresztmetszeti modulusz;


ahol a rugalmas keresztmetszeti modulusz;


ahol az effektív keresztmetszeti modulusz. Valós gerendákon végzett kísérletek és numerikus szimulációk alapján a

szabványalkotók a c LT kifordulási csökkentő tényezőt általánosságban azalábbi képlettel határozták meg:

http://www.earecon.com/Dodo








A csökkentő tényező képlete két tervezési paramétert tartalmaz. Aviszonyított kifordulási karcsúság kifejezésében szereplő keresztmetszeti

modulus a tiszta hajlításra vonatkozó keresztmetszeti osztálytól függ:

- 1. és 2. osztály esetén:



A viszonyított karcsúság kifejezésében a fentiek alapján meghatározottrugalmas kritikus nyomaték. Az a LT imperfekciós tényező veszi figyelembe a

szelvény gyártási technológiájából származó tökéletlenségek (elsősorban akezdeti görbeség és a belső maradó feszültségek) hatását. A szelvények akialakítástól és a geometriai méretektől függően négy csoportba kerültek

besorolásra (a,b,c és d). A besorolást, és az imperfekciós tényező értékeit aszabvány 6.3-6.4 Táblázataiban találjuk meg. Az EC3 melegen hengerelt és azokkal egyenérték ű (ekvivalens) hegesztett Iszelvények esetén megengedi a kifordulási csökkentő tényező alternatív módon

való számítását (5). Az alternatív csökkentő tényező alkalmazása közepes ésnagy karcsúságú gerendák esetén gazdasági előnyhöz vezet.





























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A NYOMOTT ÉS HAJLÍTOTT SZERKEZETI ELEM STABILITÁSI ELLENÁLLÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A szerkezet ielemek globális stabilitási ellenállása

A nyomott és hajlított szerkezeti elem stabilitási tönkremenetelét a magas

költségek miatt viszonylag kevesen vizsgálták laboratóriumi körülmények között. Ugyanakkor az elmúlt években sokan vizsgálták a problémát anumerikus szimuláció módszerével. A kiterjedt numerikus vizsgálatok újtudásbázist teremtettek, amely alapján a szabványalkotók a hagyományosinterakciós formulát tovább fejlesztették. A széles körben elfogadott paradigmaszerint a nyomott és hajlított rúdelem stabilitási ellenállása a tiszta nyomásokozta kihajlási ellenállás, az y-y tengely körüli tiszta hajlítás okozta kifordulásiellenállás, és a z-z tengely körüli tiszta hajlítási ellenállás interakciójakéntfogható fel. A szabvány interakciós formulája szigorúan véve az alábbifeltételek mellett használható:

a szerkezeti elem önálló szerkezet, vagy a globális szerkezetbőlelkülönített részszerkezet;a szerkezeti elem a f ősíkjában egyszer ű, határozott tartó, végein oldalsóelmozdulás és elcsavarodás ellen megtámasztott (villás támasz);a szerkezeti elem oldalról folytonosan megtámasztott, vagy a kéttámaszpont között teljesen szabad;a szerkezeti elem lehet nyomott, és/vagy hajlított, mindkét f őtengelyirányában;a tervezési igénybevételek tartalmazzák a kilengő szerkezet másodrend űnyomatékait.

A fenti feltételeknek megfelelő szerkezeti elem ellenállása megfelelő, hakielégíti a következő két formulát:

ahol

- az elem mentén ható állandó normáler ő;

- elem mentén ható nyomatékábrák legnagyobb értékei;

- 4. osztályú keresztmetszet esetén a tisztán nyomáshoztartozó effektív keresztmetszet súlypontjának eltolódásából származó járulékos nyomatékok (

);

- az y-y és a z-z tengely körüli kihajláshoz, illetve akiforduláshoz tartozó csökkentő tényezők;
































- a választott módszertől függő interakciós tényezők;

- keresztmetszeti osztálynak megfelelő jellemzők (képlékeny, rugalmas, vagy effektív);

- tervezési szilárdság karakterisztikus értéke;

- parciális tényező.

A interakciós tényezőket a numerikus szimulációból kapotttudásbázis alapján bonyolult képletekkel adják meg. A kalibrációs munkát kétszabványalkotó munkacsoport egymástól „függetlenül” végezte, és kétféle

javaslattal éltek a szabványbizottság felé. A bizottság „salamoni” döntése anemzeti bizottságokra bízta a választást, ezért a szabvány mindkét megoldásttartalmazza. A „francia-belga” munkacsoport megoldása a Method 1 elnevezéstkapta. Az általuk javasolt tényezőket az EN 1993-1-1 A.1 táblázatában találjuk.Az eljárás előnye, hogy a formula folyamatos átmenetet ad a tiszta teherbírásiformák között, beleértve az 1. és 2. osztályú elemek keresztmetszeti ellenállásátis. Az eljárás kétségtelen hátránya a bonyolult, és a felhasználó számára mindenvalószínűség szerint érthetetlen összefüggések sorozata. A „német-oszrák”

munkacsoport megoldása a Method 2 elnevezést kapta. Az általuk javasolttényezőket az EN 1993-1-1 szabvány A.2 táblázatában találjuk. Az eljáráselőnye, hogy a képletek egyszer ű bbek, azonban kétségtelen hátránya, hogy azátmenetek kevésbé árnyaltak. Kézi számításra a Method 2 eljárás javasolható, aMethod 1 eljárás alkalmazása a számítógépes programokban jelent előnyt.

Amikor a fenti feltételek nem teljesülnek, de a szerkezeti elem a szimmetriasíkjában terhelt, illetve a jellemző stabilitásvesztési mód a kifordulás és/vagy azoldalsó kihajlás, a szabvány értelmében az általános stabilitásvizsgálati módszer alkalmazható (2).



























- a választott módszertől függő interakciós tényezők;

- keresztmetszeti osztálynak megfelelő jellemzők (képlékeny, rugalmas, vagy effektív);

- tervezési szilárdság karakterisztikus értéke;

- parciális tényező.

A interakciós tényezőket a numerikus szimulációból kapotttudásbázis alapján bonyolult képletekkel adják meg. A kalibrációs munkát kétszabványalkotó munkacsoport egymástól „függetlenül” végezte, és kétféle

javaslattal éltek a szabványbizottság felé. A bizottság „salamoni” döntése anemzeti bizottságokra bízta a választást, ezért a szabvány mindkét megoldásttartalmazza. A „francia-belga” munkacsoport megoldása a Method 1 elnevezéstkapta. Az általuk javasolt tényezőket az EN 1993-1-1 A.1 táblázatában találjuk.Az eljárás előnye, hogy a formula folyamatos átmenetet ad a tiszta teherbírásiformák között, beleértve az 1. és 2. osztályú elemek keresztmetszeti ellenállásátis. Az eljárás kétségtelen hátránya a bonyolult, és a felhasználó számára mindenvalószínűség szerint érthetetlen összefüggések sorozata. A „német-oszrák”

munkacsoport megoldása a Method 2 elnevezést kapta. Az általuk javasolttényezőket az EN 1993-1-1 szabvány A.2 táblázatában találjuk. Az eljáráselőnye, hogy a képletek egyszer ű bbek, azonban kétségtelen hátránya, hogy azátmenetek kevésbé árnyaltak. Kézi számításra a Method 2 eljárás javasolható, aMethod 1 eljárás alkalmazása a számítógépes programokban jelent előnyt.

Amikor a fenti feltételek nem teljesülnek, de a szerkezeti elem a szimmetriasíkjában terhelt, illetve a jellemző stabilitásvesztési mód a kifordulás és/vagy azoldalsó kihajlás, a szabvány értelmében az általános stabilitásvizsgálati módszer alkalmazható (2).























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

AZ ÖSSZETETT (OSZTOTT) KERESZTMETSZETŰ NYOMOTT SZERKEZETI ELEMSTABILITÁSI ELLENÁLLÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A szerkezeti elemek globál isstabilitási ellenállása

Az EC3-1-1 szabvány az összetett (osztott) keresztmetszetű nyomott szerkezeti elem

stabilitási vizsgálatát önálló fejezetben tárgyalja. Az ajánlott eljárás csuklós elemvéget ésállandó szelvényt feltételez. Az összetett keresztmetszetű szerkezeti elemek két alaptípusát azalábbi ábra szemlélteti: Hevederes (battened) Rácsozott (laced)

A hevederes (angol megnevezéssel: battened ) típus esetén a két alapszelvényt nyírt-hajlítottlemezek fogják össze, ezzel szemben a rácsozott (angol megnevezéssel: laced ) típus eseténaz alapszelvényeket húzott-nyomott rudak kapcsolják össze. Mindkét szerkezeti elem típusösszetett szerkezet, amelynek rúdszerkezeti és/vagy héjszerkezeti modellen alapuló

numerikus számítása (9) lehetséges, azonban végrehajtása szakértő

i szintű

modellezésiismereteket igényel. A szabvány, a globális számítás lehetőségét meghagyva, egy „kézi”számításra alkalmas eljárást javasol. A továbbiakban ezt az eljárást ismertetjük. Az összetett szelvényű elem viselkedése alapvetően eltér az anyagi tengely körülideformáció, illetve a nem-anyagi tengely körüli deformáció esetén. Az anyagi tengely körüliviselkedés azonos a tömör szelvények viselkedésével, így a méretezés is azonos módontörténik. A nem-anyagi tengely körüli deformáció esetén a szabvány által javasolt méretezésieljárás alkalmazásának feltételei a következők:

• a szerkezeti elem a két végén csuklós megtámasztású;

• az elem L/500 amplitúdójú kezdeti görbeséggel terhelt az un. anyagi keresztmetszeti

tengely irányában (a hevederezés, illetve rácsozással párhuzamos síkban);

• a hevederek, illetve a rácsrudak rugalmas alakváltozása (amely alapvetően befolyásoljaaz összetett szelvényű elemek stabilitási teherbírását) egy S v egyenérték ű nyírási

merevséggel lehet figyelembe venni a szerkezeti elem teljes hossza mentén;

• a hevederek, illetve a rácsrudak egybevágó modulokat alkotnak az alapszelvényekkel az

elem teljes hosszában;












http://www.earecon.com/ePostGrad/1%20Eurocode%203-r%E3%AC%9Felemei




















• a modulok száma az elem mentén legalább 3;

• az alapszelvények tömör szelvények (a), vagy maguk is összetett szelvények a mer őleges

síkokban (b):

Az eljárás alapgondolata az, hogy a szerkezeti elem (rúd) közepén számított N Ed és M Ed

méretezési igénybevételekből (normáler ő és nyomaték) kiszámítjuk az N ch,Ed mértékadó

övrúd erőt, illetve az elemre jellemző tervezési nyíróerőt:

ahol

a másodrendű tervezési nyomaték a szerkezeti elem közepén

az összetett szelvény effektív kritikus ereje

tervezési normáler ő (a számítási modellben tömör rúdelemetfeltételezve)

elsőrend ű tervezési nyomaték az elem közepén (a számításimodellben tömör rúdelemet feltételezve)

az alapszelvények súlypontjainak távolsága

egy alkotószelvény (öv) keresztmetszeti területe

összetett szelvény effektív inercianyomatéka (a számítás módjátlásd késő bb)

a hevederezett, vagy rácsozott modulok nyírási merevsége

tervezési (maximális) nyíróerő az elemvégi modulokban a szerkezeti elem névleges hossza

Az összetett szelvényű nyomott (és hajlított) szerkezeti elem teherbírásának vizsgálata függaz osztott szelvény típusától (hevederezett vagy rácsozott).

A hevederezett szerkezeti elem vizsgálata

A hevederezett szerkezeti elem övrúdjait, hevedereit és az öv-heveder kapcsolatokat aszerkezeti elem végein és közepén kell megvizsgálni. A mértékadó normáler ő az elemközepén, a mértékadó nyíróer ő az elem végén lép fel. Az egyszer űség kedvéért a mértékadónormáler őt kombinálhatjuk a mértékadó nyíróer ővel, feltételezve, hogy mindkettő az elemvégénél elhelyezked ő modulban jelentkezik. Ez az alábbi méretezési igénybevétel eloszláshozvezet:

N ch,Ed





Az ábrán látható méretezési igénybevételek a következők:

• heveder esetén: V b.Ed és M b.Ed

• övrúd esetén: N ch.Ed , V ch.Ed és M ch.Ed

A fenti méretezési igénybevételek kiszámításához szükségünk van a hevederes kialakításúösszetett szelvényű szerkezeti elemre jellemző nyírási merevségre, illetve az effektívinercianyomatékra, amelyeket az alábbi képletekkel lehet kiszámítani:

ahol

egy alkotó szelvény inercia nyomatéka a hevederezés síkjában

egy heveder inercia nyomatéka a hevederezés síkjában a hevederezési síkok száma (általában n=2) hatékonysági tényező az alábbi táblázat szerint:

feltétel m

0

1

ahol

Az elem végén elhelyezked ő hevederezett modulra az alábbi vizsgálatokat javasoljuk elvégezni:

• keresztmetszetek (öv és heveder) ellenállásának vizsgálata:

o tiszta nyírási ellenállás;o tiszta hajlítási ellenállás;o tiszta nyomási ellenállás;o hajlítás és nyírás interakciója (hevederben);

o hajlítás, nyomás és nyírás interakciója (övben);• heveder-öv kapcsolatának vizsgálata;

• az övrúd a hosszán a rúdkihajlás vizsgálata.

http://www.earecon.com/ePostGrad/2%20Alapelvek_elemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/3%20Anyagokr%E3%AC%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_2_1%20rugalmas%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_2_2%20k%E9%B0%AC%E9%AB%A5ny%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_3%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%A520pontos%EF%BF%BDsa_elemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_5%20rugalmas%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%A520extrapol%E1%AC%A1sa_elemei



http://www.earecon.com/ePostGrad/4_5%20rugalmas%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%A520extrapol%E1%AC%A1sa_elemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_3%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%A520pontos%EF%BF%BDsa_elemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_2_2%20k%E9%B0%AC%E9%AB%A5ny%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/4_2_1%20rugalmas%20sz%E1%AD%ADt%E1%B3%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/3%20Anyagokr%E3%AC%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/2%20Alapelvek_elemei





A rácsozott szerkezeti elem vizsgálata A rácsozott összetett szerkezeti elem öveit és nyomott rácsrúdjait kihajlásra kell vizsgálni. Azöv esetén a vizsgálat az alábbi formát ölti:

ahol az öv N ch.Ed tervezési nyomóerejét a fentiek alapján lehet meghatározni. Az övrúd N b.Rd kihajlási teherbírása a kihajlási hossz függvénye. Az öv kihajlási hossza megegyezik azövszakasz két szomszédos csomópontja közötti távolsággal:

A rácsrudak esetén a tervezési nyomóer őt a fentiek alapján meghatározott V Ed nyíróer ő ből

lehet közelítőleg meghatározni. A rácsrúd kihajlási hossza megegyezik az elméletirúdhosszal. A rácsozott kialakítású összetett szelvényű szerkezeti elemre jellemző nyírásimerevséget és effektív inercianyomatékot az alábbiak szerint lehet meghatározni:

• nyírási merevség

hálózati

kialakítás

S v

aholn a rácsozott síkok száma (általában 2 vagy 4) Ad a diagonál rácsrudak keresztmetszeti területe

Av az összekötő rudak keresztmetszeti területe

• effektív inercianyomaték

Amennyiben az egymással párhuzamos rácssíkokban a rácsrudak ellentétes szögben állnak,

akkor a csavarási hatást is figyelembe kell venni. Ebben az esetben célszer ű a szerkezeti elemrúd vagy héj végeselemes modellen alapuló numerikus analízise.

http://www.earecon.com/ePostGrad/5_1_2%20h%EA%BA%AFtt%20r%EA%A4%9Felemei

http://www.earecon.com/ePostGrad/5_1_2%20h%EA%BA%AFtt%20r%EA%A4%9Felemei









képletből számítható, ahol a kritikus nyírófeszültség . A fenti képletnek ismertek a következő speciális esetei:

közbenső merevítés nélküli lemezelem esete:

bármely közbenső merevítés esete:

Az utóbbi kifejezésben a a következő panelokra számított nyírási horpadási tényezők közül a legkisebb:

két teljesen merev borda közötti panel;rugalmas borda esetén a két szomszédos panel alkotta összetett panel, vagy a háromszomszédos panel alkotta összetett panel.

A teljesen merev bordákkal (és közben akár rugalmas bordákkal is) rendelkező, illetve ahosszirányban merevítetlen, vagy legalább 3 hosszbordával merevített, illetve 1 vagy 2

hosszbordával merevített és arányú lemezelem esetén:

ha

ha

ahol

és ahol a a bordák közötti távolság. Az a merevítő borda (vagy bordák) inercianyomatéka az oszlop súlypontjára, ahol oszlopon az egy- vagy kétoldali borda és a kétoldali

hosszúságú lemezrész alkotta keresztmetszetet értjük. Az övhatást a biztonság javára általában elhanyagoljuk. Ugyanakkor a gazdaságos tervezés

érdekében - amennyiben az övlemezek nincsenek teljesen kihasználva – az övhatást (7) azEC3-1-5 5.4 szakasza alapján vehetjük figyelembe.

Amennyiben a figyelembe vett közbenső- és végbordák merevek, akkor a szerkezeti elemnyírási horpadás szempontjából megfelel, ha

A közbenső keresztbordák akkor merevek, ha az alábbi ábra szerint értelmezett borda ésgerincrész alkotta keresztmetszet jelezett tengelyre vett inerciája teljesíti a következő

feltételt:







A fenti feltétel mellett azt is ellenőrizni kell, hogy a borda mint nyomott rúd a rá ható

tervezési normáler őt képes-e viselni:

ahol V Ed a nyíróer ő tervezési értéke. Amennyiben a nyíróer ő változik a vizsgált panel

mentén, akkor a nagyobb nyírású paneloldaltól 0,5hw távol lévő keresztmetszetben számított

nyíróer őt kell figyelembe venni. A nyomott rúd vizsgálatot 0,75hw kihajlási hosszal és a „c”

kihajlási görbe figyelembe vételével kell elvégezni. A végborda akkor merev, ha a kialakítása az alábbi ábra szerint kettős keresztbordávaltörténik:

A kettős keresztborda merevségének számítását az EC3-1-5, 9.3.1 fejezete részletesentárgyalja.



















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KERESZTIRÁNYÚ NYOMÓERŐ HATÁSÁRA BEKÖVETKEZŐ HORPADÁS

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / Az alkotólemezek horp adási ellenállása

A szerkezeti elem gerince a lemez síkjában ható keresztirányú koncentrált

nyomóer ő hatására horpadhat (vagy más szóhasználattal beroppanhat). Az alábbiképen egy gerinclemezes tartómodell rugalmas horpadását mutatja a gerinc felsőélen ható koncentrált er ő hatására:

Az EC3-1-5 kézi számításra alkalmas eljárást kínál az alábbi terhelési:

a) az er ő az egyik övön hat, és a gerinclemez ezt nyíró igénybevétellelellensúlyozza;

b) mindkét övön egymással szemben hat keresztirányú er ő (az er őt agerinc közvetlenül továbbítja);






























c) az er ő az egyik övön hat, közvetlenül a gerenda merevítetlen végénél

(az er őt nyíróer ő ellensúlyozza).

Amennyiben a fenti feltételek teljesülnek, akkor a gerinc horpadásra megfelel,ha

ahol F Ed a keresztirányú er ő tervezési értéke, F Rd a horpadási ellenállás:

A keresztirányú nyomóer őnek figyelembe vehető effektív megoszlási hossza:

ahol l y az effektív terhelt hossza, amely az er ő tényleges megoszlási hossza, az

er ő elrendezése és az öv és gerinc merevségi viszonya alapján számítható, illetvecF az effektív terhelt hosszra vonatkozó horpadási csökkentő tényező.

Az effektív terhelt hossz számítása

• (a) és (b) esetben:






• (c) esetben:

ahol

A horpadási csökkentő tényező számítása

Amennyiben a keresztirányú er ő a gerenda nyomott övén hat egyidejűnormáler ő és hajlítás mellett, akkor a kölcsönhatást az alábbi feltétellel lehetvizsgálni:

ahol h1 a keresztmetszet kihasználtsága hajlításra és normáler ő hatására.

Amennyiben a keresztirányú er ő a gerenda húzott övén hat egyidejű normáler őés hajlítás mellett, akkor a tiszta keresztirányú er őhatás ellenőrzése mellett amértékadó keresztmetszeti pontban az összetett feszültségállapotot is vizsgálnikell.














Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KAPCSOLATOK ELLENÁLLÁSA




A fejezet kidolgozás alatt van!



































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

EGYSZERŰ CSAVAROZOTT ÉS HEGESZTETT KAPCSOLATOK

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatokellenállása



Az egyszer ű csavarozott és hegesztett kapcsolatokat az alábbi f ő szakaszokbantárgyaljuk:

kapcsolatok kialakítása, osztályozása

kapcsolatok méretezésének elvei

csavarozott kapcsolatok ellenállása

hegesztett kapcsolatok ellenállása



















http://www.earecon.com/ePostGrad/Sz_01%20-%20Ac%E9%AC%B3zerkezetek_Alkalmaz%E1%B3%A9%20p%E9%AC%A4%E1%AB%AEdoc

http://www.earecon.com/ePostGrad/Sz_01%20-%20Ac%E9%AC%B3zerkezetek_T%E6%B2%BAsanyag_%E1%AC%B4al%E1%AE%AFs.doc


http://www.earecon.com/ePostGrad/Sz_01%20-%20Ac%E9%AC%B3zerkezetek_T%E6%B2%BAsanyag_Kapcsolatok_1.htm


























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KAPCSOLATOK KIALAKÍTÁSA, OSZTÁLYZÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolato k el lenál lása /

Egyszer ű csavarozott és hegesztett kapcsolatok

Funkció szempontjából az acélszerkezetek kapcsolatait az EC3 az alábbi csoportokba sorolja:illesztés,

bekötés,kapcsolat.

Az illesztés jelentős iránytörés nélküli kapcsolatot, lényegében toldást jelent, esetlegesszelvényváltással. A bekötés a húzott vagy nyomott rudak (például rácsos tartók rúdjai) végénlévő kapcsolatokat jelenti, amelyekkel a szomszédos szerkezeti elemekhez kapcsolódnak. Aszűkebb értelemben vett kapcsolat az összes többi lehetőséget magában foglalja (példáuliránytöréses oszlop-gerenda kapcsolat, oszlop-alaptest kapcsolat, stb.). Kialakítás szempontjából az acélszerkezetek kapcsolatait az EC3 két nagy csoportba sorolja:

• hegesztett kapcsolatok,

• mechanikus kapcsolatok.

A hegesztett kapcsolatokban az igénybevételek átadása a hegesztési varratokon keresztültörténik, míg a mechanikus kapcsolatokban a mechanikus kötőelemeken keresztül. Az utóbbicsoport leggyakrabban használt megjelenési formája a csavarozott kapcsolat, de - különösen arégi szerkezetekben – gyakran találkozunk szegecselt kapcsolatokkal is. A kapcsolatok a hegesztési varratok, illetőleg a mechanikus kötőelemek mellett gyakrantartalmaznak kiegészítő elemeket, amelyek leggyakrabban a következők:

• lemezek,

• idomacél darabok,

• más elemek.

A kiegészítő elemeket funkciójuk és er ő játékuk alapján különbözőképpen nevezzük, ígyleggyakrabban az alábbiakról beszélünk:

• hevederlemezek,

• átkötőlemezek,

• homloklemezek,

• csomólemezek,

• béléslemezek,

• hevederenként használt idomacélok,

• övbekötő szögacélok, stb.

A hevederlemez elsődleges célja az anyagi folytonosság biztosítása úgy, hogy ahevederlemezben a kapcsolni kívánt szerkezeti elemekkel azonos jellegű feszültségek keletkezzenek. Például a húzott rudak illesztésében használt hevederlemezek is húzottak, ahajlított elemek illesztésében használt hevederlemezek is hajlítottak. A hevederlemezek mindig két, azonos jellegű (de esetleg enyhén eltér ő méretekkel rendelkező) szerkezeti elemiránytörés nélküli összekapcsolására szolgálnak. Ha a hevederlemez csavarozott kapcsolatbanfordul elő, akkor a csavarokban mindig kell nyírási hatással számolnunk. Az átkötő- vagy bekötőlemez a hevederlemezhez hasonló er ő játékú lemezek, amelyek azonban jellemzően iránytöréses kapcsolatokban használatosak. Csavarozott kapcsolatesetében a csavarok nyírtak. A homloklemez egy idomacél végére, a tengelyre mer őlegesenvagy közel mer őlegesen felhegesztett lemez, amely általában egy másik szerkezeti elem sík

felületéhez (például I szelvény övlemezéhez) kapcsolódik. A homloklemez jellemzően a sajátsíkjára mer őleges irányú hajlítást kap, és a kapcsoló csavarok jellemzően húzottak. Ahomloklemez különleges megjelenési formája az oszlop alsó végén alkalmazott, a betonalaptesttel való kapcsolatot biztosító talplemez. A csomólemez a rácsos tartókban, illetverácsos tartóként működ ő rácsozásokban előforduló lemezelem, amelynek feladata a különbözőirányból érkező rudak összekapcsolása. A csomólemezt valamelyik szerkezeti elemre



































előzetesen felhegesztik, majd a bekötött rúdhoz csavarozással vagy hegesztési varrattalkapcsolják. Terv szerint csak saját síkjában kap igénybevételt. A béléslemez olyan lemez,amelyet elsősorban helykitöltés céljából alkalmazunk. Statikai funkciója nincs, csupán azt

biztosítja, hogy a vele párhuzamosan elhelyezked ő, összekapcsolandó lemezek kellőtávolságban maradjanak egymástól. Felhasználásukra példa, amikor különböző vastagságúlemezeket toldunk, és a vastagságkülönbséget béléslemezzel hidaljuk át. Az EC3 a varratokat az alábbi öt csoportba sorolja:

• sarokvarrat,

• tompavarrat,

• telivarrat,

• lyukperemvarrat,

• horonyvarrat.

Leggyakrabban az első két kategória fordul elő. A sarokvarrat két egymásra mer őleges (delegalábbis 60 és 120 fok közötti szögben hajló) felület összekapcsolására szolgál, és készülhetszakaszos formában is. A tompavarrat a lemez vastagsága mentén kialakított hegesztésivarrat, és attól függően, hogy a varrat a kapcsolt lemez teljes vastagságában kiterjed-e vagysem, készülhet teljes beolvadású, illetve részleges beolvadású tompavarratként. A telivarratolyan varratot jelent, ahol két, egymással párhuzamosan elhelyezked ő és egymásra felfekvőlemezt oly módon kapcsolunk össze, hogy az egyik lemezben elkészített, kb. csavarlyuk

méretű furatot teljes egészében, kitöltünk heganyaggal. Ilyen varratot nem szabad alkalmaznihúzóer ő továbbítására (tehát húzott csavar helyett); alkalmazható azonban a lemez síkjáraműköd ő er ők átadására, illetőleg a lemezek szétválásának megakadályozására (ami adottesetben korrózióvédelmi szempontból, vagy nyomott és/vagy nyírt lemezek esetén alemezhorpadás megakadályozása érdekében lehet fontos). A lyukperemvarrat a telivarrathozhasonlít, csupán annyi az eltérés, hogy a furatot nem teljes egészében tölti ki a heganyag,hanem a furat alsó peremén készítünk körbemenő sarokvarratot (ebből következik, hogyáltalában nagyobb furat szükséges, mint telivarrat esetén). A lyukperemvarratot, illetve atelivarratot az alábbi ábrák szemléltetik:

A horonyvarrat azt a két hosszanti varratot jelenti, amelyeket a sík lemezre felfektetett, kör keresztmetszetű tömör szelvény és a lemez között lehet kialakítani:





Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A KAPCSOLATOK MÉRETEZÉSÉNEK ELVEI

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatokellenállása / Egyszer ű csavarozott és hegesztett kapcsolatok

Ebben a szakaszban áttekintjük az egyszer ű kialakítású, hegesztett és csavarozott

kapcsolatok EC3-1-8 szabvány előírásai alapján történő méretezését.Hangsúlyozzuk, hogy az itt megadott képletetek csak statikus terhelésreérvényesek (a dinamikus terheket és fárasztóterhelést kizárjuk). A kapcsolatok méretezésében az EC3 újfajta szemléletmódot vezetett be, amiazonban nem feltétlenül jelenti azt, hogy a tradicionális szemléletmódot el kellvetnünk. Mielőtt az egyszer ű kötések méretezésének részletkérdéseit áttekintjük,

pár szóban összefoglaljuk a kétféle megközelítés közötti különbséget. Atradicionális megközelítésmód különválasztja a teljes szerkezet (oszlopok,gerendák stb.), illetőleg a kapcsolatok méretezését. Egyes országokban8jellemzően pl. német területeken) a két tervezési lépés fizikailag is különválik:

a kapcsolatokat a kivitelező vállalat tervezi meg. Tehát először megtervezzük azadott tartószerkezetet, majd pedig annak kapcsolatait. A kapcsolatok tervezésetörténhet mértékadó igénybevételekre (belső er őkre és nyomatékokra, amelyek a tartószerkezet statikai számításából kiadódnak), vagy pedig határ

igénybevételekre (belső er őkre és nyomatékokra, amelyeket a kapcsoltszerkezeti elemek képesek felvenni). Ebben a megközelítésmódban akapcsolatok tervezése során tulajdonképpen kétféle kérdést kell megválaszolni:

• hogyan lehet a tervezési (mértékadó vagy határ) igénybevételből

kiszámolni az egyes kötőelemekre, illetőleg a kapcsolat egyesalkotóelemeire (pl. az átkötőlemezre) jutó er őket, illetve

• hogyan kell a kötőelemeket és alkotóelemeket ellenőrizni a kiszámított

igénybevételekre? A korszerű megközelítési mód a két kérdést egységben kezeli, és az idealizált(folytonosságot biztosító vagy teljes folytonossági hiányt előidéző) viselkedésűkapcsolatok mellett lehetőséget ad a közbenső viselkedésű kapcsolatok alkalmazására, aminek elsősorban az, az előnye, hogy a variációkbólkiválasztható a gazdaságos megoldás. A leegyszer űsített a tervezési folyamatekkor a következő lépésekből áll: 1. lépésValamilyen szempont alapján eldöntjük, milyen kapcsolattípust választunk. Adöntés alapja általában nem statikai, hanem gazdaságossági, gyárthatósági,illetve szerelhetőségi szempontok együttese.2. lépésA kiválasztott kapcsolattípus alapján előtervezést végezünk, amelynek eredménye egy közelítő megoldás a szerkezetben szereplő szelvényekre és akapcsolatok úgynevezett mechanikai jellemzőire (merevség és szilárdság).3. lépésA kapcsolat közelítő mechanikai jellemzői alapján pontosítjuk a szerkezetielemeket, majd azok alapján a kapcsolatok részletesebb vizsgálatát elvégezzük (megtervezzük a végleges kialakítást, és pontosítjuk a mechanikai jellemzőket).4. lépésA szerkezet részletes vizsgálat az esetek többségében igazolja a közelítőmechanikai jellemzők használatának jogosságát, de ha mégsem, akkor visszakell térni a 3. lépésre.





































A tervezési folyamat f ő jellegzetessége tehát, hogy a tartószerkezetek tervezéseés a kapcsolatok tervezése párhuzamosan folyik, és mindkettő kihat a másikra.A kapcsolatok vonatkozásában a következő kérdéseket kell megválaszolni:

• a gazdaságos és szerelhető kapcsolat kiválasztása,

• a közelítő mechanikai jellemzők meghatározása,

• majd a részlettervezés során a kapcsolat mechanikai jellemzőinek

megbízható módon történő meghatározása.

A fenti tervezési folyamatból látszik, hogy az utóbbi megközelítési mód alapvetően bonyolultabb, és a teljes szerkezet viselkedésével jelentőskölcsönhatásban lévő kapcsolatok (elsősorban nyomaték átadására tervezettkapcsolatok) esetén releváns. Más kapcsolatok esetén a tradicionálismegközelítési mód szerint érdemes eljárni. Ebből következik, hogy a korszer űmegközelítési mód nem tudja – de nem is akarja – kiszorítani a régi módszert,csupán a kapcsolatok egy meghatározott körében kínál előnyösebbmegoldást. Az egyes kapcsolati alkotó elemekre jutó er ők maghatározásakor általánosságban az alábbi négy feltételt kell szem előtt tartani:

• az egyensúlyi feltételt: a külső igénybevételek és a kötőelemekbenfeltételezett belső er ők legyenek egyensúlyban;

• a kompatibilitási feltételt: a belső er őkhöz tartozó alakváltozások

legyenek önmagukban következetesek és valamilyen anyagtörvény révéntartozzanak valamilyen globális elmozdulásmezőhöz;

• a szilárdsági feltételt: a kötőelemekben feltételezett belső er ők ne

haladják meg a kötőelem teherbírását;

• a duktilitási feltételt: a kötőelemekben feltételezett alakváltozások ne

haladják meg a kötőelem alakváltozási képességét.

A felsorolt négy feltétel közül az egyensúlyi, a szilárdsági és a duktilitásifeltételnek mindig kötelező a betartása. Annak alapján, hogy a kompatibilitásifeltételt betartjuk-e, és ha igen, miképpen, a következő méretezési eljárásokatkülönböztetjük meg:

• rugalmas eljárás, amely során betartjuk a kompatibilitási feltételt, és

kötőelemekben az alakváltozások és a belső er ők között (rugalmasösszefüggést tételezünk fel;

• képlékeny eljárás, amely során ugyancsak betartjuk a kompatibilitás

feltételt, de a kötőelemekben az alakváltozások és a belső er ők közötnemlineáris (például rugalmas-képlékeny) összefüggést tételezünk fel;

• egyszerűsített képlékeny eljárás, amely során nem tartjuk be

kompatibilitási feltételt. Ez utóbbi eljárást gyakran alkalmazzuk hegesztési varratok méretezésekor, miveáltalában megbízható eredményre vezet (természetesen a duktilitási feltételekkor is be kell tartani!). Ugyanakkor, az alábbi esetekben nem szabad eltérnirugalmas er őeloszlás elvétől:

• a C típusú csavarozott kapcsolat esetén;

• az A vagy B típusú csavarozott kapcsolatok esetén, amikor a csava

nyírási ellenállása nem haladja meg a palástnyomási ellenállást

).

A fenti elvek alapján varratok és a csavarok között általában nem szabaugyanazt az er őt megosztani (kivétel az úgynevezett hibrid kapcsolat, azazhegesztési varrat és a megcsúszásnak ellenálló csavarkötés együttese). Egkapcsolatban hegesztési varrat és csavar is szerepelhet, ha a kétféle kötőelem







• más-más er őt továbbít, vagy

• ugyanazon er őt más-más alkotóelemek között továbbítja.

Az utóbbi esetre jó példa a homloklemezes csavarozott oszlop-gerendakapcsolat, amelyben a nyomatékból származó er őket, illetve a nyíróer őt agerendáról a homloklemezre a hegesztési varratok, a homloklemezr ől azoszlopra a csavarok közvetítik.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A CSAVAROZOTT KAPCSOLATOK ELLENÁLLÁSA




A csavarozott kapcsolatok ellenállásának számítást az alábbi szakaszokba

tárgyaljuk:

csavarozott kötések osztályozása

csavarméret és a furatméret viszonya

csavarkép kialakításának szabályai

nyírt csavarok ellenállása

húzott csavarok ellenállása

összetett igénybevétellel terhelt (húzott és nyírt) csavarok ellenállása

súrlódásos feszített csavarok ellenállása

összetett igénybevétellel terhelt (húzott és nyírt) csavarok ellenállása























http://www.earecon.com/ePostGrad/Sz_01%20-%20Ac%E9%AC%B3zerkezetek_T%E6%B2%BAsanyag_Kapcsolatok_2.doc








































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A CSAVAROZOTT KÖTÉSEK OSZTÁLYOZÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatokellenállása / Egyszer ű csavarozott és hegesztett kapcsolatok / A csavarozott kapcsolatokellenállása



A csavarozott kötéseket a bennük szereplő csavarok er ő játékának megfelelően aEC3-1-8 öt osztályba sorolja (A-tól E-ig). Az acélszerkezetek csavarozotkapcsolataiban a csavarokat nyíróer ő, húzóer ő, vagy e kettő kombinációjterheli. A csavarok er ő játékára hatással van, hogy a csavar feszített-e vagy sem.A nyírt csavarkötések három osztályát különböztetjük meg:

• A osztályú csavarkötés

Az er őátadás nyírás és palástnyomás révén valósul meg (a csavar nefeszített).

• B osztályú csavarkötés

A csavar feszített, és a használhatósági határállapotban az er őátadás aösszeszorított felületek közötti súrlódás révén valósul meg, azonban

teherbírási határállapotban a csavar nem feszítettként viselkedik (aer őket nyírás és palástnyomás veszi fel).

• C osztályú csavarkötés

A csavar feszített, és az er őátadás mind használhatósági, mind teherbíráshatárállapotban az összeszorított felületek súrlódása révén valósul meg.

Az EC3-1-8 a B osztályú csavarokat használhatósági határállapotba

megcsúszó-nak, a C osztályú csavarokat pedig teherbírási határállapotban megcsúszásnak ellenálló-nak nevezi. A súrlódás révén történő er őátadáfeltételezi, hogy az összeszorított felületetek nem csúsznak el egymáson (mígnem feszített csavar működésénél a megcsúszás természetes). A B és aosztályú csavar esetén gondoskodni kell a súrlódó felületetek megfelelelőkészítésér ől. A húzott csavarkötéseknek az alábbi két osztályát különböztetjük:

• D osztályú csavarkötések

A csavarok nem feszítettek.

• E osztályú csavarkötések

A csavarok feszítettek.

Az er őátadás mindkét esetben a csavar húzása révén valósul meg. A feszítettcsavarokat a nagyobb merevség biztosítása, illetőleg a rezgésekkel és afárasztóterheléssel szembeni kedvező bb viselkedésük miatt alkalmazzuk. Ha egycsavar egyszerre húzott és nyírt (ez gyakran előfordul például homloklemezeskapcsolatban), akkor egyszerre két osztályba is tartozhat. A lehetséges

párosítások: AD, BE, CE.



















































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A CSAVARMÉRET ÉS A FURATMÉRET VISZONYA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolat ok ellenállása /

Egyszer ű csavarozott és hegesztett kapcsolatok / A csavarozo tt kapcsolatok el lenál lása

Az EC3-1-8 négyféle csavarlyuk típust különböztet meg:

• normál csavarlyuk

• túlméretes csavarlyuk

• rövid hasítékú csavarlyuk

• hosszú hasítékú csavarlyuk.

A továbbiakban a normál csavarlyuk alkalmazását feltételezzük. Normál csavarlyuk esetén aelőírt lyukhézag (azaz a furatátmér ő és a furatba kerülő csavar szárátmér ő je közötti különbséga csavar átmér ő jétől függ:

• M12 és M14 csavar esetén: 1 mm

• M16, (M18), M20, M22, M24 csavar esetén: 2 mm

• M27 és annál nagyobb csavar esetén: 3 mm

A csavarok szabványos geometriai adatait az alábbi táblázat foglalja össze:

A csavarok anyagának jelölése megegyezik a magyar gyakorlattal. A következcsavarminőségeket szokás alkalmazni (a kevéssé gyakoriak zárójelek között szerepelnek): (4.6), (4.8), 5.6, (5.8), (6.6), (6.8), 8.8, 10.9, (12.9)

A jelölésekben az első szám a csavar szakítószilárdságának karakterisztikus értékére ( ) uta

(például 5.6 csavar estén stb.), míg a második szám a csavar folyáshatárána

karakterisztikus értékét ( ) adja meg a szakítószilárdsághoz viszonyítva (például 5.6 csava

estén stb.). A fenti táblázat megadja a szabványos csavarok mindazon geometriai jellemzőit, amelyeket aEC3-1-8 szerinti számításokban felhasználunk. Az egyes jellemzők részletesebb magyarázatáfelhasználásuk helyén adjuk meg.







































nem szélső csavarsorokban, az er őátadás irányában a csavarok osztástávolságának maximálimérete kétszeresére növelhető a táblázatban megadott értékek, illetőleg bizonyos feltételeesetén (lsd. a táblázathoz f űzött magyarázatban) nincs maximális határ.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A NYÍRT CSAVAROK ELLENÁLLÁSA


A nyírt csavarok tönkremenetele a csavarszár elnyíródásával, vagy a csavarszákörül az alapanyag (ritkábban a csavarszár) palástnyomási ellenállásánakimerülésével következik be. Ennek megfelelően a nyírt csavarok eseténkövetkező két ellenőrzést kell elvégezni:

ahol:

• a csavarra ható nyíróer ő értéke;

• a csavar nyírási ellenállásának tervezési értéke;

• a csavar palástnyomási ellenállásának tervezési értéke.

A csavarok nyírási ellenállásának meghatározásához tudni kell, hogycsavarszár melyik (a menetes vagy a menet nélküli) részében működik a nyírásilletve azt, hogy hány nyírt sík van. Az n-szer nyírt csavar esetén - hvalamennyi nyírt sík menet nélküli részben van - a csavar nyírási ellenállásakövetkező:

ahol:

• a csavar anyagának szakítószilárdsága;

• A a csavarszár keresztmetszete (ez a mennyiség számítható

csavarátmér ő ből);

• a képlékeny töréshez tartozó biztonsági tényező, amelyne

ajánlott értéke 1,25.

Az n-szer nyírt csavar esetén, ha valamennyi nyírt sík a csavar menetes részéhalad át (az ilyen kialakítást célszer ű kerülni), akkor a nyírási ellenállás:

ahol az előzőkben már meghatározott jelöléseken túl:

• a csavar anyagától függő módosító tényező

- 4.6, 5.6 és 8.8 anyagú csavar esetén: = 0,6

- 4.8, 5.8, 6.8, és 10.9 anyagú csavar esetén: =0,5

• As a csavar feszültség-keresztmetszete (lásd a fenti táblázatot).

Ha a nyírt síkok vegyesen a menetes és menet nélküli részben vannak, akkor aelőző két képlet értelemszer ű kombinálásával lehet a csavar nyírási ellenállásámeghatározni.

Az palástnyomási ellenállást a következő képlet adja meg:










































ahol az előzőeken túl:

• az alapanyag szakítószilárdsága

• d a csavarszár átmér ő je

• t az egy irányba elmozdulni akaró lemezek összvastagsága közül

kisebbik • a csavarkép geometriájától függő csökkentő tényező, amel

egyben szükség esetén a csavar szakítószilárdságát is figyelembveszi (jelöléseket lásd fent):

ahol az er őátadás irányában szélső, illetőleg a belső csavarokra:

• ugyancsak a csavarkép geometriájától függő csökkentő tényező

amely az er őátadásra mer őleges irányban szélső, illetőleg belscsavarokra:

A képletből látható, hogy a csavarkép változásával (a végtávolság, és azosztástávolság növelésével) bizonyos határok között növelhető a palástnyomásellenállás. Ezért, ha a palástnyomás a mértékadó, akkor a csavarképet lehetősé

szerint úgy célszer ű kialakítani, hogy az értéke 1,0, a értéke pedig 2,

legyen. Abban az esetben, amikor a kapcsolat ún. hosszú kapcsolat, azaz az azonoátvitelre tervezett kötőelemek közül az első és az utolsó távolsága (a kapcsolat L

hossza) az er őátadás irányában meghaladja a 15d értéket, a csavaroknyírási ellenállását a következő csökkentő tényezővel kell módosítani (anna

figyelembevételére, hogy ezekben a kötésekben az er ők eloszlása már netekinthető egyenletesnek):

Béléslemezek alkalmazása estén, ha a béléslemezek t p teljes vastagság

meghaladja a kötőelemek d átmér ő jének 1/3-át, akkor az nyírási ellenállása következő tényezővel kell csökkenteni:





Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HÚZOTT CSAVAROK ELLENÁLLÁSA




A húzott csavarok tönkremenetelét vagy a csavar elszakadása (húzásellenállásának kimerülése), vagy a kigombolódása határozza meg.kigombolódási ellenállás kimerülésekor a csavarfej (illetve az alátét) a lemevastagsága mentén körhöz hasonló alakban elnyíródik (a jelenség hasonlítvasbeton lemezek átszúródásához). A helyesen kialakított kötésekben a csavahúzási tönkremenetele a mértékadó. A húzott csavar ellenőrzésekor a következő két feltétel teljesülését kelkimutatni:

ahol

• csavarban ébred ő húzóer ő

• a csavar húzási ellenállása

• a csavar-lemez együttes kigombolódási ellenállása.

A csavar húzási ellenállását ( ) a következő képlet adja meg:

A csavar kigombolódási ellenállását elvileg külön-külön is ki kell számítanicsavarfej és anya alatt, azonban a legtöbb esetben szemléletből megállapíthatóhogy melyik a mértékadó A kigombolódási ellenállás képlete:

ahol

• d m a csavarfej vagy a csavaranya laptávolságának (beírt kö

átmér ő je) és csúcstávolságának (köré írt kör átmér ő je) számtanközepe (lásd a fenti táblázatot)

• t p a csavarfej vagy az anya alatti lemez vastagsága

• f u a lemez anyagának szakítószilárdsága






















































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SÚRLÓDÁSOS FESZÍTETT CSAVAROK ELLENÁLLÁSA


Nyíróer ővel terhelt súrlódásos feszített csavarkötés esetén az er őátadás úgtörténik, hogy a feszített csavarok összeszorítják az érintkező felületeketamelyek ezek után súrlódás révén közvetlenül adják át az er őt. A súrlódás révétörténő er őátadás feltétele, hogy az egy-egy csavarra számítható igénybevétel

) ne haladja meg a csavarhoz tartozó megcsúszási ellenállást ( ), azaazt az er őt, amelynél a csavarhoz tartozó felületek közti tapadás megszűnik.

Az EC3-1-8 szerint követelmény továbbá, hogy az csavarer ő a csavar palástnyomási ellenállását se haladja meg (a palástnyomási ellenállást a nefeszített csavarok esetére kell meghatározni). Az előzőekbe

megkülönböztettünk B és C kategóriájú kapcsolatokat. A B kategóriábansúrlódásos er őáradásnak csak a használhatósági határállapothoz tartozó terhekrea C kategóriában pedig a teherbírási határállapothoz tartozó terhekre is működnikell. Ennek megfelelően az egyes kategóriákra a következő ellenőrzéseket kelelvégezni (valamennyi jelölt mennyiség egyetlen csavarra vonatkozik):

• B kategória esetén

- a használhatósági határállapothoz tartozó nyíróer nem haladja meg a csavar használhatósághatárállapothoz tartozó megcsúszási ellenállást;

- a teherbírási határállapothoz tartozó nyíróer ő nehaladja meg a csavar nyírási ellenállását (a nefeszített csavarokkal azonos módon);

- a teherbírási határállapothoz tartozó nyíróer ő nehaladja meg a csavar palásnyomási ellenállását (nem feszített csavarokkal azonos módon);

• C kategória esetén

- a teherbírási határállapothoz tartozó nyíróer ő nehaladja meg a csavar teherbírási határállapothotartozó megcsúszási ellenállást;

- a teherbírási határállapothoz tartozó nyíróer ő ne

haladja meg a csavar palásnyomási ellenállását (nem feszített csavarokkal azonos módon);

Mind a teherbírási, mind a használhatósági határállapothoz tartozó megcsúszásellenállás arányos a csavar feszítőerejével, amelyet a számításokban a következértékkel kell figyelembe venni (illetve a kivitelezésekor ekkora er őre kelmeghúzni a csavart):

ahol a csavar anyagának szakítószilárdsága, As pedig a csavar-feszültsé

keresztmetszete. A teherbírási és a használhatósági határállapothoz tartozmegcsúszási ellenállás értékét egyaránt a következő összefüggés szolgáltatja:












































ahol:k s lyuktényező, amelynek értéke:

normál csavarlyukra 1,0;túlméretes lyukakra 0,85;rövid hasíték lyukakra 0,85 vagy 0,76 attól függően, hogyaz er őátadás hasíték lyuk tengelyére mer őleges vagy azzal

párhuzamos-en a súrlódó felületek száma

a súrlódási tényező

, amely a felület-előkészítési osztályfüggvényében van

megadva (lásd késő bb)

pedig a biztonsági tényező, amelynek értéke általában 1,1 (ún.hibrid kötésekben

azonban 1,25) A súrlódási tényező szempontjából négy felület-előkészítési osztályt (A, B, C éD) különböztetünk meg:

• A osztály: sörétezett vagy szemcsefújt, de festetlen felületek;

• B osztály: sörétezett vagy szemcsefújt, majd festett felületek;

• C osztály: drótkefézéssel vagy lángszórással tisztított felületek;

• D osztály: kezeletlen felületek.

Az osztályokhoz tartozó súrlódási tényezők rendre 0,5; 0,4; 0,3; és 0,2.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

AZ ÖSSZETETT IGÉNYBEVÉTELLEL TERHELT SÚRLÓDÁSOS FESZÍTETTCSAVAROK ELLENÁLLÁSA




Amennyiben a csavarban húzóer ő keletkezik, akkor ellenőrizni kell a csavartnem feszített csavarokra előírt módon húzásra és palástnyomásra, továbbvizsgálni kell nyírásra az előzőkben leírt módon, de a következő módosítotmegcsúszási ellenállásokkal:

• B kategória esetén:

• C kategória esetén:

ahol és a húzóer ő tervezési értéke a használhatósági határállapotbanilletve a teherbírási határállapotban.




















































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HEGESZTETT KAPCSOLATOK ELLENÁLLÁSA




A hegesztett kapcsolatok ellenállása A hegesztett kapcsolatok ellenállását az alábbi két szakaszban tárgyaljuk:

• hegesztési varratok méretezésének elvei

• varratméretezés módszerei



















































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A HEGESZTÉSI VARRATOK MÉRETEZÉSÉNEK ELVEI

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatokellenállása / Egyszer ű csavarozott és hegesztett kapcsolatok / A hegesztett kapcsolatok ellenállása


Hegesztési varratok tervezésekor be kell tartani az alkalmazott számítási model

érvényességi feltételeiből következő szabályokat. Ezek a feltételek meghatározzáaz alkalmazható varrat típusát, illetve a számítás módját. A varrat egyik alapvetmérete a hasznos méret vagy gyökméret (jele: a), amelynek felvételérekövetkező szabályok vonatkoznak:

• teljes beolvadású tompavarrat esetén az a méret a vékonyabbik kapcsol

elem vastagságával egyezik meg;

• részleges beolvadású tompavarrat esetén az a méret a megbízhatóan elérhet

beolvadási mélységgel egyezik meg;

• sarokvarrat estén az a varratméret a varrat keresztmetszetének harmadik (

nem lemezekre eső) oldalához tartozó magassággal egyezik meg; haharmadik oldal homorú vagy domború, akkor az így kiadódó síkidombírható háromszög magasságát kell venni:

Sarokvarrat esetén a hasznos méretnek legalább 3 mm-nek kell lennie, az enné

kisebb varratok nem vehetők figyelemben teherhordó varratként. Az EC3-1-8 szerint a varrat figyelembe veend ő varrathossz az a hossz, amelye

biztosan teljes méretű lesz a varrat. Amennyiben a varratvégeken kráterképződévárható, akkor az ezek által lefedett hosszt nem szabad számításba venni. A krátehossza a varrat hasznos méretével vehető azonosnak. A 30 mm-nél, illetve a 6a-nárövidebb varratot er őátadás szempontjából nem szabad figyelembe venni. Amikorvarrat hossza meghaladja a 150a értéket (hosszú varrat), akkor a varrat ellenállásácsökkenteni kell a következő tényezővel:

Az 1,7 m-nél hosszabb varratok esetén ez a csökkentő tényező a következő:

ahol Lw a varrat hossza méterben.



















































bontani,

majd a következő két feltétel teljesülését kell kimutatni:

A komponensekre bontáshoz meg kell határozni a varrat középsíkját.középsík tompavarrat esetén a kapcsolt lemezekre mer őleges sík, sarokvarraesetén a varratkeresztmetszetnek, mint háromszögnek a harmadik (lemezzel neérintkező) oldalához emelt magasság által kijelölt sík. Amennyiben a sarokvarratharmadik felülete homorú vagy domború, akkor a beírt háromszög oldaláhotartozó magasságot kell tekinteni. A három feszültségkomponens az ered

feszültség komponenseit jelenti a középsíkra vonatkoztatva. esetén aegyszer űsített módszer és az általános módszer ugyanarra az ellenőrzési képletr

vezet, míg esetén az egyszer űsített módszer többletbiztonságot tartalmaaz általános képlethez képest. Az általános módszer fenti második képlete a

esetek túlnyomó többségében nem mértékadó.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

I ÉS H SZELVÉNYEK CSOMÓPONTJAI




Az I és H szelvények alkotta csomópontok EC3-1-8 szabvány szerintiellenállásának és merevségének számítása mer ő ben új megközelítést hozott. Atémát az alábbi szakaszokban tárgyaljuk:

• bevezetés

• szerkezeti csomópontok viselkedésének jellemzése

• csomópontok méretezésének alapelvei – a komponens módszer

• T-kapcsolati modell

• Oszlop-gerenda csomópontok csavarozott, homloklemezes kapcsolattal

– csomópont nyomatéki ellenállásának számítása

• Oszlop-gerenda csomópontok csavarozott, homloklemezes kapcsolattal

– csomópont merevségi jellemzőinek meghatározása






















http://www.earecon.com/ePostGrad/Sz_01%2520-%2520Ac%C3%A9lszerkezetek_Szak%C3%A9rt%C5%91i%2520fejezetek.doc













http://www.earecon.com/ePostGrad/Sz_01%2520-%2520Ac%C3%A9lszerkezetek_Szak%C3%A9rt%C5%91i%2520fejezetek.doc

























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

BEVEZETÉS

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatokellenállása / I és H szelvények csomópontjai

Az acél keretszerkezetek csomópontjait hagyományosan csuklósnak vagy

merevnek volt szokás tekinteni a szerkezeti analízis (igénybevételek,elmozdulások számítása) során, mely feltételezést késő bb a csomóponti részletek megfelelő kidolgozásával kellett biztosítani. Az EUROCODE ehhez ahagyományos szemlélethez képest jelentős újításokat vezetett be, elsősorban acsomóponti viselkedés szisztematikus osztályozása és kibővítése a félmerevcsomópontokkal, valamint a méretezési módszerek terén. Az acélszerkezetekben alkalmazott csomópontok tervezésével és méretezésévelaz MSZ EN 1993-1-8:2005 [1] szabványkötet foglalkozik (a továbbiakbanröviden EC3-1-8). Az EC3-1-8 először ismerteti a csomópontok viselkedésének

jellemzőit, ennek alapján történő csoportosításukat, a besorolás kölcsönhatását a

szerkezeti analízissel. Ezután részletes előírásokat ad az alábbi ábrán láthatócsomópont-típusokhoz:

1. egyoldali oszlop és gerenda csomópont;2. kétoldali oszlop és gerenda csomópont;3. gerenda – gerenda csomópont (illesztés);4. oszlop-oszlop csomópont (illesztés);5. oszlop – alap (talp) csomópont.

A továbbiakban a szabvány nyomán haladva, egy jellemző csomópont-típust – ahomloklemezes csavarozott oszlop-gerenda csomópontot – kiválasztva, ennek

példáján mutatjuk be az acélszerkezeti csomópontok jellemzését és besorolását,majd részletesen ismertetjük e csomópont-típus méretezésének lépéseit. Itt kell megemlítenünk, hogy a szabvány számítási eljárása „kézi”alkalmazás esetén meglehetősen hosszú időt igényelő munka. Egyszerűbbkapcsolatok esetén javasolható a német szakirodalom kapcsolatikézikönyveinek használata. Általánosobb esetekben gazdaságosanalkalmazhatóak a hazai kereskedelemben is kapható számítógépesprogramok (például a belga-német eredetű COP, vagy a magyar fejlesztésű

ConSteel/Joint programok). A jelen fejezet anyagának áttekintése segíti atervezési gyakorlatban alkalmazott programok helyes és gazdaságosalkalmazását.

































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A SZERKEZETI CSOMÓPONTOK VISELKEDÉSÉNEK JELLEMZÉSE

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatok ellenáll ása /

I és H szelvények c somópontjai

A csomópontok szerkezeti viselkedését a csomópontba befutó gerenda nyomaték-

elfordulás diagramja alapján elemzi a szabvány. A csomópont 3 legfontosabb jellemző jétaz alábbi ábra mutatja egy homloklemezes, csavarozott kapcsolat példáján:

a) csomópont b) csomópont modellje c) nyomaték-elfordulás diagram

A csomópont nyomatéki ellenállása (M j,Rd ) a legnagyobb nyomaték érték, amit az

biztonsággal elvisel (az idealizált nyomaték – elfordulás görbe felső, vízszintesérintő jének helyzete). Feltételezzük, hogy ennél a nyomaték értéknél a csomópontfolyási mechanizmussá alakul.A kezdeti elfordulási merevség (S j,ini) a kezdeti, rugalmas szakasz merevsége,

azaz a húrmerevség értéke a 2/3 M j.Rd nyomaték elérésekor.• A kapcsolat elfordulási képessége ( ) azért szükséges, hogy kellő nagyságú

elfordulás kialakulásáig a kapcsolat folytonos maradjon, és az alakváltozásokattörés megjelenése nélkül viselje el (például a hegesztési varratokban nealakuljanak ki repedések). Kiszámítása csak merev-képlékeny szerkezeti analízisesetén szükséges, ezért ezzel a továbbiakban nem foglalkozunk.

A csomóponti viselkedés osztályozása a fenti első kettő jellemző szerint történik. A csomópontok szilárdság szerint osztályozása azt vizsgálja, hogy a terhelés hatására acsomópont környezetében hol jön létre az első képlékeny csukló? Ha a csomópontnyomatéki ellenállása nagyobb, mint bármelyik becsatlakozó elem nyomatéki ellenállása,akkor teljes szilárdságú csomópontról van szó. Csuklós a csomópont, ha nyomatékiellenállása legfeljebb 25%-át éri el a becsatlakozó elemek bármelyike nyomatékiellenállásának. A két szélső határ közötti nyomatéki ellenállású csomópontokat részlegesszilárdságúnak nevezzük. Képletszer űen:

• csuklós, ha

• részleges szilárdságú, ha

• teljes szilárdságú, ha

































EI b / Lb a csomópontba befutó gerenda hajlítási merevsége,

I b a gerenda keretsíkbeli tehetetlenségi nyomatéka,

Lb a gerenda hálózati hossza (végcsomóponttól végcsomópontig),

M j,Rd a csomópont nyomatéki ellenállása,

M c,Rd,min a csomópontba befutó elemek keresztmetszeti ellenállásai közül a

legkisebb (min (M c,Rd,gerenda ; 2M c,Rd,oszlop)),

M c,Rd,max a csomópontba befutó elemek keresztmetszeti ellenállásai közül a

legnagyobb (max (M c,Rd,gerenda

; 2M c,Rd,oszlop

)).

A csomópontokra ható tervezési igénybevételeket, valamint a szerkezet alakváltozásait aszerkezeti analízis során határozzuk meg. A csomópontok elő bbiek szerinti kategorizálásaalapján meghatározható a szerkezeti viselkedés és a szerkezeti analízis kölcsönhatása. Aszerkezeti analízis során a csomópont modellje a következő lehet:

- egyszer ű, ha a kapcsolat nem továbbít hajlítónyomatékot, azaz a csomópontotcsuklóval modellezhetjük;

- fél-folytonos, ekkor a csomópont viselkedését figyelembe kell venni a szerkezetianalízisben, például rugómodell alkalmazásával, aminek merevségét (S j,ini) és

teherbírását ( M j,Rd ) a csomópont jellemzőivel lehet meghatározni;

- illetve folytonos, amikor a szerkezet viselkedését nem befolyásolják a csomópont jellemzői – mintha ott sem lenne.

A számítás módszerétől függően a csomópont modellje a következő feltételek szerintalakítandó ki:

Szerkezeti analízis

módszereA csomópont osztályozása

Rugalmas Névlegesen csuklós Merev Fél-merev

Merev-képlékeny Névlegesen csuklós Teljes teherbírású Részleges teherbírású

Rugalmas-képlékeny Névlegesen csuklós Merev és teljes teherbírású

Félmerev és részleges teherbírás

vagy: Félmerev és teljes teherbírá

vagy: Merev és részleges teherbírá

Csomópont modellje Egyszer ű Folytonos Fél-folytonos

Természetesen első lépésként valamelyik csomóponti viselkedés feltételezésével ki kellalakítanunk a számítási modellt, majd az így meghatározott igénybevételekre meg kelltervezni a csomópontot. A kialakított csomópont viselkedését elemezve (amihez amerevségi jellemzők is hozzátartoznak) ellenőriznünk kell a kezdeti feltételezéseink helyességét, szükség esetén a modellt módosítva meg kell ismételnünk a folyamatot.














Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A CSOMÓPONTOK MÉRETEZÉSÉNEK ALAPELVEI – A KOMPONENSMÓDSZER

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcsolatokellenállása / I és H szelvények csomópontjai

A nyomatékot is átvivő, homloklemezekkel kialakított csomópontok méretezéserendkívül összetett feladat. Általában elmondható, hogy bonyolultabbcsomópontok esetén számítógépi módszerek és eszközök használata szükséges.Erre a célra számos szoftvert fejlesztettek ki, amelyek kereskedelmiforgalomban is elérhetőek.Az EC3-1-8-ban alkalmazott komponens módszer egyszer ű bb csomópontikialakítások esetében kézi számítással is elvégezhető, ugyanakkor a mérnökiszámítás céljára elegendő pontosságú módszer.A komponens módszer tulajdonképpen a csomópontok bármely típusáraalkalmazható eljárás. Az alábbi ábrán példaképpen néhány csomópont-típuslátható, amelyek az EC3-1-8 előírásai alapján méretezhetőek:

Példák a komponensmódszerrel méretezhető csomópont-típusokra

































A komponens-módszer lényege, hogy a kapcsolatot egyedi alkotóelemek együttesének tekintjük, a csomópontot alkotóelemekre bontjuk.Az egyes alapvető alkotóelemek mindegyike rendelkezik ellenállással ésmerevséggel a rá ható er őkkel - húzással, nyomással vagy nyírással – szemben.Ezt az ellenállást és merevséget az alkotóelemek viselkedését egyenként, külön-külön vizsgálva egyszer űen meg lehet határozni. Egyes alkotóelemekre – pl.oszlop gerinclemeze - egyszerre működik akár több igénybevétel is, aminek kölcsönhatását is figyelembe kell venni az egyes alkotóelemek elemzése során.A csomópont viselkedését az alkotóelemek együttes viselkedése szabja meg

olyan módon, hogy a csomóponti ellenállást a „leggyengébb láncsszem” elvealapján a leggyengébb alkotóelem teherbírásából származtatjuk, míg azelfordulási viselkedést az alkotóelemek merevségi jellemzőiből számítjuk. A komponensmódszer alkalmazása során a következő lépéseket kellvégrehajtani:

• Ki kell választani a vizsgált csomópont aktív alkotóelemeit.• Meg kell határozni az egyes alkotóelemek merevségi, illetve szilárdsági

jellemzőit.• Az alkotóelemek összeállításával meg kell határozni a teljes kapcsolat

merevségi, illetve szilárdsági jellemzőit.

A csomópont aktív alkotóelemeinek kiválasztása során elemezni kell azt, hogyaz egyes igénybevételek a csomópont „egyik oldaláról” melyik alkotóelemekenkeresztül jutnak át a csomópont „másik oldalára”.A csomópont er ő játékának vizsgálata során egyszer űsítéseket lehet és kell tenni:

• A gerendavégen működő nyomatékot er ő párrá alakítva, a húzóer őt agerenda felső öve és gerincének felső része továbbítja, a nyomóer őthasonlóképpen az alsó öv és alsó gerincszakasz.

• A nyíróer őt a gerenda gerince viseli.• El kell különíteni egymástól a húzó- és nyomóer ők továbbításában

közreműködő alkotóelemeket a nyírás továbbításában közreműködőktől,és a két igénybevételre külön-külön kell vizsgálni azokat. Példáulcsavarozott homloklemezes csomópontnál a felső csavarsor(ok) csak húzóer őt kapnak nyírás nélkül, míg az alsó csavarsor csak nyírásra vanigénybevéve, a húzóer ő átvitelében nem vesz részt.

• A nyomatékból származó hatásokat elsődlegesnek tekintjük, a csomópontméretezését erre végezzük el, a nyíróer ők átvitelét ezután csak ellenőrizzük. Tulajdonképpen a komponensmódszer alapjában véve csak a hajlító igénybevételekkel terhelt csomópontokkal foglalkozik, anyíróigénybevétel továbbítását csak „járulékos hatásnak” tekinti.

• A normáler ővel hasonló a helyzet: a módszer alkalmazásának korlátja,hogy a becsatlakozó gerendában a normáler ő ne haladja meg anormáler ő-ellenállásának 5%-át.

• A hegesztési varratok rideg-képlékeny viselkedésűek. Mivel rugalmasalakváltozásuk nagyon kicsi, ezért a kapcsolat merevségi viselkedésétnem befolyásolják. Nem tekintjük őket a kapcsolat alkotóelemeinek, detönkremenetelüket megfelelő méretezéssel feltétlenül el kell kerülni.

A komponens-módszer használatához ismernünk kell az egyes alkotóelemek viselkedését. Az EC3-1-8 az alábbi táblázatba szereplő komponensek teherbírásának és merevségi jellemzőinek meghatározásához tartalmazelőírásokat (a számok az EC3-1-8 pontjaira utalnak):

Kapcsolati alkotóelemTervezési

ellenállás

Merevségi

tényező

1.

Oszlop nyírt

gerincpanelje(cws)

6.2.6.1 6.3.2





2. Oszlop nyomott

gerinclemeze (cwc) 6.2.6.26.3.2

3. Oszlop húzott

gerinclemeze (cwt)

6.2.6.36.3.2

4. Oszlop hajlított

övlemeze (cfb)

6.2.6.46.3.2

5. Hajlított

homloklemez (epb)

6.2.6.5 6.3.2

6. Hajlított övbekötő

szögacél

6.2.6.66.3.2

7.

Gerenda nyomott

gerinc- és övlemeze

6.3.2







13. Nyomott beton

6.2.6.9 6.3.2

14. Hajlításból

nyomott talplemez

6.2.6.10 6.3.2

15. Hajlításból húzott

talplemez

6.2.6.11 6.3.2

16.

Húzott

lehorgonyzó

csavar

6.2.6.12 6.3.2

17. Nyírt lehorgonyzó

csavar 6.2.2 -

18.

Hajlított

lehorgonyzó

csavar

6.2.2 -

19. Varratok

4 6.3.2

20. Kiékelt gerenda

6.2.6.7 6.3.2





Az utolsó lépés az összeállítás, ami tulajdonképpen azt jelenti, hogy az egyescsomóponti alkotóelemek viselkedéséből származtatni kell a teljes csomópontviselkedését. Ehhez az egyes csomóponti alkotóelemeken működő belső er ők eloszlására vonatkozó feltételezéssel kell élnünk. Az er ők elosztását akár rugalmas, akár képlékeny elven elvégezhetjük oly módon, hogy az összeállítássorán biztosítanunk kell a belső er ők egyensúlyát a külső er őkkel. Példaképpen tekintsük át egy hegesztett oszlop-gerenda csomópontvizsgálatának lépéseit a komponens-módszer használatával.

Hegesztett csomópont méretezésének elve a komponens-módszer alapján

A nyírás vizsgálatát elkülönítve végezzük el, a gerenda gerince és az oszlop öveközötti hegesztési varrat méretezésével.

A gerendavégen ébredő

nyomatékot a gerenda felső

övében húzóer ő

ként, agerenda alsó övében nyomóer őként kezeljük. Az er őkar ( z) az övek középvonalának távolsága. Az er ők továbbításában a következő alkotóelemek (komponensek) vesznek részt:

1. Az oszlop nyírt gerinclemeze (cws),







2. Az oszlop nyomott gerince (cwc),3. Az oszlop húzott gerinclemeze (cwt).

Az alkotóelemek egyenkénti vizsgálatával meghatározzuk azok teherbírását(F i,Rd ) és merevségét (k i).

A csomópont nyomatéki ellenállása a leggyengébb összetevő ellenállásábólszámítható:

A csomópont elfordulási viselkedésének elemzését a következő modellenvégezzük el:

Hegesztett csomópont mechanikai modelljeA csomópont kezdeti merevségét a következő képlet adja meg:

Végül ellenőriznünk kell, hogy a gerenda övei és az oszlop öve közöttihegesztési varratok képesek a nyomatékból származó húzó- és nyomóer ők

biztonságos átadására, azaz el kell végeznünk ezen varratok vizsgálatát.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A T-KAPCSOLATI MODELL

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kap cso lato k el lenál lása / I és

H szelvények csomó pontjai

A komponens-modellben az egyes csavarsorokban ébred ő ellenállások számítására a T-kapcsolati modell szolgál. A T-kapcsolat két csavarral összekötött húzott homloklemezek

méretezésére szolgál. A homloklemez és a csavarok jellemzőinek (geometriai méretek, anyagminőségek)függvényében a következő tönkremeneteli módok lehetségesek:

1. A homl oklemez folyásitönkremenetele

2. Homloklemez és csavarokegyüttes tönkremenetele

3. Csavarok tönkremenetele

A T-kapcsolat modellje alkalmazható a csavarokkal összekapcsolt elemek (homloklemez ésoszlop-öv) méretezésére, ha azokat húzóer ő terheli. A hajlított oszlop-öv és a hajlítotthomloklemez teherbírásának meghatározása során ú.n. „helyettesítő T-kapcsolat”-ot kellhazsnálni, ahol a helyettesítő T-elem magasságát (leff ) az alábbi megfontolások alapján

határozzuk meg.

A modell kiterjesztésének alapját a homloklemezes kapcsolatok tönkremeneteli módjainak kísérleti analízise szolgáltatta. Nagyszámú vizsgálatot végeztek, amelyben egy vagy többcsavarsort helyeztek el egymás alatt. Ezek eredményeiből, a homloklemez és oszlopövtönkremeneteli alakjából vezették le a törésképeket. A törésképeket folyási vonalak határolják,melyeket képlékeny csuklók sora alkot. A csomóponti kialakítás függvényében – geometriaielrendezés, merevítők helyzete, stb. – különböző törésképek alakulhatnak ki. Ez azt jelenti,hogy a mértékadó töréskép – amelynél a folyási vonalak hossza minimális – esetvizsgálatokkal határozható meg. A törésképek lehetséges alakjai – és ezzel a tönkremeneteli lehetőségek:

• egyedi csavartönkremenetel, kör alakú törésképpel;• egyedi csavartönkremenetel, nem kör alakú törésképpel;

• csoportos csavartönkremenetel. Behelyettesítve a meghatározott folyási vonalak hosszát a T-kapcsolati modellbe, kiadódik ahelyettesítő T-modell homloklemezének magassága (leff ). Ebben ilyenkor - a tönkremeneteli

mód függvényében – egy vagy több pár csavar is van.

a) csavar egyedi tönkremenetelének képe:



































A helyettesítő T-elem effektív hossza oszlopöv esetén:

A csavarsor

helyzete

Egyedi csavarsorok esete Csavarcsoport esete

Nem kör alakú töréskép

leff,nc

Kör alakú

töréskép

leff,c

Nem kör alakú töréskép

leff,nc

Kör alakú töréskép

leff,c

Merevítés

melletti

csavarsor

Utolsó

csavarsor (nem

merevítésmellett)

A legkisebb ezek közül: A legkisebb ezek

közül:

A legkisebb ezek közül:

2 m+ 0,625 e + 0,5 p

A legkisebb ezek

közül:

Merevítés

melletti utolsó

csavarsor

A legkisebb ezek

közül:

Nem lehetséges

Nem lehetséges

Az effektív hosszak számítása mind oszlopövre, mind homloklemezre:

1. tönkremeneteli

mód

2. tönkremeneteli

mód

A táblázatokban szereplő a tényezőt a következő oldalon látható diagram alapján kellfelvenni.A helyettesítő T-elem húzó ellenállása az alábbi 3 érték minimuma:

1. a homloklemez folyási tönkremenetele esetén:

2. a homloklemez és a csavar együttes tönkremenetele esetén:

3. a csavar tönkremenetele esetén:

ahol

a csavarok húzó ellenállása

n = emin de







Az a tényező megállapítása















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

OSZLOP-GERENDA CSOMÓPONTOK CSAVAROZOTT, HOMLOKLEMEZESKAPCSOLATTAL – CSOMÓPONT NYOMATÉKI ELLENÁLLÁSÁNAK SZÁMÍTÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Szerkezetek teherbírása / A kapcso latok ellenáll ása / Iés H szelvények csomópontjai

Oszlop-gerenda csomópontok esetén a homloklemezes kapcsolat kialakításának jellemző

típusait az alábbi ábra mutatja:

Nem túlnyúló és túlnyúló homloklemezes oszlop-gerenda csomópont A csomópont aktív komponensei a következők:

A csomópontban a gerenda végén ébredő nyíróer ő az alábbi úton jut át az oszlopra:

• a gerenda gerincét a homloklemezhez kötő varrat,• az alsó két csavar (bs).

A fenti ábra szerinti csomópontok általában félmerev besorolásúak. A csomópontmerevségének fokozására és az egyes komponensek ellenállásának növelésére merevítőelemeket lehet beiktatni

• a húzott illetve nyomott oszlop gerinc ellenállásának növelésére merevítő bordák;

• a nyírt oszlopgerinc ellenállásának növelésére átlós merevítő bordák • vagy a gerinclemez vastagságát növelő egy-vagy kétoldali „gerinchizlaló lemez”

behegesztése;• a hajlított oszlop öv ellenállásának növelésére „övhizlaló lemez”

alkalmazható az alábbi ábrák szerint:






























Merevítő

bordák elhelyezési lehető

ségei

Gerinchizlalás lehetőségei

Övhizlaló lemez elhelyezése (1 – övhizlaló lemez)





Az egyes komponensek ellenállását az EC1-1-8 vonatkozó pontjai alapján lehetmeghatározni.Az alábbiakban bemutatjuk néhány – egyszer ű bben számolható – komponens ellenállását,egy jellemzően kialakított nem nyúló, a gerendaövek vonalában alul-felül merevítő bordávalellátott, alul-felül egy csavarsorral rendelkező csomópont példáján. Az oszlop gerincének nyírási ellenállása (cws) merevítetlen esetben a következő:

ahol Avc az oszlop gerincének nyírásra meghatározott keresztmetszeti területe.

Ha keresztirányú merevítő bordák vannak a gerenda öveinek folytatásában, akkor az elő bbiszerinti nyírási ellenállás az alábbi taggal megnövelhető:

ahol M pl,fc,Rd az oszlop övének nyomatéki ellenállása,

M pl,st,Rd a merevítő bordák nyomatéki ellenállása,

d s a merevítő

bordák tengelytávolsága. Ha a gerincre vastagító lemez került felhegesztésre, akkor a figyelembe vett Avc területet

legfeljebb bs*t wc értékkel lehet megnövelni, ha a vastagító lemez(ek) keresztmetszeti területe

ezt a növekményt fedezi. A húzott oszlopgerinc (cwt) ellenállásának számítása általában nagyon hosszadalmas.Merevítő bordák alkalmazása esetén, ha a merevítő borda vastagsága eléri a gerenda övének vastagságát, akkor ennek a komponensnek a vizsgálatától eltekinthetünk. A hajlított oszlop-öv (cfb) és a hajlított homloklemez (epb) ellenállásának számítása ahelyettesítő T-kapcsolati modell segítségével, az ott leírtak szerint történik. Mivel most csak

egy húzott csavarsorunk van, a csoportos tönkremenetel lehetőségét kizárjuk. A csavarsor mind az oszlop öve, mind a homloklemez vonatkozásában merevítés mellett helyezkedik el.Mindegyik esetben a geometriai méreteket az adott elem oldaláról nézve kell megállapítani,így a két ellenállás eltér ő értékeket fog szolgáltatni. A húzott csavarok ellenállását (bt) külön nem kell ellenőrizni, mivel a T-kapcsolati modell3. tönkremeneteli módjában tulajdonképpen a csavarszakadást vizsgáltuk. A húzott gerenda-gerinc (bwt) ellenállása közelítésképpen az alábbinak vehető:

ahol beff,t,wb a gerinclemez effektív szélessége egyenlő a homloklemez

ellenállásának számításakor használt egyenérték ű T-modell effektívhosszával. A nyomott gerenda-gerinc és öv (bfc) ellenállása egyenlőnek vehető a gerenda nyomatékiellenállásából számítható nyomóer ővel:

ahol M c,Rd a becsatlakozó gerenda végkeresztmetszetének nyomatéki ellenállása,

kiékelt gerendavég esetén a közbülső öv elhanyagolásával számítva. A nyomott oszlop-gerinc (cwc) ellenállása merevítetlen esetben a szabvány előírásai szerint,de eléggé hosszadalmasan határozható meg. Ha a gerenda övével megegyező méretű

merevítő bordát helyezünk el, akkor ennek a komponensnek is elhagyható az ellen őrzése. Ezek után meg kell állapítanunk a csomóponti komponensek közül a legkisebbnek azellenállását. Ennek során az alábbi alkotóelemek közül kell választanunk:

• a húzott zónában : min (cws, cwt, cfb, ebp, bt, bwt) a nyomott zónában: min (cws,cwc,bfc).







•

A nyomott és a húzott zónában elérhető ellenállások közül a kisebb lesz a mértékadó F Rd ,

ebből számítható a csomópont hajlítási ellenállása:

ahol z a húzott csavarsor tengelyének távolsága a nyomott öv középvonalától. Több csavarsor alkalmazása esetén fenti eljárás úgy módosul, hogy minden i-edik

csavarsorra meg kell vizsgálni a csavarsoronkénti egyedi tönkremenetelre kiszámíthatóellenállást (cwt, cfb, epb, bwt komponensekből a legkisebb ellenállás, F ti,egyedi,Rd ), majd a

csavarsorok csoportos tönkremenetelének lehetőségeire is ki kell számítani ugyanezenértéket (F ticsop,Rd ). Ezután minden csavarsornál meg kell állapítani, hogy melyik ellenállási

érték a kisebb, ez lesz az i-edik csavarsor ellenállása:

A kompatibilitási feltétel a normáler ők egyensúlya, tehát a nyomott zóna ellenállásának elkell érnie a húzott csavarsorok összes ellenállását:

Ha az elő bbi feltétel nem teljesül, akkor a húzott csavarsorok ellenállását redukálni kell.A csomópont nyomatéki ellenállását a húzott csavarsorok ellenállásaiból származónyomatékok összegzése adja:

ahol hi az i-edik húzott csavarsor tengelytávolsága a nyomott öv középvonalától.

Látható, hogy több csavarsor esetén a számításokat sokszor kell elvégezni, esetleg csak többlépcsős iterációval jutunk célhoz. Bár a szabvány számos esetre ad egyszer űsítési

lehető

ségeket, belátható, hogy több csavarsorral ellátott homloklemezes kapcsolat számításakézi módszerrel nem célszer ű.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

OSZLOP-GERENDA CSOMÓPONTOK CSAVAROZOTT, HOMLOKLEMEZESKAPCSOLATTAL – CSOMÓPONT MEREVSÉGI JELLEMZŐINEKMEGHATÁROZÁSA


/I és H szelvények csomópontjai

A komponens-módszer alkalmazásához az egyedi alkotóelemek merevségitényezőit kell meghatározni. Az előzőekben vizsgált csavarozott homloklemezeskapcsolatnál az alábbi komponensek merevségi tényezőire van szükség:

Csomóponti

komponens

k i merevségi tényező Megjegyzés

Merevítetlen Merevített eset

Nyírt oszlop gerinc

k 1 = ¥

b átalakítási tényező, lásd

lejjebb

z a nyomó – és húzóer ők

távolsága

Oszlopgerinc nyomása

Lásd a szabványt k 2 = ¥

Oszlopgerinc húzása

Lásd a szabványt k 3 = ¥

Oszlop övének

húzásból ered ő

hajlítása

(Egyetlen csavarsor

esetén)

leff a T-kapcsolat legkisebb

effektív hossza

m a csavarsor távolsága a

gerinctől,

lásd a T-kapcsolatnál

Homloklemez

húzásból ered ő

hajlítása

(Egyetlen csavarsor

esetén)

leff a T-kapcsolat legkisebb

effektív hossza

m a csavarsor távolsága a

gerinctől,

lásd a T-kapcsolatnál

Húzott csavar

(Egyetlen csavarsor

esetén)

Lb a teljes közrefogott

anyagvastagság és az alátét

vastagsága, plusz a fej és az

anya együttes magasságának a

fele

Az átalakítási tényező a csomópontba becsatlakozó gerendákra ható tervezésinyomatékok viszonyától függ:

A kapcsolat elrendezése Nyomaték b értéke

oszlop - gerenda kapcsolategy oldalról csatlakozó gerendával

M b1,Ed 1

oszlop - gerenda kapcsolat

mindkét oldalról csatlakozó gerendával

M b1,Ed = M b2,Ed 0

M b1,Ed / M b2,Ed > 0 1

M b1,Ed / M b2,Ed < 0 2

M b1,Ed + M b2,Ed = 0 2

A csomópont merevsége ezek alapján:



































A kezdeti merevség (S j,ini) a nyomaték-elfordulás görbén a nyomatéki ellenállás

2/3-áig érvényes, m=1 esetén kapható meg. A nyomaték-elfordulás görbének további szakaszán az S j húrmodulust csavarozott homloklemezes kapcsolat

esetén

alkalmazásával kaphatjuk meg. Több csavarsor esetén csavarsoronként egyenérték ű merevségi tényezőt kellkiszámítani a csavarsorban szereplő alkotóelemekből, majd az összes ilyentényező ismeretében egyenérték ű nyomatéki karokat is meg kell határozni.Ezekből számíthatók a kapcsolat merevségi jellemzői, itt is megállapítható,hogy célszer űen számítógépi módszerek alkalmazásával.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

GLOBÁLIS ÉS LOKÁLIS HELYETTESÍTŐ IMPERFEKCIÓK FELVÉTELE

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / SZAKÉRTŐI FEJEZETEK

Az alábbiakban elsősorban keretszerkezetek globális, illetve az alkotó szerkezetei elemek lokális geometriai imperfekcióinak felvételével foglalkozunk. Bemutatjuk a sajátalak alapján

felvehető – a globális és lokális imperfekciókat egységben kezelő – általános helyettesítőimperfekció alkalmazását is. A globális helyettesítő imperfekció Az EC3 szerint a globális helyettesítő imperfekció keretszer ű szerkezetek esetén az ábraszerint egy kezdeti ferdeséggel vehető fel:

ahol a ferdeség értéke:

A ferdeség alapértéke:

amelyet csökkenteni lehet a szerkezet h magasságától függő

tényezővel (ahol h értékét méterben kell behelyettesíteni), illetve az oszlopok m számátólfüggő

tényezővel, ahol csak azon oszlopokat kell figyelembe venni, amelyben a normáler ő eléri azátlagos oszlop-normáler ő 50%-át. A helyettesítő globális imperfekciók felvételénél azalábbi megfontolásokat kell figyelembe venni:





























• a globális helyettesítő imperfekciót mindig csak egy irányban kell felvenni,

mégpedig a feltételezett kihajlási síkban; ebből következően egy adott szerkezetesetén több független eset is lehetséges (például nem szimmetrikus síkbeli keretetegyszer, és egyszer balra is ferdének kell feltételezni):

• térbeli szerkezet esetén általában azt az esetet is vizsgálni kell, amikor az egyes

keretsíkok ferdesége ellentétes irányú, és ebből következően a szerkezetelcsavarodása létrejöhet:

A lokális helyettesítő imperfekció A lokális helyettesítő imperfekció rendszerint egy kezdeti görbeség, amelyet a szerkezetalkotó rúdjaira kell felvenni:

ahol a fél-szinuszhullám, vagy a parabola alakú görbeség e0 amplitúdója a

keresztmetszetére jellemző kihajlási görbétől függ:

kihajlási görberugalmas számítás képlékeny számítás

e0 e0

a0 L/350 L/300

a L/300 L/250

b L/250 L/200

c L/200 L/150d L/150 L/100








Az általános helyettesítő imperfekció Az általános helyettesítő imperfekció magában foglalja a globális és a lokális imperfekciótis. Az általános imperfekciót a rugalmas másodrend ű számítás speciális fejezetének számítósajátérték faladat megoldásaként kapott sajátalakkal vesszük fel. A sajátalak elméletileg amegfelelő sajátértékhez (rugalmas kritikus teherszorzóhoz) tartozó kihajlási alakot adja meg.A sajátalak fontos tulajdonsága, hogy skálázható, azaz a szerkezeti deformáció mértéketetszőleges számmal skálázható (a kihajlás mértéke határozatlan). A sajátalakból az EC3

szerint az alábbi skálázással kapunk helyettesítő imperfekciót:

ahol

a kritikus keresztmetszet hajlítási merevsége;

a stabilitási analízisből kapott sajátalak;

a sajátalak második deriváltja a kritikus keresztmetszetben;

;

az imperfekciós tényező;

a kritikus keresztmetszet normáler ő ellenállása;

a kritikus keresztmetszet nyomatéki ellenállása; a kihajlási csökkentő tényező értéke;

a teherszorzó értéke;

a kritikus teherszorzó értéke; A módszer részleteivel az EC3 nem foglalkozik, az alkalmazást a Nemzeti Mellékletre bízza. A megjegyzésekből azonban kitűnik, hogy a szabvány a módszert elsősorban síkbelikeretekre, illetve olyan szerkezetekre ajánlja, ahol a kifordulásnak és a térbelielcsavarodásnak nincs szerepe. Ekkor megengedi az alábbi közelítéseket:

• értékét lehet csak a normáler ő ből számítani;• értékét lehet az elsőrend ű számításból adódó N ábrára számítani, ahol a

normáler ő ábra mint teher működik;

Az általános helyettesítő imperfekció kifejezésében szereplő kifejezés egy nyomatékiérték, amely az alkalmazott sajátalakhoz mint kinematikai teherhez tartozik. A módszer kéziszámításhoz túlzottan bonyolult, de gépi számítás esetén is speciális program funkciókatigényel, amelyek nem minden kereskedelmi programban állnak rendelkezésre.

(









Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ÁLTALÁNOS STABILITÁSVIZSGÁLATI MÓDSZER


Az általános stabilitásvizsgálati módszer egy alternatív módszer, amely aszerkezetek részelemekre bontásán és az interakciós formula alkalmazásánalapuló csökkentő tényezős módszert váltja ki. A szabvány az általános módszer alkalmazását akkor javasolja, ha az interakciós formula alkalmazása valamilyenokból nem lehetséges, vagy nem célszer ű. Az általános módszer lényege, hogy aszerkezeti szakaszok elkülönített vizsgálata helyett a síkban fekvő teljesszerkezetet mint szuperelemet vizsgálja. A módszer alkalmazásának feltételei akövetkezők:

• a keresztmetszetek ellenállását másodrend űen számított igénybevételekből

határozzuk meg, ahol a modell tartalmazza a keret síkjában a globális éslokális helyettesítő görbeségeket (a feltétel a szerkezet síkjában bekövetkező kihajlást kívánja figyelembe venni; amennyiben szemléletből belátható, hogy a keret síkjában bekövetkező kihajlás nem lehet mértékadó,akkor a feltétel figyelmen kívül hagyható);

• a keretszerkezet mértékadó stabilitásvesztési módja a kifordulás, illetve

oldalsó kihajlás;

A módszer számítógépes stabilitási analízist igényel. A feladatot támogató programok speciális tulajdonsága, hogy figyelembe veszik a vékonyfalú nyitottszelvények (pl. I és H szelvények) gátolt csavarását. A problémát a

csomópontonként 7 szabadságfokú vékonyfaló rúd végeselemre alapozott programok tudják megoldani. Ilyen rúdelemet alkalmaz például a ConSteel 4.0és az ANSYS program.

Az általános módszer alkalmazásának további feltétele, hogy a keretszerkezet3D geometriai modellje pontosan tükrözze a szerkezet valós térbelimegtámasztási viszonyait. Ez a következő szempontok gondos mérlegelését

jelenti:

• az alkalmazott oszloptalp pontbeli megtámasztási modelljének tartalmaznia

kell az oszlop tengelye körüli elcsavarodásának és az elemvég

öblösödésének (7. szabadságfokának) gátlását; az elcsavarodás mindenesetben gátolt a csavarok miatt; az öblösödést a viszonylag vastag talplemezképes gátolni);

• az oszlopokon és a gerendákon a pontbeli oldalsó megtámasztások helyét

pontosan kell meghatározni, nem csak a rúd, hanem bizonyos esetekben akeresztmetszet mentén is (pl. kikönyöklés);

• a kikönyöklést úgy kell modellezni, hogy azon a helyen keresztmetszet

elcsavarodása ténylegesen gátolt legyen;

• a 7. szabadságfok illesztése a keretsarokban általában nem modellezhetőek

egzakt módon; amennyiben közel azonos alakú és méretű szelvények találkoznak (ez a leggyakoribb eset), akkor a „csomóponti eredő bimomentzérus értékűsége” hipotézisén alapuló számítás viszonylag jó közelítést ad (ld. ConSteel programot); más esetekben a rúdvégi 7. szabadságfokok feloldásával, illetve a csomóponti 7. szabadságfokok megtámasztásávaloperálhatunk (az eljárás csak statikus szakértőknek ajánlott!);





























A fentiek gondos figyelembevételével felépíthetjük a síkban fekvőkeretszerkezet 3D geometriai modelljét, amely megfelel az általánosstabilitásvizsgálati módszernek. Az eljárás az alábbi lépésekben kellvégrehajtani:

1. lépés A keresztmetszetek ellenállásának ellenőrzése során határozzuk meg akeretszerkezet azon keresztmetszetét, ahol az ellenállás kihasználtsága alegnagyobb. Ebben a keresztmetszetben számítsuk ki a mértékadó

teherkombinációból az ault,k tényezőt, ami a tervezési teher azon szorzója,

amely esetén a keresztmetszet éppen 100%-osan kihasználttá válik.Keretszerkezet esetén ez a következő konzervatív formula alkalmazásáhozvezet:

A keresztmetszeti jellemzőket a keresztmetszeti osztálynak megfelelően kellkiszámítani. 2. lépés Az első lépésben meghatározott mértékadó tervezési teherkombináció esetérevégezzük el a 3D modell globális rugalmas stabilitási analízisét, majd válasszuk ki az első olyan sajátértéket, amelyhez tartozó sajátalak (stabilitásvesztési mód)

a szerkezet kifordulását mutatja. Ez a sajátérték lesz a tervezési teher a cr,opszorzója, amely a geometriailag tökéletes és rugalmas szerkezet térbeli

stabilitásvesztését okozza:

"a sajátérték feladatból kapott első olyan sajátérték, amelyhez tartozó sajátalak a

szerkezet

kifordulási stabilitásvesztését mutatja”

3. lépés Számítsuk ki a teljes keretszerkezetre jellemző redukált karcsúságot:

4. lépés A fenti karcsúság alapján számítsuk ki a gyenge tengely körül kihajló nyomott

rúd problémához tartozó c z és a hajlított gerenda kiforduláshoz tartozó c LT csökkentő tényezőket. 5. lépés

A szerkezet globális stabilitási ellenállása megfelelő, ha az első lépésbenmeghatározott keresztmetszetben, az ott alkalmazott tervezési igénybevételekreteljesül az alábbi interakciós feltétel:







Alkalmazási példa (…)

















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

SZÁRAIN BEKÖTÖTT HÚZOTT SZÖGVASAK HÚZÁSI ELLENÁLLÁSA




Tipikusan külpontos húzásra vezet a szögvasnak a szárain történő csavarozott bekötése:

Ekkor a csavarok számától függően a külpontosság hatását az alábbiak szerintlehet figyelembe venni:

• 1 csavar esetén:

• 2 csavar esetén:

• 3 vagy több csavar esetén:

ahol







































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

CSAVART SZERKEZETI ELEM KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁSA


Csavart szerkezeti elem keresztmetszeti ellenállása

A csavarásnak kitett szerkezeti elem alaktartó keresztmetszetének ellenállásamegfelelő, ha teljesül az alábbi feltétel:

ahol T Ed a teljes tervezési csavarási nyomaték, amely két részből tevődik össze:

ahol T t,Ed a belső tiszta csavaró nyomaték, T w,Ed a belső gátolt csavaró

nyomaték. A fenti feltételben T Rd a keresztmetszet tervezési csavarási

ellenállása. A T Ed tervezési csavaró nyomatékból a belső csavaró hatások rugalmas

analízissel határozhatók meg. A csavarási differenciálegyenlet megoldását többszakkönyv részletesen tárgyalja, és a kézi számításhoz megoldásokat közölnek.A csavarási feladat numerikus megoldása (17) általában 7 szabadságfokúvékonyfalú rúd végeselem alkalmazását igényli. A belső csavaró hatások ismeretében a keresztmetszet rugalmas feszültségeit azalábbi képletekkel számíthatjuk ki:

ahol I t , I w és S w a keresztmetszet csavarási jellemzői, w a keresztmetszeti

ponthoz tartozó öblösödési mérték. A jellemzőket a számítógépes programok keresztmetszeti moduljai szolgáltatják. B Ed a bimoment, amely igénybevételt a

végeselemes számítás közvetlenül szolgáltatja (a hetedik „elcsavarodásisebesség” szabadságfokhoz tartozó igénybevétel). A feszültségek ismeretébenalkalmazzuk a rugalmas keresztmetszeti ellenállás általános képletét:

A tervezés gyakorlatában megengedhetők az alábbi egyszer űsítések: • a képlékeny keresztmetszeti ellenállás számításánál csak a sw,Ed gátolt































csavarási feszültséget vesszük figyelembe;• zárt keresztmetszetek esetén a gátolt csavarási feszültségeket

elhanyagolhatjuk;• nyitott (I és H) keresztmetszetek esetén a tiszta csavarási feszültséget

elhanyagolhatjuk; Amennyiben a keresztmetszet nyírása csavarási hatással párosul, akkor a nyírásiellenállást redukálni kell a csavarás hatásával, és az alábbi feltételt kell

kielégíteni:

ahol a redukált keresztmetszeti nyírási ellenállás számítása a szelvény alakjátólfügg: - I és H szelvények esetén:

- U szelvények esetén:

- zárt szelvények esetén:

Általános esetben, amikor a szerkezeti elem keresztmetszete hajlított, nyírt,csavart és normáler ővel terhelt, a keresztmetszet ellenállása rugalmas alaponhatározható meg:

ahol a tervezési feszültségek az alábbiak szerint számíthatóak:

A 4. keresztmetszeti osztály esetén a feszültségeket az effektív keresztmetszeti jellemzők alapján kell kiszámítani, és amennyiben a keresztmetszet nem















kétszeresen szimmetrikus, akkor figyelembe kell venni a tiszta nyomáshoztartozó effektív keresztmetszet súlyvonalának eltolódásából származó járulékoshajlítási nyomatékokat is.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ALTERNATÍV MÓDSZER A KIFORDULÁSI CSÖKKENTŐ TÉNYEZŐSZÁMÍTÁSÁRA


Közepes és nagy karcsúságú melegen hengerelt és azokkal egyenérték űkialakítású hegesztett I szelvényekből készült gerendák kifordulási kísérleteialapján kimutatható, hogy a szabvány általános c LT kifordulási csökkentő

tényező je alulértékeli a gerenda teherbírását. Ezért az EC3 ezekre aszelvényekre megengedi az alábbi kedvező bb csökkentő tényező alkalmazását:

A javasolt módosító paraméterek:

A fenti módosított formulához a szabvány külön kalibrált kifordulási görbétrendel:

Keresztmetszet típusa keresztmetszeti méretarány kifordulási görbeHengerelt h/b£2

h/b>2

bc

Hegesztett h/b£2

h/b>2

cd

Az általános kifordulás vizsgálat során a vizsgált kéttámaszú tartó viszonyítottkarcsúságát az tényleges nyomatéki ábra alakját figyelembe vevő M cr kritikus

nyomatékból kell meghatározni:

Sok esetben a nyomatéki ábra olyan alakú, hogy nehezen találunk hozzá azirodalomban C i tényezőket. Ilyen esetekben a szabvány megengedi, hogy az M cr

kritikus nyomatékot a legnagyobb nyomatéki értékkel felvett konstansnyomatéki ábrához határozzuk meg, és abból számítsuk ki a c LT csökkentő

tényezőt. Mivel az így meghatározott csökkentő tényező túlzottan gazdaságtalantervezésre vezetne, az alábbi módosított értéket kell alkalmazni:































nyomatéki ábra alakja a kétoldalsó

támaszok között

k c

0,94

0,90

0,91

0,86

0,77

0,82

A k c a nyomatéki ábra alakjától függő tényező, amelynek alapeseteit az alábbi

ábra mutatja:

Mmax















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ÁLTALÁNOS HORPADÁSVIZSGÁLATI ELJÁRÁS


A merevített vagy merevítetlen lemezelemek horpadása vizsgálható az alábbiredukált feszültségek módszerével is. A módszer alkalmazása során feltételezzük,hogy a keresztmetszet 3. osztályú, függetlenül a tényleges besorolásától. Amódszer alternatívája az effektív keresztmetszeten alapuló eljárásnak, azonban a„shear lag” hatást külön vizsgálni kell (feltéve, hogy mértékadó). A lemezelem horpadással szemben megfelelő ellenállású, ha az összetettfeszültségállapotban (s x,Ed ,s z,Ed ,t Ed ) 3. keresztmetszeti osztály feltételezésével

teljesül az alábbi feltétel:

ahol ault,k a lemezelem kritikus pontjára vonatkozó tehernövelő tényező, r az

általános horpadási csökkentő tényező, amely az alábbi lemezkarcsúságtól függ:

ahol a cr a kritikus tehernövelő tényező, amelynek hatására a lemezelem rugalmas

horpadása az összetett feszültségállapotban bekövetkezik. A acr tényező számítását elsősorban héj végeselemes modell alapján célszer ű

elvégezni, azonban alkalmazhatóak az EC3-1-5 4. és 5. fejezeteiben ismertetettkézi számítási módszerek is. Az ault,k számítása a 3. keresztmetszetei osztály

feltételezésével a folyási feltétel alapján, a horpadás kizárásával végezhető el:

Legáltalánosabb esetben a r horpadási csökkentő tényező az alábbi kifejezésselszámítható:

Ahol

A kalibrációs tényezőket az alábbi táblázat tartalmazza:






























elem típusa horpadási mód a p l p0

melegen hengerelt hosszirányú normálfeszültség

(y³0) 0,130,7

hosszirányú normálfeszültség (y<0)

nyíráskeresztirányú hatás

0,8

hegesztett, hidegenalakított

hosszirányú normálfeszültség

(y³0) 0,340,7

hosszirányú normálfeszültség (y<0)

nyíráskeresztirányú hatás

0,8


















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A GERINC NYÍRÁSI HORPADÁSI ELLENÁLLÁSÁT NÖVELŐ ÖVHATÁSSZÁMÍTÁSA




Amennyiben az övlemezek nincsenek teljesen kihasználva hajlításra

, akkor az övhatást a következő tényezővel vehetjük figyelembe:

ahol - azon öv méretei, amely kisebb

ellenállásra vezet; - legfeljebb a gerinc mindkétoldalán;

- az effektív övlemezekkel számolva;

.

Amennyiben a gerendában számottevő tervezési normáler ő is hat, akkor azöv nyomatéki teherbírását csökkenteni kell:

ahol a felső és az alsó öv hatékony területének összege.







































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

GERINC NYÍRÁSI HORPADÁSA ÉS A KERESZTMETSZETI ELLENÁLLÁS

KÖLCSÖNHATÁSA


A vizsgálatot az er ős tengely körül hajlított, nyírt és normáler ővel terhelt Iszelvényű gerenda esetére mutatjuk be. A gerinc nyírási horpadása és gerendakeresztmetszeti ellenállása között fennálló kölcsönhatást az alábbi formulávallehet számításba venni:

ahol

M y,f,Rd az övlemezek alkotta képzetes keresztmetszet nyomatéki

ellenállása: - 1., 2. és 3. keresztmetszeti osztályú övlemezek esetén

- 4. keresztmetszeti osztályú övlemezek esetén

ahol az A f illetve Aeff,f a kisebb területet adó övhöz tartozik, z f azövek súlypontjai közötti távolság;

M pl,y,Rd a keresztmetszet képlékeny nyomatéki ellenállása, függetlenül a

tényleges keresztmetszeti osztálytól;

h3 a tiszta nyírási horpadási kihasználtság:

h1 a keresztmetszet tiszta nyomatéki kihasználtsága: - 1. és 2. keresztmetszeti osztály esetén

- 3. keresztmetszeti osztály esetén






























A vizsgálatot csak a figyelembe vett belső keresztbordáktól 0,5hw távolságnál

messzebb lévő keresztmetszetekre kell elvégezni. Amennyiben N Ed tervezési normálerő is hat, akkor a fenti kifejezésben

szereplő nyomatéki ellenállásokat a normáler ő hatásával redukálni kell, illetve ah1 keresztmetszeti kihasználtságot a normáler ő figyelembe vételével kell

meghatározni: - az M pl,y,Rd redukált értéke:

ahol és

- az M y,f,Rd redukált értéke:

ahol A f 1., 2. és 3. keresztmetszeti osztályú övlemezek esetén a nettó

övterületet, 4. osztály esetén a hatékony övterületet jelenti.

- h1 keresztmetszeti kihasználtság redukált értéke:

- 1. és 2. keresztmetszeti osztály esetén







Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ÖSSZETETT (OSZTOTT) KERESZTMETSZETŰ SZERKEZETI ELEMEK NUMERIKUS ANALÍZISE


Az összetett (osztott) szelvényű szerkezeti elem valójában egy összetett szerkezet,amelynek globális analízise elvben lehetséges. A globális modell alapvetően kétféle lehet:

• rúdszerkezeti modell,

• héjszerkezeti modell.

Az alábbiakban a kétféle modellezés lehetőségét mutatjuk be, és kiemeljük azok előnyeit,illetve hátrányait.

Rúdszerkezeti modellezés

A rúdszerkezeti modellezés lényege, hogy a szerkezeti elemet egy referencia tengely, illetvea hozzá rendelt keresztmetszeti jellemzők írják le. Ebből következően az összetett (osztott)szelvényű szerkezeti elem rúdszerkezeti modellezésének nehézsége, hogy a hevederek,illetve a rácsrudak síkja az alapszelvények referencia tengelyétől külpontosan helyezkednek el:

A rácsozás, illetve a hevederezés síkjai nem vonhatóak össze az alapszelvények súlyvonalaiáltal meghatározott síkba, legalábbis térbeli modell esetén nem, mert a szerkezeti elemelvesztené a csavarási merevségét (az összetett szelvényű szerkezeti elemek csavarásszempontjából a zárt szelvényekhez hasonlóan viselkednek). A probléma megoldása a fiktívelemek alkalmazásában van, ami jelen esetben azt jelenti, hogy az alapszelvények

súlypontjából fiktív rúdelemekkel kinyúlunk a rácsrudak, illetve hevederek végpontjai általmeghatározott pontokig:

Az alábbi kép két U szelvényből összetett hevederes szerkezeti elem egy lehetségesrúdszerkezeti modelljét mutatja:





























A szerkezeti modellnek tartalmaznia kell az EC3-1-1 által előírt e0=L/500 amplitúdójú

kezdeti görbeségét. Ez jelen esetben a két alapszelvény referencia tengelyének kezdetialakját határozza meg. Az összetett szerkezeti elem végeinek megtámasztása érdekében isfiktív elemeket kell alkalmaznunk. Az alábbi kép az oszlopelem alsó végének csuklós,rúdtengely körüli elfordulást meggátló, illetve felső végének a rúdtengely irányábanelmozduló megtámasztását mutatja (az utóbbi elmozdulás megengedése a modellnek normáler ővel való terhelhetőségét teszi lehetővé):

A támaszok bevitelét biztosító fiktív gerenda két végén nyomatéki csuklót alkalmazunk annak érdekében, hogy az er ő bevezetés ne okozzon túlzott nyomatékot azalapszelvényekben. Fontos megjegyeznünk, hogy a támasz, illetve er ő bevitel helyén aszerkezeti modellt a valós szerkezeti kialakítás gondos elemzése után szabad modellezni,illetve a kialakításból származó igénybevételeket össze kell vetni a szemléletbőlmegállapítható, valós (lehetséges) szerkezeti igénybevételekkel. A fentiek alapján kialakítottmodell hátulütő je, hogy az eredmények nagyban függnek a fiktív elemek merevségétől: túlalacsony merevségek alkalmazása esetén a modell gyengébben viselkedik, mint a valós





szerkezet, túl nagy merevségek bevitele esetén numerikus zavarok léphetnek fel, aminek akövetkezménye beláthatatlan. A helyes merevségi értékek beállítása próbálgatásos („ try and

error” módszerrel, a számítási eredmények „konvergenciájának” megfigyelésével történhet.A fenti modellben az alábbi táblázat szerint változtattuk a fiktív elemek merevségét(szelvényét), és megfigyeltük a számítási eredmények (a tervezési normáler ő és a kritikusteherszorzó) változását. Az egyszer űség kedvérét a rúdvégi fiktív gerendákat és ahevederbekötéshez alkalmazott fiktív rudakat azonosnak vettük, és SHS szelvényeketalkalmaztunk):

fiktív rúd„szelvénye” inercianyomaték I y(cm 4 ) tervezésinormálerő

N ch,Ed (kN)

globális kihajláshoztartozókritikus erő N cr(kN)

SHS 100x6 1061 6.020

SHS 200x6 1081 9.120

SHS 300x6 1081 9.380

A fenti adatok az alábbi összetett szelvényű oszlop feladatra vonatkoznak:

• tervezési nyomóer ő a rúdvégen: 2.000 kN

• alapszelvények: UAP300

• L=6000 mm

• h0=300 mm

• a=1000 mm

• heveder: 240-16

• E=210000 N/mm2

A modell számítógépes tervezési eredményei (kihasználtságok %-ban) az SHS 300x6 fiktívelemek alkalmazásával az alábbiak:

csak szilárdsági kihasználtság szilárdsági + stabilitási kihasználtság





A szabvány szerinti „kézi” számítás megfelelő eredményei:

• szilárdsági kihasználtság: 91,7 % (ConSteel 4.0: 86,2%)

• stabilitási kihasználtság: 89,0 % (ConSteel 4.0: 102,0%)

Az EC3-1-1 eljárása során a stabilitási vizsgálatra az összetett elem nem-anyagi tengelyekörüli kihajlás volt a mértékadó (bár közel esett az anyagi tengelye körüli értékhez).

Feltűnő, hogy a két számítási eljárás között jelentős különbség van a stabilitási vizsgálatnál.A rúdszerkezeti modell alapú általános stabilitási vizsgálat kb. 13%-al magasabbkihasználtságot mutat. Az eltérésnek több oka lehet (a rúdmodell a fiktív elemek miattrugalmasabb; a szabványos eljárás közelítő jellegű; stb.), azonban jelen pillanatban egzaktmagyarázatot nem tudunk adni az eltérésre.

Héjszerkezeti modellezés Valamely héj végeselemes program birtokában a vizsgált szerkezetünk héjszerkezetimodellje viszonylag egyszer űen összeállítható:





Különös figyelmet az elem végeinek kialakítása igényel. A kétcsuklós rúd kialakítást jelenesetben úgy értük el, hogy a vízszintes síkben az X és Y irányú támaszokat a szelvénysarkaira helyeztük, illetve mindkét elemvéget egy-egy merev (100 mm vastag) véglemezzellezártuk, és ezek közepén alkalmaztuk a nyomóer őt, illetve a Z irányú támaszt. Az ígykialakított héjszerkezeti modellen létrehoztuk a héj végeselemes modellt:





A megfelelő végeselem hálózat kialakítása után a modell globális szilárdsági és stabilitásianalízise elvégezhető. Az alábbi ábra a vizsgált szerkezetünk rúd végeselemes modelljének

megfelelő héj végeselemes modell rugalmas kihajlását, illetve a megfelelő kritikus er őketmutatja: kihajlás az anyagi tengely körül kihajlás a nem-anyagi tengely körül







Összefoglaló megállapítások 1. Az osztott szelvényű nyomott és hajlított szerkezeti elemek rúdszerkezeti modellezésefiktív elemek alkalmazásával megoldható, és a kis-közepes karcsúságok esetén megfelelőeredményt szolgáltat. Ugyanakkor nagy karcsúságok esetén az elem merevségét alulértékelheti. 2. A héjszerkezeti modellezés minden esetben alkalmazható, azonban az elemvégek modellezése körültekintő munkát igényel. A szabvány által előírt kezdeti görbeségcélszer űen helyettesítő oldalirányú megoszló teherrel vihető be a modellbe. Az eredménymegfelelő modellezés esetén rendkívül megbízhatóak.

















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

EGYSZERŰSÍTETT ANYAGKIVÁLASZTÁSI ELJÁRÁS AZ EN 1993-1-10 ALAPJÁN

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / ALKALAMZÁSI PÉLDÁK



Az alkalmazási példa kidolgozás alatt van!



































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

FOLYTATÓLAGOS TÖBBTÁMASZÚ TARTÓ EGYSZERŰSÍTETT KÉPLÉKENY SZÁMÍTÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / ALKALA MZÁSI PÉLDÁK

Végezzük le az alábbi folytatólagos többtámaszú tartó egyszer űsített képlékeny számítását:

A terhet úgy választottuk meg, hogy a rugalmas nyomatéki ábra csúcspontjaiban a nyomaték értéke éppen az IPE 140 keresztmetszet képlékeny nyomatéki ellenállásával legyen egyenlő:

•

legnagyobb rugalmas nyomaték:• IPE140 képlékeny nyomatéki ellenállása:

Az EC3 előírása szerint a rugalmas nyomatéki ábra legnagyobb értéke (a tartóvégtőlszámított első támasz helyén) legfeljebb 15%-al haladhatja meg a keresztmetszet képlékenyellenállását:

A fenti nyomatéki maximumhoz 6,16 kN/m egyenletesen megoszló tervezési teher tartozik:

A fenti nyomatékábrát úgy rendezzük át, hogy a legnagyobb támasznyomaték éppen akeresztmetszet képlékeny nyomatékával egyenlő, míg a legnagyobb mezőnyomaték nemhaladja meg a keresztmetszet képlékeny ellenállását:

- a nyomatékábra nulla vonalának eltolása a támasznál:- a mezőnyomaték megnövekedése:



























A rugalmas nyomatékábra átrendezése után a mezőnyomaték:

Tehát az egyszer űsített képlékeny számítás alapján a vizsgált IPE140 keresztmetszetűfolytatólagos többtámaszú tartó képlékeny teherbírása 6,16 kN/m, szemben a rugalmasszámításon alapuló 5,35 kN/m teherbírással).
















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

MÁSODRENDŰ SZÁMÍTÁS


Számítsuk ki az alábbi portál keret igénybevételeit első- és másodrend űszámítással is:

A keret tervezési terhét úgy választottuk meg, hogy a keresztmetszeti

ellenállásának kihasználtsága közel 100% legyen. A rugalmas számítástelvégeztük első- és másodrend ű eljárással is. Az eredmények összehasonlításátaz alábbi táblázat tartalmazza:

számítási eredmény elsőrendű másodrendű eltérés (%)

max. vízszintes eltolódás(mm)

66,4 72,4 9

max. hajlító nyomaték (kNm) 214,1 220,6 3

keresztmetszeti kihasználtság(%)

99 102 3

Az összehasonlítás jól mutatja, hogy a példában szereplő viszonylag karcsúszerkezet esetén jelentős különbség az első- és a másodrend ű számítás között azelmozdulásokban tapasztalható. Másodrend ű végeselemes eljárással kiszámítottuk a szerkezet síkbeli

kihajlásához tartozó kritikus teherszorzó „pontos” értékét ( ), illetve akihajlási alakot is:



























Mivel a kritikus teherszorzó nem nagyobb 10-nél, az EC3 előírása szerint aszerkezetet másodrend űen kell számítani. Kiszámítottuk a kritikus teherszorzó értékét az EC3 közelítő formulájával is:

Az érték alkalmazhatóságának feltétele, hogy a gerendákban a nyomóer ő nem„túl nagy”:

Tehát a közelítő formula alkalmazható, azonban majdnem kétszeresen túlértékelia keret kritikus terhét.

Kiszámítottuk az EC3 által is elfogadott másodrend ű növelő tényező értékét azoszlopnak a „pontos” stabilitási analízisből kapott kritikus normálerejével:

Látható, hogy a közelítő formula túlértékeli a másodrend ű hatást, elfogadhatóértéket csak az elmozdulásokra ad.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

GEOMETRIAI IMPERFEKCIÓK HATÁSA


Számítsuk ki az alábbi ábrán látható portál keret érzékenységét a valósan jelen

lévő kezdeti ferdeségre (ami egyenérték ű a felső csomópontok 32

mm-es vízszintes eltolódásával):

A számítást elvégeztük a terv szerinti tökéletes modellre és a kezdetiferdeséggel terhelt modellre is. Az eredményeket az alábbi táblázatbanhasonlítottuk össze:

számítási eredmény perfekt modell imperfekt modell eltérés (%)

max. eltolódás (mm) 72,4 75,6 4,4

max. nyomaték (kNm) 220,6 224,3 1,7

max. keresztmetszetikihasználtság (%)

102,0 103,7 1,0

A táblázat jól szemlélteti, hogy a példában szereplő átlagos merevségű keretesetén a valós kezdeti ferdeség hatása elenyésző (különösen, ha figyelembe

besszük, hogy a 6,4 méter magas keret 32 mm-es felső eltolódása extrémhibának tekinthető!).

























Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KERETSZERKEZET OSZLOPÁNAK SÍKBELI KIHAJLÁSI KARCSÚSÁGA


Határozzuk meg az alábbi képen látható keretszerkezet oszlopának a keretsíkjában vett kihajlási karcsúságát:

A szerkezetet térbeli (3D) rúd végeselemmel modelleztük, amely tartalmazza agátolt csavarás hatását is, ezért a modell rugalmas számítása a „teljes”másodrend űségi eljárással végezhető el. A program által kiszámított első 12sajátérték között a szerkezet stabilitási viselkedésére jellemző három értékeket,és a hozzájuk tartozó kihajlási módokat, az alábbi táblázatban foglaltuk össze:

sajátérték

sorszáma

sajátérték sajátalak sajátalak leírása

1

3,74

A keretoszlopok oldalsókihajlásának és

kifordulásának interakciója.

3

7,04

A gerendák kifordulása.



























5

8,96

A keret síkjában

bekövetkezőkihajlás.

A keret oszlopának keret síkjában vett tervezési karcsúságát az 5. sajátérték határozza meg:

A modellre ható tervezési teherből a tervezési normáler ő az oszlopban:

A kritikus állapothoz tartozó kritikus normáler ő:

A keretoszlop viszonyított kihajlási karcsúsága a keret síkjában:

A keretoszlop kihajlási hossza a keret síkjában:















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

NYOMOTT-HAJLÍTOTT SZERKEZETI ELEM ÁLTALÁNOS KARCSÚSÁGA


Határozzuk meg az alábbi ábrán látható változó gerincmagasságú, nyomott éshajlított szerkezeti elem általános karcsúságát (az általános karcsúság magábanfoglalja az oldalsó kihajlás és a kifordulás interakcióját):

A program a változó gerincmagasságú modellt 16 állandó gerincmagasságúszegmensre osztotta és megoldotta sajátérték feladatot. Az első sajátértékhez

(a cr,1 = 1,56 ) tartozó kihajlási módot az alábbi ábra szemlélteti:

Látható, hogy a globális stabilitásvesztés módja rugalmas állapotban az oldalsókihajlás és kifordulás interakciója. Az összetett stabilitásvesztési módhoz tartozó

általános viszonyított karcsúság:

ahol a szilárdsági vizsgálatra mértékadó keresztmetszet teherszorzója a rugalmasfeszültségek interakciója alapján:

Az általános tervezési karcsúság:



























Felhívjuk az olvasó figyelmét, hogy a fentiekben kiszámított általános karcsúságkizárólag az EC3 általános stabilitási vizsgálat formulájához alkalmazható!



















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KERETSZERKEZET ÁLTALÁNOS KARCSÚSÁGA


Határozzuk meg az alábbi ábrán látható keretszerkezet általános karcsúságát(az általános karcsúság számításakor az egész keretet egyetlen „szuperelemnek”tekintjük, és a számítás az oldalsó kihajlás és a kifordulás interakciójátfeltételezi):

A keretszerkezet keresztmetszeteinek szilárdsági vizsgálatából kapjuk az ault,k

teherszorzó értékét. A vizsgálatra mértékadó hely a jobb oldali oszlop felsővégén lévő keresztmetszet (az ábra a kihasználtságot mutatja):

A gépi számításból kapott eredmények alapján a teherszorzó:

A sajátérték feladat megoldásából kapott első sajátérték a cr = 3,62, amelynek az



























oszlop ábrán látható kihajlás-kifordulási interakciója felel meg:

A teherszorzók ismeretében a keretszerkezet általános tervezési karcsúsága:

Felhívjuk az olvasó figyelmét, hogy a fentiekben kiszámított általános karcsúságkizárólag az EC3 általános stabilitási vizsgálat formulában alkalmazható!

















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

FÉLMEREV CSOMÓPONT HATÁSA A SZERKEZET GLOBÁLIS SZÁMÍTÁSÁRA


Tételezzük fel, hogy az alábbi ábrán látható szabályos kialakítású, háromszintűkeretszerkezet csomópontjai merevek, alul az oszlopok befogottak. Végezzük ela modellen a másodrend ű rugalmas számítást:

























A szerkezet keresztmetszeteinek vizsgálata kimutatta, hogy a szilárdsági(keresztmetszet ellenállása) vizsgálat az alsó gerenda jobb végén mértékadó (alegnagyobb kihasználtság: 73,7 %):

A fenti modell rugalmas számításán alapuló tervezés akkor tekinthető helyesnek,ha a csomópontok kialakítása merev és szilárdságilag megfelelő. A

követelményeket kielégítő csomópontokat számítógépes programmal terveztük meg:

A csomópontok megfelelő merevsége és szilárdsága érdekében az oszlopgerincét bordákkal és gerinchizlaló lemezzel, az oszloptalpat szárnylemezzel

meger ősítettük, így a mértékadó nyomaték helyén a kapcsolatok teljesszilárdságúak és merevek lettek. A csomóponti merevítéseinek elhagyása, illetve egyszer ű bb csomópontok alkalmazása jelentős költségmegtakarítással járhat:





A fenti csomópontok számítása kimutatta, hogy mindkét egyszer űsítettcsomópont félmerev, és az oszlop-gerenda csomópont szilárdsága meg sem felel

a merev csomópontok feltételezésével számított igénybevételekre (akihasználtság 125%). Az EC3 előírása szerint a félmerev csomópont S j=S j,ini / h

merevségét rugóállandó formájában be kell építeni a kapcsolat helyére(gerendák, illetve az oszlopok végébe), és az igénybevételeket újra kellszámítani. A merev, illetve a félmerev csomópontú keretmodellen számítottmértékadó hajlító nyomatékok értékei a következők: - merev csomópontú keret: 108,9 kNm- félmerev csomópontú keret: 84,8 kNm Látható, hogy a félmerev csomópontok hatására az alsó gerenda jobb végén

számított „csúcsnyomaték” a nyomatéki átrendeződés miatt 32%-al csökkent.Elvégeztük a csomópontok ellenőrzését az új igénybevételekre:







Látható, hogy mindkét csomópont félmerev, de szilárdságilag megfelel, és a program szerint az elfordulási képességet egyik csomópont esetében sem kellellenőrizni. Mivel a tervezési igénybevételeket a félmerev csomópontok figyelembe vételével (újra) számítottuk, ezért az EC3 szerint a szerkezet, illetveaz egyszer ű bb csomópontok megfelelnek.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KERESZTMETSZET OSZTÁLYA TISZTA ÉS ÖSSZETETTFESZÜLTSÉGÁLLAPOT ALAPJÁN


Az EC3 a keresztmetszetek osztályozását elsősorban a tiszta nyomás és a tisztahajlítás okozta feszültségi állapotokra ajánlja elvégezni. Az eljárás egyszer ű,azonban ellenmondásra vezet, amikor az interakciós képletekben más osztálytkell alkalmazni a normáler őhöz, és mást a hajlításhoz. Az ellentmondás ellenéreaz eljárás alkalmazható. Az ellentmondás megszűnik, ha a keresztmetszetosztályozását a normáler ő és a hajlító nyomaték okozta normálfeszültségösszegére végezzük el. Határozzuk meg a 200-8 övű és 400-4 gerincű hegesztett I szelvény osztályát. Akeresztmetszet anyagminősége S235. A keresztmetszetei osztály programmaltörténő megállapításához az alábbi lépésekre van szükség:

• hegesztett szelvény felvétele

• igénybevételek felvétele

• keresztmetszeti osztály kiolvasása

(a) keresztmetszet osztálya tiszta nyomás esetén:

(b) keresztmetszet osztálya tiszta hajlítás esetén:

(c) keresztmetszet osztálya nyomás és hajlítás együttese esetén ( N Ed =-100kN; M y,Ed =-50kNm):

































Látható, hogy tiszta nyomás esetén a keresztmetszet 4. osztályú, amit a nyomottgerinclemez határoz meg (az övlemezek 3. osztályúak). Tiszta hajlítás esetén agerinclemez is 3. osztályú, így a keresztmetszet 3. osztályú. A nyomás éshajlítás együttese esetén a keresztmetszet 4. osztályú. Az utóbbi esetben azeredmény függ a tiszta nyomási és a tiszta hajlítási normálfeszültségek arányától, ezért csak konkrét igénybevételekre végezhető el a számítás.

Amennyiben a hajlítási feszültség dominál, a keresztmetszet 3. osztályba kerül.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

HAJLÍTOTT ÉS NORMÁLERŐNEK KITETT 4. OSZTÁLYÚ EGYSZERESENSZIMMETRIKUS KERESZTMETSZET ELLENÁLLÁSA


Határozzuk meg a képen látható egyszeresen szimmetrikus hegesztettkeresztmetszet (felső övlemez: 300-10, alsó ővlemez: 140-10 és gerinclemez:480-6) ellenállását hajlítás ( M Ed =300 kN ), nyírás (V Ed,z=160 kN ) és nyomás

( N Ed =300 kN ) interakciójára:

A tervezési nyomaték a felső övben okoz nyomást. A 4. osztályú egyszeresenszimmetrikus keresztmetszet ellenállása megfelelő, ha minden pontban teljesülaz alábbi feltétel:

ahol a feszültségek:

illetve ahol

A vizsgálatot a gerinc felső nyaki részén hajtjuk végre, ahol a normáler ő ből és ahajlításból is nyomás keletkezik. A számításhoz szükséges adatok:

- effektív keresztmetszeti terület a tiszta nyomásból:- effektív keresztmetszetei modulusz a tiszta hajlításból:



























- súlypont eltoldása a tiszta nyomásból:

- keresztmetszeti inercianyomaték:

- statikai nyomaték a felső nyaknál:

- gerinclemez vastagsága:

- tervezési szilárdság (S355):

- parciális biztonsági tényező:

A tervezési normálfeszültség a gerinc alsó nyaki részén:

A tervezési nyírófeszültség a gerinc alsó nyaki részén:

A keresztmetszet ellenőrzése:

A kihasználtságot a baloldali kifejezés négyzetgyöke mutatja: 0,45 (45%)















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

CSÖKKENTŐ TÉNYEZŐS STABILITÁSVIZSGÁLATI ELJÁRÁS


Csökkentő tényezős stabilitásvizsgálati eljárás

A csökkentő tényezős globális stabilitásvizsgálati módszer a perfekt geometriájúmodell lineárisan rugalmas számításából származó igénybevételek és a kísérletialapon meghatározott és szabványosított stabilitási csökkentő tényezők alkalmazásán alapul. Az eljárás tulajdonságait az alábbi táblázatban foglaltuk össze:

modell és analízis kategóriák eljárás részletei

imperfekció nincs

számítás elsőrend ű

szerkezeti elem vizsgálata csökkentő tényezős eljárás

Példa Ellenőrizzük az alábbi képen látható egyszer ű oszlopot a globális stabilitásiteherbírásra a csökkentő tényezős eljárással (az oszlop alsó vége befogott, afelső vége a nagytengely körüli kihajlás ellen pontszer űen megtámasztott; azoszlop tetején központos nyomóer ő hat; szelvény: HEA 200; anyag: S235;oszlop magassága: 6,0 m):

• A tökéletes (tökéletesen függőleges és egyenes) geometriájú modellen azelsőrend ű lineárisan rugalmas számításból kapott igénybevételek amértékadó (alsó) keresztmetszetben a következők:









































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

HELYETTESÍTŐ IMPERFEKCIÓS STABILITÁSVIZSGÁLATI ELJÁRÁS


A helyettesítő imperfekciós globális stabilitásvizsgálati módszer a globális(kezdetileg ferde) és a lokális (kezdetileg görbe) geometriájú modell nem-lineárisan rugalmas (másodrend ű) számításából származó igénybevételeken és amértékadó keresztmetszet szabványos ellenőrzésén alapul. Az eljárástulajdonságait az alábbi táblázatban foglaltuk össze:


imperfekció globális és lokális

számítás másodrend ű

szerkezeti elem vizsgálata keresztmetszeti ellenállás(konzervatív interakciós formulával)

Példa Ellenőrizzük az alábbi képen látható egyszer ű oszlopot a globális stabilitásiteherbírásra a helyettesítő imperfekciós eljárással (az oszlop alsó vége befogott,a felső vége a nagytengely körüli kihajlás ellen pontszer űen megtámasztott; azoszlop tetején központos nyomóer ő hat; szelvény: HEA 200; anyag: S235;oszlop magassága: 6,0 m; az oszlopra ható nyomóer ő a csökkentő tényezősmódszerrel kapott teherbírással egyenlő: 160 kN):

• A helyettesít

ő imperfekciók számítása

- globális helyettesítő ferdeség

- lokális görbeség amplitúdója

• Másodrend ű igénybevételek számítása az alábbi képen látható imperfekt

modellen a mértékadó keresztmetszetben:


























A fenti példa esetén a helyettesítő imperfekciós eljárás lényegében azonoseredményt adott, mint a csökkentő tényezős módszer!






















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

RÉSZLEGESEN HELYETTESÍTŐ IMPERFEKCIÓS STABILITÁSVIZSGÁLATI

ELJÁRÁS


A részlegesen helyettesítő imperfekciós stabilitásvizsgálati módszer a globális(kezdetileg ferde) geometriájú modell nem-lineárisan rugalmas (másodrend ű)számításán, illetve a szabványos keresztmetszeti vizsgálaton alapul. Az eljárástulajdonságait az alábbi táblázatban foglaltuk össze:


imperfekció globális

számítás másodrend ű

szerkezeti elem vizsgálata csökkentő tényezős eljárás(szerkezeti hosszal azonos kihajlásihosszal)

Példa Ellenőrizzük az alábbi képen látható egyszer ű oszlopot a globális stabilitásiteherbírásra a részlegesen helyettesítő imperfekciós eljárással (az oszlop alsóvége befogott, a felső vége a nagytengely körüli kihajlás ellen pontszer űenmegtámasztott; az oszlop tetején központos nyomóer ő hat; szelvény: HEA 200;anyag: S235; oszlop magassága: 6,0 m; az oszlopra ható nyomóer ő a csökkentőtényezős módszerrel kapott teherbírással egyenlő: 160 kN):

• A globális helyettesítő ferdeség

• Másodrend ű számítás eredménye az imperfekt modell mértékadó

keresztmetszetében (ld. az alábbi képet):

























A fenti számpélda rámutat arra, hogy a részlegesen helyettesítőimperfekciós módszer jelentősen túlértékelheti a globális stabilitásiteherbírást!





Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KRITIKUS NORMÁLERŐ MEGHATÁROZÁSA NUMERIKUS ANALÍZISSEL


A képen látható szerkezet oszlopának és gerendájának gerince a szerkezetsíkjában fekszik, a többi rúd 90 fokkal el van forgatva (gerincük mer őleges aszerkezet síkjára). A szerkezet elemei egymáshoz nyomatékbírócsomópontokban kapcsolódnak:

Határozzuk meg numerikus eljárással az árboc kritikus normálerejét a szerkezet

síkjában, és arra mer ő

legesen is. A stabilitási analízist 7 szabadságfokú rúd végeselemből épített 3D modellen hajtjuk végre. A helyes eredmény érdekébena szerkezet síkjára mer őleges megtámasztásokat a valós kialakításnak megfelelően vettük fel. A szerkezet síkjára mer őleges kihajlást okozó kritikusteherszorzót az első sajátérték adja meg:

ahol a kihajlás alakját az alábbi ábra mutatja:

























A kritikus teherből kiszámíthatjuk a kihajlási hossztényezőt:

A szerkezet síkjában bekövetkező kihajlást a második sajátérték adja:

ahol a kihajlás alakját az alábbi ábra mutatja:

A kritikus teherből kiszámíthatjuk a kihajlási hossztényezőt:

Az eredményekből látható, hogy a vizsgált árboc esetén az er ős tengelye körüli,







a szerkezet síkjára mer őleges kihajlás a mértékadó.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KRITIKUS NYOMATÉK MEGHATÁROZÁSA NUMERIKUS ANALÍZISSEL


Határozzuk meg a képen látható kéttámaszú, a hajlítás síkjában befogott gerendakritikus nyomatékát:

A gerenda kifordulását okozó kritikus teherszorzót az első sajátérték adja (aképen a megfelő kihajlási alak látható):

A tervezési teherből származó legnagyobb nyomaték értéke:

A kritikus nyomaték a tervezési teherből számított legnagyobb nyomaték és akritikus teherszorzó szorzata:

A szerkezet viszonylagos egyszer űsége miatt a kritikus nyomaték az SK-2 5.3.3szakasza lapján is kiszámítható:



























Látható, hogy a közelítő eljárással meghatározott C 1 tényező közel 9%-al

alulbecsüli a kritikus nyomaték érékét.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ÁLTALÁNOS HORPADÁSVIZSGÁLATI MÓDSZER ALKALMAZÁSA


Ellenőrizzük a képen látható magas gerincű hegesztett I tartó gerinclemezének ellenállását az ábrán látható tervezési teherre (övlemezek: 400-16; gerinclemez:1200-6; végbordák: 400-16; közbenső bordák: 400-12; anyagminőség: S355):

Alkalmazzuk az általános horpadásvizsgálati módszert: 1. lépés: A rugalmas stabilitási analízis elvégzése héj végeselemes modellalapján A szerkezet héj végeselemes modelljét geometriailag nemlineáris négyszögelemekből építettük fel. A végeselem háló sűr űségét úgy választottuk meg, hogyaz övek 4 végeselem osztást kapjanak. A sajátérték feladat kimutatta a

jellegzetesen nyírási horpadást mint releváns horpadási módot (első horpadási

sajátalak), illetve megadta a horpadási módhoz tartozó rugalmas kritikustehernövelő tényezőt: a cr=2,48

2. lépés: A tehernövelő tényező kiszámítása A tehernövelő tényezőt a 3. keresztmetszeti osztály feltételezésével kell



























meghatározni. A nyírási horpadás a tartóvég közelében jön létre, ahol a nyíróer őértéke állandó:

Az átlagos gerincnyírási feszültség:

A hosszirányú és a keresztirányú normálfeszültségek a horpadási mező benviszonylag kicsik, ezért közelítésképpen elhanyagoljuk őket:

A tehernövelő tényező értéke:

3. lépés: Általános lemezkarcsúság kiszámítása

4. lépés: Általános lemezhorpadási csökkentő tényező kiszámítása

Nyírási horpadás esetén a hegesztett tartóhoz az alábbi kalibrációs tényezőketkell alkalmazni:

5. lépés: Ellenőrzés

Tehát a tartó gerince nyírási horpadásra megfelel!

















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

CSAVARÁSI FELADAT NUMERIKUS MEGOLDÁSA







































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ÁLTALÁNOS STABILITÁSVIZSGÁLATI MÓDSZER ALKALMAZÁSA







































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

ÖSSZETETT SZELVÉNYŰ NYOMOTT OSZLOP SZÁMÍTÁSA AZ EC3-1-1SZERINT


Az alábbi példa a Törzsanyag és a Szakértői anyag osztott szelvénnyel foglalkozó

szakaszaiban vizsgált nyomott oszlop ellenállásának számításához kapcsolódik, a példaEC3-1-1 által ajánlott eljárása szerinti megoldását mutatja be.

Kiindulási adatokanyagjellemzõk (N/mm2)

elem hossza (mm)

alapszelvény (mm): UAP300teljes keresztmetszet nettó jellemzõi

résszelvény jellemzõi

alapszelvények távolsága (mm)

hevederek távolsága (mm)

hevedrezetett síkok száma

heveder mérete (mm)

kezdeti görbeség (mm)

tervezési igénybevételek (N)

parciális biztonsági tényezõk

Tervezési igénybevételek meghatározásaNyírási merevség az EC3-1-1 6.73 képlete alapján











http://www.earecon.com/ePostGrad/5_2_4%20osztott%20szelv%E9%AE%B9.zip

http://www.earecon.com/ePostGrad/9%20%E6%B3%B3zetett%20szelv%E9%AE%B9%20numerikus.htm






http://www.earecon.com/ePostGrad/5_2_4%20osztott%20szelv%E9%AE%B9.zip















Effektív ibercianyomaték az ec3-1-1 6.74 képlete alapjánhatékonysági tényezõ

Krititkus normálerõ (N)

Másodrendû tervezési nyomaték (N/mm)

Tervezési normálerõ (N)

Övszelvény szilárdsági vizsgálata az EC3-1-1 alapjánKeresztmetszet tiszta nyomása

Keresztmetszet ti szta hajlítása





Keresztmetszet tiszta nyírása

Nyoméás és hajlítás konzervatív interakciója a nyírás elhanyagolásával

Övszelvény stabilitási vizsgálata az EC3-1-1 alapjánNyomott rúdrésszelvény kritikus ereje (N)

résszelvény viszonyított karcsúsága

stabilitási csökkentõ tényezõ

résszelvény kihajlási ellenállása (N)

Hajlított gerenda







Kihajlás és hajlítás interakciója

Teljes szerkezeti elem stabilitási vizsgálata az anyagi tengely körül















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

TÖBBTÁMASZÚ GERENDA RUGALMAS SZÁMÍTÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / ALK ALMAZÁSI SEGÉDLET

A folytatólagos többtámaszú tartó kiindulási adatai a törzsanyag megfelelő

szakaszábantalálható meg. Végezzük el a szerkezet rugalmas számítását a ConSteel 4.0 programmal. A program szerkesztő felülete indítási állapotban egy vízszintes raszterrel jelentkezik be. Agerenda tartó hálózatát célszer ű a vízszintes állású X-Y síkban az X tengellyel

párhuzamosan felvenni. Válasszuk a bal oldali 3D kezelő eszközök közül a koordináta rendszer beállítás gombot,

amelynek hatására megjelenik a koordináta rendszert beállító párbeszéd ablak,

ahol beállítjuk a szerkesztő raszter Háló méretét, illetve a kiterjedését ( Méret):

A szerkesztő raszter beállítása után megkezdjük a szerkezeti modell hálózatának felvételét.Először vegyük fel az alkalmazni kívánt IPE 140 keresztmetszetet a programszelvénykezelő jébe:

A ConSteel 4.0 program keretében válasszuk a Szerkezeti elemek/Szelvénykezel ő eszközt:

Az eszköz hatására megjelenik az alábbi szelvénykezelő párbeszéd ablak:
























A ConSteel 4.0 program indításakor a szelvénykezelő ben nincs keresztmetszet, a melegenhengerelt szelvények az adatbázisban helyezkednek el. A szelvények eléréséhez válasszuk a Könyvtárból… gombot, amelynek hatására megjelenik a szelvénykönyvtár kezelő párbeszéd ablak, ahol a bal oldali menüből válasszuk a Szabványos/Acél… útvonalat,majd válasszuk ki a szelvény jelét (pl. IPE), majd a választás hatására megjelenő listából(középső mező ben) a szelvény méretét (pl. IPE140). A műveletsor hatására a jobb oldali

mező ben megjelenik a szelvény képletes rajza, és a szelvényt leíró geometriai paraméterek:

A Betölt gomb hatására a kiválasztott szelvény bekerül a szelvénykezelő be, majd a Bezárgomb hatására visszakapjuk a szerkesztő ablakot.

A keresztmetszet sorának kijelölésével a jobb oldalon található műveletek elérhetővéválnak. A műveletek a kiválasztott keresztmetszetre érvényesek.

A többtámaszú gerenda rúdelem hálózatát a Szerkezeti elemek fül alatti rúdelem szerkesztő

gomb segítségével tudjuk megrajzolni,





amelynek hatására megjelenik a rúdelem szerkesztő párbeszéd ablak, ahol beállítjuk amegfelelő keresztmetszetet (a többi paraméter default beállítása jelen esetben megfelelszámunkra):

A program alap beállítása egyenes tengelyű, központos és folytonos merevségű rúdelemetrajzol. A beállítás után a súgó sor utasításainak követésével megrajzoljuk a többtámaszúgerenda teljes 4x6=24m-es egyenes szakaszát:

A modellalkotás következő lépésében elhelyezzük a támaszokat. Ezt a Szerkezeti elemekfül alatti pont megtámasztása gomb segítségével tudjuk megtenni:





A párbeszéd ablakban kiválasztjuk a Támasz típusát (jelen esetben a baloldali első támasznak egy fix-villás, többi támasznak pedig X irányban elmozduló támaszt választunk). Akiválasztott támaszt az utasításnak megfelelően a megfelelő pontra való kattintássalhelyezzük el:

A megfelelő megfogási pontokat (jelen esetben ezek egybe esnek a raszter háló pontjaival) akeret alsó sorának jobb oldalán elhelyezett vonalfelosztó funkcióval tudjuk beállítani (n jelziaz egyenletes felosztást, a baloldali ablakba írt egész szám pedig a felosztást):

A támaszok elhelyezése után vegyük fel a terhet. A program alapállásban felvesz egyautomatikus teheresetet, amelyhez az elméleti önsúly automatikusan hozzáadódik, illetveabból egy automatikus teherkombinációt képez. Az elő bbi alapbeállítás jelen feladatban

megfelelő, így a teherrendszer szerkesztésével nem kell foglalkoznunk. Mivel azönsúlyterhet elhanyagoljuk, az elő bbi automatikus beállítást módosítani kell. Ehhezválasszuk a Terhek fül alatti teheresetek és tehercsoportok megadása gombot,

amely hatására megjelenik az alábbi párbeszéd ablak:







A kész modell számításhoz válasszuk az Analízis fül alatti analízis elindítása gombot:

A gomb hatására a modell elsőrend ű számítása végrehajtódik, és a keretben megjelenik azalakváltozási ábra:

A feladat kapcsán minket a nyomatéki ábra érdekel. Ehhez válasszuk a második ablakban aRúd igénybevétel kategória alatt az My ábrát:

A nyomatékok értékei a megfelelő pontra mutatva a címkén jelennek meg, illetve a jobbgomb segítségével a címkék rögzíthetőek a képen:







Ezzel a kitűzött feladatot végrehajtottuk.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

PORTÁL KERET ELSŐ- ÉS MÁSODRENDŰ RUGALMAS SZÁMÍTÁSA

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / ALKALMAZÁSI SEGÉDLET





































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

GEOMETRIAI IMPŐERFEKCIÓVAL TERHELT KERET SZÁMÍTÁSA






































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KERETSZERKEZET KRITIKUS TEHERNÖVELŐ TÉNYEZŐINEK SZÁMÍTÁSA


Végezzük el a keretszerkezet oszlopának síkbeli kihajlási karcsúsága (5) alkalmazási példában szereplő keret számításait a ConSteel 4.0 programmal. A vizsgált keret modelljét a portál keret első- és másodrend ű számítása (2) alkalmazásisegédlet alapján állíthatjuk elő. Amennyiben a modellünket az elő bbiek szerint már felépítettük, akkor a modellezésifázisban az összes teend ők annyi, hogy levesszük a modellr ől az oszlopokra ható vízszintesterheket. Ehhez jelöljük ki a két teherobjektumot (például a jobb oldalon találhatóobjektumlista segítségével),

majd töröljük a kijelölt terheket a Delete billentyűvel. A következő lépésben állítsuk be aszámítást az Analízis fül alatti analízis beállítása gombbal, amelynek hatására feljön a

beállításért felelős párbeszéd ablak:

A táblázatban a Kihajlási alakok számát állítsuk kb. 10-12-re, majd a Számítás gombbalvégezzük el a számítást. A sajátértékeket, illetve a hozzájuk tartozó kihajlási alakokat aszámítási eredmények lekérdezéséért felelős ablakokban a megfelelő opciók beállításávaltudjuk megjeleníteni:










http://www.earecon.com/ePostGrad/k%E9%B0%A5k

http://www.earecon.com/ePostGrad/modellek





























Láthatjuk, hogy a keret síkbeli kihajlásához az sajátérték (kritikus tehernövelőtényező) tartozik. A fentiekkel a feladatot végrehajtottuk.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KERETSZERKEZET KRITIKUS TEHERNÖVELŐ TÉNYEZŐINEK SZÁMÍTÁSA


Végezzük el a keretszerkezet oszlopának síkbeli kihajlási karcsúsága (5) alkalmazási példában szereplő keret számításait a ConSteel 4.0 programmal. A vizsgált keret modelljét a portál keret első- és másodrend ű számítása (2) alkalmazásisegédlet alapján állíthatjuk elő. Amennyiben a modellünket az elő bbiek szerint már felépítettük, akkor a modellezésifázisban az összes teend ők annyi, hogy levesszük a modellr ől az oszlopokra ható vízszintesterheket. Ehhez jelöljük ki a két teherobjektumot (például a jobb oldalon találhatóobjektumlista segítségével),

majd töröljük a kijelölt terheket a Delete billentyűvel. A következő lépésben állítsuk be aszámítást az Analízis fül alatti analízis beállítása gombbal, amelynek hatására feljön a

beállításért felelős párbeszéd ablak:

A táblázatban a Kihajlási alakok számát állítsuk kb. 10-12-re, majd a Számítás gombbalvégezzük el a számítást. A sajátértékeket, illetve a hozzájuk tartozó kihajlási alakokat aszámítási eredmények lekérdezéséért felelős ablakokban a megfelelő opciók beállításávaltudjuk megjeleníteni:








































Láthatjuk, hogy a keret síkbeli kihajlásához az sajátérték (kritikus tehernövelőtényező) tartozik. A fentiekkel a feladatot végrehajtottuk.















Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

VÁLTOZÓ GERINCMAGASSÁGÚ HEGESZTETT TARTÓ TEHERNÖVELŐ TÉNYEZŐINEK

SZÁMÍTÁSA


A változó gerincmagasságú hegesztett tartó kiindulási adatai a nyomott-hajlított szerkezeti elemkarcsúsága (6) alkalmazási példában találhatók meg. Számítsuk ki a ConSteel 4.0 programsegítségével a tartó összetett igénybevételi módjához tartozó tehernövelő tényezőket.

A program szerkesztő felülete indítási állapotban egy vízszintes raszterrel jelentkezik be. Atartó modelljét célszer ű a vízszintes állású X-Y síkban az X tengellyel párhuzamosan felvenni.Válasszuk a bal oldali 3D kezelő eszközök közül a koordináta rendszer beállítás gombot,

amelynek hatására megjelenik a koordináta rendszert beállító párbeszéd ablak,

Írjuk be a szerkesztő raszter Háló méretét (célszer űen 1000 mm-t), illetve a raszter kiterjedését( Méret) válasszuk a modell hosszával azonosnak, azaz 8000 mm-re:

A szerkesztő raszter beállítása után hozzuk létre a tartót modellező rúdelemet. Ehhez először vegyük fel az alkalmazni kívánt hegesztett I szelvény kiindulási méretét a programszelvénykezelő jébe:





























Válasszuk a Szerkezeti elemek fül alatti szelvénykezel ő gombot:

A gomb hatására megjelenik a szelvénykezelő ablak:

A program indításakor a szelvénykezelő

ben nincs keresztmetszet, a hegesztett I szelvénytmakró (vagy más néven paraméteres szelvény) típusként fogjuk létrehozni. Ehhez válasszuk aMakró szelvény… gombot, amelynek hatására megjelenik a makró kezelő ablak, aholkiválasztjuk a megfelelő szelvénytípust (hegesztett I szelvényt):

A Tovább gomb hatására megjelenik a hegesztett I szelvény paraméter-táblázata:





A táblázat legfelső ablakába adjuk meg a szelvény nevét, illetve alatta válasszuk ki amegfelelő anyagminőséget, majd írjuk be a szelvény méreteit mm-ben. A Létrehoz gombbala szelvényobjektum létrejön, és visszakapjuk a szelvénykezelőt, ahol a szelvénynek megfelelősor kijelölésével, illetve a Tulajdonságok gomb megnyomásával megjelenik a szelvényvégeselemes keresztmetszeti modellje és az összes keresztmetszeti jellemző je:

A változó gerincmagasságú gerenda felvételéhez válasszuk a Szerkezeti elemek fül alatti rúdelem szerkesztő gombot,

amelynek hatására megjelenik a rúdelem szerkesztő párbeszéd ablak, ahol beállítjuk az elő bbfelvett kezdeti szelvényt (a többi paraméter automatikus beállítása egyenes tengelyű, központosés folytonos merevségű rúdelemet határoz meg, amely jelen esetben megfelelő számunkra):





A paraméter-táblázat beállítása után - a súgó sor utasításainak követésével - megrajzoljuk azegyelőre állandó keresztmetszetű gerenda elemet:

A modellalkotás következő lépésében létrehozzuk a ténylegesen változó gerincmagasságúelemet. Ehhez válasszuk a Szerkezeti elemek fül alatti változó keresztmetszet gombot,amelynek hatására megjelenik a változó gerincmagasságú elemet meghatározó paraméter-táblázat:





A táblázatban a H1 paraméter a rúdelem kezdő keresztmetszetének, H2 avégkeresztmetszetének teljes magassága, a Forma a gerincmagasság változásának a helye(jelen esetben az alsó opciót kell választanunk, mivel az alsó öv távolsága változik a referenciatengelyhez képest). A paraméterek megadása után kattintsunk a rúdelemre, amely felveszi a beállított értékeket:

A modellalkotás következő lépésében elhelyezzük a támaszokat. Ezt a Szerkezeti elemek fülalatti pont megtámasztása gomb segítségével tudjuk megtenni:

A párbeszéd ablakban kiválasztjuk a Támasz típusát (jelen esetben a baloldali támasznak fix-villás (x,y,z,xx), a jobb oldali támasznak X irányban elmozduló fix-villás (y,z,xx) támaszt kellválasztunk). A kiválasztott támaszokat - az utasításnak megfelelően - a megfelelő pontokra való





kattintással helyezzük el:

A támaszok elhelyezésével elkészült a tartó geometriai modellje, elkezdjük a tehermodellfelvételét. A program automatikusan felvesz egy teheresetet (amelyhez az elméleti önsúlyautomatikusan hozzáadódik), illetve felvesz egy teherkombinációt is. Ez az alapbeállításszámunkra megfelelő, azonban az önsúlyteher automatikus figyelembevételét meg kell tiltanunk.Ehhez válasszuk a Terhek fül alatti teheresetek és tehercsoportok megadása gombot,

amelynek hatására megjelenik az alábbi párbeszéd ablak:

Az önsúlyteher kiiktatásához az alsó ablakban válasszuk az Egyik sem kategóriát. A megoszlóteher felvétele a Terhek fül vonal menti megoszló teher elhelyezése gomb segítségével történik:





A nyomóer ő felvétele a koncentrált teher elhelyezése gombbal történik:

A teher értékének beírása után - követve a párbeszéd ablak utasítását - a gerenda elemre, illetvea szerkezeti csomópontra (rúdvégre) kattintva helyezzük el az aktuális terheket:





A számítás beállításához válasszuk az Analízis fül alatti analízis beállítása gombot, amelyhatására megjelenik a beállító táblázat:

A táblázatban kapcsoljuk be az Első - és Másodrend ű számítást , illetve a Kihajlási alakok számamező be írjuk a kívánt sajátértékek számát (jelen esetben 1 is elegendő volna, de írjunk legalább3-at). A számításhoz válasszuk az Analízis fül alatti analízis elindítása gombot:

A gomb hatására a modell számítása végrehajtódik, és a keretben megjelenik a tervezésiteherhez tartozó alakváltozási ábra:

A számítást végrehajtottuk, azonban a feladathoz szükséges adatokat még ki kell nyerni amodellből: • a kritikus tehernövelő tényező meghatározása

Az Analízis fül alatt válasszuk a második ablakban a Kihajlás kategóriát, amely hatására akövetkező ablakban megjelenik a legkisebb sajátérték, illetve a grafikus ablakban a hozzátartozó stabilitásvesztési mód:





A kritikus tehernövelő tényező:

• a tehernövelő tényező meghatározásához szükséges adatok

A Szabványos teherbírás fül alatt válasszuk a tervezés beállítása gombot, amely hatásáramegjelenik a beállító párbeszéd ablak:

Az ablakban az Analízis típusára válasszuk a Másodrend ű rugalmas opciót, a Tervezéstípusára a Szilárdság és stabilitásvizsgálat opciót, illetve a Stabilitás vizsgálatnálfigyelembe vett kritikus teherszorzó típusra az Első kihajlási sajátérték opciót, majdnyomjuk meg a Számítás gombot. A számítás végrehajtódása után megjelenik a modellszabványos kihasználtságát mutató színgrafikus ábra:





Az alsó táblázat mutatja az egyes keresztmetszetekben a vizsgálatokból meghatározottmértékadó kihasználtságok számértékeit. Minket most a felső sorban megjelenő legnagyobbkihasználtság érdekel, mert ott kell meghatározni a keresztmetszet 3. osztály szerintikihasználtságát. Ehhez kattintsunk a jobb egérgombbal az első sorra,

majd a Szelvény vizsgálata opciót választva megjelenik a keresztmetszeti modul ablaka:





Nyissuk fel a Konzervatív interakciós ellenállás résztáblázatot:

A táblázatban megtaláljuk a számításhoz szükséges összes adatot, sőt magát a tehernövelőtényezőt is!

FONTOS MEGJEGYZÉSA ConSteel 4.0 program a rúdszerkezeti számításhoz vékonyfalú rúd végeselemet alkalmaz, amiesetén az eredmények függnek a végeselem számtól. A program alapesetben automatikusanállítja be a végeselemek számát, amely jelen esetben viszonylag sűr űnek mondható (azaz azeredmény konvergál az elméleti eredményhez). A végeselemek számának átállításával azeredmények kisebb-nagyobb mértékben megváltozhatnak. Ezzel a változó gerincmagasságú gerenda kritikus tehernövelő tényezőinek számítását

elvégeztük.





Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

KERETSZERKEZET TEHERNÖVELŐ TÉNYEZŐI


Határozzuk meg, illetve számítsuk ki a keretszerkezet karcsúsága (7) alkalmazási példábanszereplő hegesztett szelvényű keretszerkezet tehernövelő tényezőit a ConSteel 4.0 programmal.A kritikus keresztmetszethez tartozó tehernövelő tényezőt rúdszerkezeti modell alapján, akritikus tehernövelő tényezőt rúdszerkezeti és héjszerkezeti modellel is meghatározzuk.

A tehernövelő tényezők meghatározása rúdszerkezeti modell alapján A fent hivatkozott alkalmazási példában szereplő keretszerkezet geometriai és teher modelljét a portál keret első- és másodrendű számítása (2) alkalmazási segédlet alapján állíthatjuk elő.Különbség csak a szelvények felvételében van, mivel a jelen példában hegesztett szelvényeketalkalmazunk, amelyek felvételétnek leírását a változó gerincmagasságú hegesztett tartótehernövelő tényezőinek számítása (5) alkalmazási segédletben találjuk meg. A fentiek alapján rendelkezésünkre áll a keretszerkezet rúdszerkezeti modellje. A tehernövelőtényező kiszámításához a következő számítások elvégzésére van szükség. A számítás beállításához válasszuk az Analízis fül alatti analízis beállítása gombot, amely hatásáramegjelenik a beállító táblázat:

A táblázatban kapcsoljuk be az Első - és Másodrend ű számítást , illetve a Kihajlási alakok száma

mező be írjuk a kívánt sajátértékek számát (jelen esetben 1 is elegendő volna, de írjunk legalább3-at). A számításhoz válasszuk az Analízis fül alatti analízis elindítása gombot:

A gomb hatására a modell számítása végrehajtódik, és a keretben megjelenik a tervezési teherheztartozó alakváltozási ábra:


















http://www.earecon.com/ePostGrad/3%20%20Geometriai%20imperfekci%E3%AB%A520hat%E1%B3%A1.doc

































Ezzel a számítást végrehajtottuk, azonban a feladathoz szükséges adatokat még ki kell nyerni amodellből: • a kritikus tehernövelő tényező meghatározása

Az Analízis fül alatt válasszuk a második ablakban a Kihajlás kategóriát, amely hatására a

következő

ablakban megjelenik a legkisebb sajátérték, illetve a grafikus ablakban a hozzátartozó stabilitásvesztési mód:

A kritikus tehernövelő tényező: , a hozzá tartozó stabilitásvesztési mód a jobboldali oszlop kihajlásának és kifordulásának interakciója.





• a tehernövelő tényező meghatározásához szükséges adatok

A Szabványos teherbírás fül alatt válasszuk a tervezés beállítása gombot, amely hatásáramegjelenik a beállító párbeszéd ablak:

Az ablakban az Analízis típusára válasszuk a Másodrend ű rugalmas opciót, a Tervezéstípusára a Keresztmetszet szilárdság opciót (a Stabilitás vizsgálatnál figyelembe vett

kritikus teherszorzó beállítása jelen esetben érdektelen), majd nyomjuk meg a Számításgombot. A számítás végrehajtódása után megjelenik a modell szabványos kihasználtságátmutató színgrafikus ábra:





A táblázat mutatja az egyes keresztmetszetekben a vizsgálatokból meghatározott mértékadókihasználtságok számértékeit. Minket most a felső sorban megjelenő legnagyobbkihasználtság érdekel, mert ott (a kritikus keresztmetszetben) kell meghatározni akeresztmetszet 3. osztály szerinti kihasználtságát. Ehhez kattintsunk a jobb egérgombbal azelső sorra,

majd a Szelvény vizsgálata opciót választva megjelenik a keresztmetszeti modul ablaka:





Nyissuk fel a Konzervatív interakciós ellenállás résztáblázatot:

A táblázatban megtaláljuk a tehernövelő tényező számításhoz szükséges összes adatot, sőtmagát a tehernövelő tényezőt is!

A tehernövelő tényezők meghatározása héjszerkezeti modell alapján A héjszerkezeti modell felépítése és számítása összetett feladat. A modell felépítéséhez az alábbiműveleteket kell biztos kézzel alkalmaznunk: • koordináta rendszer beállítása• lemezelemek felvétele

A koordináta rendszer beállítása A szerkesztő raszter, illetve a koordináta rendszer beállításához válasszuk a baloldalimenüoszlop felhasználói koordináta rendszer beállítása gombot, amely hatására megjelenik a beállító táblázat:





A táblázat ablakaiban a szerkesztő raszter tulajdonságai (paraméterei) állíthatók be. A felsősorban találjuk a felhasználói koordináta rendszer beállító műveleteit:

a gomb hatására a koordináta rendszer visszaáll a kezdeti helyzetbe;

a gomb bekapcsolt állapotában a koordináta rendszer origója a szerkesztő raszter kijelölt pontjára áll;

a gombok hatására a szerkesztő raszter az ikonokon jelölt síkokbaáll be;

a raszter síkjának megadása 3 ponttal;

a koordinátarendszer tengelyinek beállítása a tengely irányának

megadásával;

A lemezelemek felvétele A program kétféle lemezelemet ismer:

• tetszőleges helyzetben álló lemez elem;• fal elem.

A fal elem szerkesztéséhez válasszuk a Szerkezeti elemek fül alatti fal szerkesztése gombot:

A megjelenő paraméter táblázatban beállíthatjuk a fal kezdő és vég (függőleges élek)





magasságát, a vastagságot, anyagot és a végeselemes számításnál fontos szerepet játszóvégeselem méretet. A fal mindig függőleges állású, felvétele az alsó élének kezdő- ésvégpontjának megadásával történik:

A lemez elem szerkesztéséhez válasszuk a Szerkezeti elemek fül alatti lemez szerkesztése

gombot:

A táblázat felső sorában választhatjuk ki a lemezelem felvételének módját:

téglalap alakú lemez felvétele normál vagy döntött állásban:





kör alakú lemez felvétele a sugár, az átmér ő vagy 3 pont megadásával:

tetszőleges poligon alakú lemez felvétele a sarokpontok megadásával.





A fenti szerkesztési alapműveletek ismeretében elkezdhetjük a geometriai modell felvételét azalábbi lépésekben: 1. lépés: a keretszerkezet bal oldali oszlopa gerinclemezének felvétele A gerinclemez szélességét a két övlemez súlypontja közötti távolság határozza meg: 240 mmA gerinclemez magasságát (falelem magasságát) a befogástól a gerenda alsó övének súlypontjáigszámítjuk: 6200 mm. A gerinclemez vastagsága: 8 mm. A gerinclemezt mint fal elemet vesszük fel. Először állítsuk be a szerkesztő rasztert méretét 18m-re, a hálósűr űséget 1000 mm-re, illetve amegfogási pontok sűr űségét 200 mm-re:

Másodszor állítsuk be a fal elem paraméter táblázatát a fenti adatok alapján:





Harmadszor helyezzük a gerinclemezt a vízszintes raszter X tengelye mentén az origótól balra(negatív irányban). Az elem kezdő pontjának koordinátája: -(8000+240/2)= -8120mm. Állítsuk akurzort az X= -8200 mm –es rasztertpontra, majd nyomjuk meg az X gombot, és írjuk be az alsósor X koordináta ablakába a -8120-at, és nyomjuk meg az Enter billentyűt. A művelet hatására a

fal kezdő pontja a megfelelő helyre ugrik. Állítsuk át a kuzort az X=7800mm-es pontra, majdismételjük meg az alő bbi műveletet a –(8000-240/2)=7880mm beírásával. Ekkor az Enterhatására létrejön a kívánt gerinclemez:





2. lépés: a bal oldali keretsarok gerinclemezének felvétele A keretsarok gerinclemezének szélessége megegyezik az oszlop gerincének szélességével (240mm), magassága közelítőleg megegyezik a gerenda gerincének magasságával (400 mm). Akeretsarok gerincét a már létező oszlopgerincre ültetett fal elemként hozzuk létre:





3. lépés: a bal oldali gerenda gerinclemezének felvétele A gerinclemez szélességét a két övlemez súlypontja közötti távolság határozza meg: 400 mm.A gerinclemez vastagsága: 8 mm. A gerinclemezt mint lemez elemet vesszük fel a keretsarok gerincének függőleges éle és az origóban állított függőleges szerkesztő vonal felső pontja közéhelyezve (poligon elem rajzolása). Először vegyük fel az origóban a keretszerkezet taréjpontját egy Z=6400+800+200=7400 mmkoordinátájú szerkesztő vonallal. Ehhez válasszuk a Geometriai fül alatti vonal szerkesztésegombot, majd álljunk az origóra, nyomjuk meg a Z billentyűt, és írjuk be a Z koordináta ablakbaa 7400-at. Az Enter gomb hatására létrejön a vonalelem:





Másodszor válasszuk a Szerkezeti elemek fül alatti lemez felvétele gombot, és állítsuk be alemezelem paramétereit. Válasszuk a poligon elem rajzolását, majd kattintsunk a keretsarok gerinclemezének alsó pontjára, felső pontjára, majd a szerkesztő vonal felső pontjára. A negyedik pontot a Z=7000mm –es koordináta beírásával, illetve az Enter gomb megnyomásával kapjuk. Apoligon bezárása az egér jobb gombjával történik (és nem az ötödik pontra kattintva!). Aműveletek hatására létrejön a gerenda gerinclemeze:





4. lépés: az oszlop övlemezeinek felvétele Az oszlop övlemezét két darab fél övlemezből hozzuk létre. A fél övlemez szélessége: 130 mm.Az övlemez magassága az oszlop gerincánek magasságával megegyezik. Lemezelem csak aszerkesztő raszter síkjában szerkeszthető, ezért először állítsuk a rasztert a gerinclemez élementén az Y-Z globális síkba, majd válasszuk a ferde téglalap lemezelemet. A lemezelem első pontja legyen az oszlopgerinc felső pontja, a második pontja az alsó pont, majd mozgassuk ki azegyenest az első megfogható raszterpontra (200mm). A lemez valós szélességét az Y=-130koordináta beírásával adjuk meg. Az Enter billentyű hatására létrejön a kívánt övlemez:





A mások 3 övlemezt a Geometria fül alatti kijelölt objektumok másolása gombbal hozzuk létre:





5. lépés: a keretsarok öveinek és gerincmerevítőinek felvétele A keretsarok öveit és gerincmerevítő lemezeit az előző lépés műveleteivel már gond nélkül létretudjuk hozni:





6. lépés: a gerenda öveinek felvétele A gerenda öveit a 5. lépésben alkalmazott másolási művelet alkalmazásával hozhatjuk létre:





7. lépés: a teljes keret létrehozása A teljes keretet a bal oldali félkeret másolásával hozzuk létre. Ehhez válasszuk a Geometriai fülalatti kijelölt objektumok forgatása gombot. A forgatás lépései:

- a teljes félkeret kijelölése kijelölő keret rajzolásával;- a forgatás középpontjának megadása az eredeti helyzetbe visszaállított koordináta

rendszer origójára kattintva;- a referencia pont megadása az oszlop alsó végének belső öv-gerinc csomópontjára

kattintva;- a referencia pont elmozgatása az X tengely pozitív felére, illetve bal egérgomb

kattintással a művelet lezárása:





7. lépés: a keretmodell megtámasztása

A keretmodell megtámasztása kétféle támasztípus alkalmazásával történik:

- oszloptalp befogása a keresztmetszet pontjainak csuklós megtámasztásával:

- a gerenda felső öv-gerinc metszés élének oldalsó (Y irányú) megtámasztása a gerendanyegyedelő pontjaiban, illetve a keretsarok külső pontjában:





8. lépés: a terhek felvétele A terhek felvétele a rúdszerkezeti modell létrehozásánál már alkalmazott vonal menti teherreltörténik:









A geometriai és a tehermodell birtokában a számítást az alábbi lépésekben hajtjuk végre: (a) a végeselem felosztás beállítása

A végeselem modell pontosságát alapvető

en befolyásolja a végeselem típusa és a hálózatsűr űsége. A jelen példa kapcsán az alábbi beállításokat javasoljuk:

- jelöljük ki az egész modellt, és a jobb oldali paraméter beállító táblázaban nyissuk meg alemezelemek kategóriát, és állítsuk a végeselem méretet 50mm-re:





- válasszuk a Végeselem fül alatti négyszög felosztás opciót:

- indítsuk el a végeselem hálózat generálását a bal szélső gombbal:

(b) az analízis végrehajtása Válasszuk az Analízis fül alatti analízis beállítása gombot, és írjuk be a kívánt sajátérték számot,





majd indítsuk el a számítást.

(c) a kritikus tehernövelő tényező meghatározása A számítás végeztével válasszuk az Analízis fül alatti ablakban a Kihajlás opciót, és keressük meg az első globális stabilitásvesztési módot:

A fentiek alapján a kritikus tehernövelő tényező a héjszerkezeti modell analízis alapján:

. FONTOS MEGJEGYZÉSEK 1. A végeredmény pontossága függ a végeselem hálózat sűr űsségétől. Általános szabályt nemtudunk adni, viszont a fenti példa kapcsán azt mondhatjuk, hogy az (fél)övlemezek szélességementén legalább 2-2 végeselemet kell felvenni a megfelelő pontosság érdekében.

2. A héj végeselemes modell a globális stabilitásvesztési módok mellett kimutatja a lokálislemezhorpadásokat is. Abból, hogy a legkisebb sajátértékek a lokális horpadáshoz tartoznak, nemkövetkezik, hogy a lokális lemezhorpadás a mértékadó tönkremeneteli forma (alacsonyabbkritikus tehernövelő tényezőhöz tartozhat magasabb teherbírás). Ezzel a keretszerkezet tehernövelő tényezőinek számítását elvégeztük.





Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

5.2 TÁBLÁZAT: NYOMOTT LEMEZRÉSZEK LEGNAGYOBB SZÉLESSÉG-VASTAGSÁG ARÁNYAI

Course materials / Sz-01 EC3 Acélszerkezetek tervezése / Táblázatok





































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

6.1 TÁBLÁZAT: IMPERFEKCIÓS TÉNYEZŐK A KIHAJLÁSI GÖRBÉKHEZ




Az imperfekciós tényezők értékei rúdkihajlás esetén

kihajlási görbe

imperfekcióstényező

0,13 0,21 0,34 0,49 0,76


































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

6.2 TÁBLÁZAT: KIHAJLÁSI GÖRBE KIVÁLASZTÁSA A KERESZTMETSZETHEZ



Kihajlási görbék kiválasztása rúdkihajlás esetén

keresztmetszet típusa határoka

kihajlástengelye

csoport

S235-S420

S460

HengereltI szelvény

yz

a b

a0

a0

yz

bc

aa

yz

bc

aa

y

z

d

d

c

c

HengereltI szelvény

yz

bc

bc

yz

cd

cd

Zártszelvényűidomacél

melegen hengerelt bármely a a0

hidegen alakított bármely c c

Hegesztettzárt

szelvény

általában bármely b b

er ős varratok (a > 0,5t f ),

tovább

b/ t f < 30 és h/t w < 30

bármely c c

U,T éstömör

szelvény minden esetben bármely c c

Szögacél

minden esetben bármely b b

Megjegyzés

(1) A táblázatban az övlemez vastagsága, a gerinclemez vastagsága.

































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

6.3 TÁBLÁZAT: IMPERFEKCIÓS TÉNYEZŐK A KIFORDULÁSI GÖRBÉKHEZ




Az imperfekciós tényezők ajánlott értékei a kifordulási

görbékhezkihajlási görbe

imperfekciós tényező 0,21 0,34 0,49 0,76

































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

6.4 TÁBLÁZAT: KIFORDULÁSI GÖRBE KIVÁLASZTÁSA AKERESZTMETSZETHEZ (A 6.56 KÉPLET ALKALMAZÁSA ESETÉN)




Az ajánlott kifordulási görbék a 6.56 képletalkalmazása esetén

keresztmetszet határok kifordulási görbe

hengerelt I és H szelvények a

b

hegesztett I szelvények c

d

egyéb szelvények - d



































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A.1 TÁBLÁZAT






































Home


HOME

EDUCATION

LOGIN

E-mail:

Password:

Remember me

Login Register

ADVERT

A.2 TÁBLÁZAT


Az interakciós tényezők képletei a 6.61-62 méretezési formulaalkalmazása esetén (Method 2)

1. eset: A szerkezeti elem elcsavarodása (kifordulása) nem mértékadó

interakciós

tényező

keresztmetszet

típusa

keresztmetszet osztálya

3. és 4. keresztmetszeti osztály 1. és 2. keresztmetszeti osztály

k yy

I

vagy

RHS

k yz I vagy RHS k zz 0,6 k zz

k zy I vagy RHS 0,8 k yy 0,6 k yy

k zz

I

RHS

2. eset: A szerkezeti elem elcsavarodása (kifordulása) mértékadó

imperfekciós

tényező

keresztmetszet osztálya

3. és 4. keresztmetszeti osztály 1. és 2. keresztmetszeti osztály

k yy k yy (az 1. eset szerint) k yy ( az 1. eset szerint )

k yz k yz ( az 1. eset szerint ) k yz ( az 1. eset szerint )

k zy

k zz k zz (az 1. eset szerint ) k zz (az 1. eset szerint )

Az egyenértékű konstans nyomatéki tényező értékei az 1. és 2. esethez

a nyomatéki ábra alakja tartományCmy , Cmz , CmLT

megoszló teher koncentrált teher
























Kilengő kihajlási mód (n >1) esetén a Cmy , Cmz tényezők értékeit 0,9-re kell felvenni!

A különböző irányokhoz tartozó tényezők ( Cmy , Cmz és CmLT ) meghatározásakor a megfelelő nyomatéki ábra

megfelelő megtámasztások közötti szakaszát kell figyelembe venni:

tényező hajlítás tengelye megtámasztások iránya

C