Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Papp Ferenc PhD Drhabil
Tartoacuteszerkezetek IV
TERVEZEacuteSI SEGEacuteDLET
IV RAacuteCSOS FŐTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF TRUSS STRUCTURE
Szakmailag lektoraacutelta Dr Bukovics Aacutedaacutem
Szeacutechenyi Istvaacuten Egyetem 2014
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
2
IV1 Raacutecsos főtartoacute analiacutezise IV11 Bevezeteacutes IV111 Az analiacutezis jellege A tervezeacutes teljes ciklusa alatt az alaacutebbi faacutezisokban van szuumlkseacuteg a főtartoacute szaacutemiacutetaacutesaacutera (tovaacutebbiakban analiacuteziseacutere) bull koncepcionaacutelis tervezeacutes bull reacuteszletes tervezeacutes Koncepcionaacutelis tervezeacutesről aacuteltalaacuteban a projektkiiacuteraacutes eacutes az ajaacutenlatadaacutes időszakaacuteban beszeacuteluumlnk Az eacuteles piaci verseny miatt a koncepcionaacutelis tervezeacutest egyre inkaacutebb bdquopontosrdquo geacutepi analiacutezissel veacutegezzuumlk legfeljebb nem teacuteruumlnk ki minden reacuteszletre eacutes kisebb-nagyobb elhanyagolaacutesokat alkalmazunk (pl csak elsőrendű analiacutezist veacutegzuumlnk csak a főbb teheresetekkel eacutes teherkombinaacutecioacutekkal foglalkozunk egyszerűsiacuteteacutesekkel eacuteluumlnk a szerkezeti eacutes a tehermodell felveacuteteleacuteneacutel) A jelen tervezeacutesi feladatban a koncepcionaacutelis tervezeacutest a vaacutezlatterv elkeacutesziacuteteacutese jelentette amikor a főtartoacute szerkezeti elemeinek kiinduloacute szelveacutenyeit meghataacuteroztuk Itt meg kell jegyeznuumlnk hogy egyszerű rutin jellegű feladatoknaacutel a gyakorlott tervező analiacutezis neacutelkuumll tapasztalat alapjaacuten is keacutepes felvenni a koumlzeliacutető keresztmetszeti meacutereteket Reacuteszletes tervezeacutest a szerkezet megvaloacutesiacutetaacutesi faacutezisaacuteban veacutegzuumlnk amikor maacuter a hibaacutes tervezeacutesnek a gazdasaacutegi koumlvetkezmeacutenyeken tuacutelmenően jogi koumlvetkezmeacutenyei is lehetnek Ezeacutert ebben a faacutezisban minden olyan reacuteszletkeacuterdeacutest meg kell vizsgaacutelnunk amely befolyaacutesolhatja a szerkezet biztonsaacutegaacutet IV112 Raacutecsos tartoacute analiacutezise A raacutecsos tartoacutek szaacutemiacutetoacutegeacutepes analiacutezise a viszonylag egyszerű feladatok koumlzeacute tartozik az alaacutebbi jellemzők miatt
bull aacuteltalaacuteban elegendő az elsőrendű analiacutezis bull a meacuteretezeacutes soraacuten a ruacutedveacutegi nyomateacutekok aacuteltalaacuteban elhanyagolhatoacuteak ezeacutert mind a
csukloacutes mind a folytonos ruacutedveacutegi merevseacuteget felteacutetelező modellek alkalmazhatoacuteak bull a meacuteretezeacutest meghataacuterozoacute axiaacutelis ruacutederők eacuterteacutekeacutet a statikai modell tiacutepusa (csukloacutes
vagy merev csomoacutepontuacute) alig befolyaacutesolja bull a meacuteretezeacutes soraacuten a keresztmetszeti meacuteretek vaacuteltozaacutesa alig befolyaacutesoljaacutek a meacuteretezeacutest
meghataacuterozoacute ruacutederőket A jelen feladatban ndash didaktikai szempontok miatt - a koncepcionaacutelis tervezeacutes eacutes a reacuteszletes tervezeacutes leacutepeacuteseit nem vaacutelasztjuk szeacutet A keresztmetszeti meacutereteket a gyakorlatvezető uacutetmutataacutesa alapjaacuten tapasztalati uacuteton vettuumlk fel A reacuteszletes tervezeacutes soraacuten első faacutezisban elsőrendű elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetott ruacutederők alapjaacuten ellenőrizzuumlk raacutecsos főtartoacute keresztmetszeteinek szilaacuterdsaacutegi eacutes stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesaacutet valamint a hasznaacutelhatoacutesaacutegi (lehajlaacutesi) hataacuteraacutellapotot A szaacutemiacutetaacutes soraacuten a vaacutezlattervben felvett szelveacutenymeacuteretekkel indulunk majd a meacuteretezeacutesi ruacutederők birtokaacuteban a huacutezott-nyomott keresztmetszetek ellenaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata alapjaacuten megkeressuumlk az optimaacutelis szelveacutenymeacutereteket A szelveacutenyeket uacutegy vaacutelasztjuk meg hogy szilaacuterdsaacutegi hataacuteraacutellapotra kb 75-80-ra legyenek kihasznaacutelva Ebben a faacutezisban veacutegezzuumlk el a raacutecsos tartoacute lehajlaacutesaacutenak ellenőrzeacuteseacutet is (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese) Ezzel elejeacutet vesszuumlk annak hogy esetleg a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
3
veacutegleges szaacutemiacutetaacutes soraacuten deruumll ki hogy a főtartoacute merevseacutege nem megfelelő Maacutesodik faacutezisban veacutegezzuumlk el a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak stabilitaacutesi ellenőrzeacuteseacutet Keresztmetszetet akkor noumlveluumlnk ha a stabilitaacutesvizsgaacutelatra az adott ruacuted nem felel meg Az uacutejgeneraacutecioacutes aceacutelszerkezeti tervező programok alkalmazaacutesaacuteval a fenti faacutezisok oumlsszemosoacutednak mert a szerkezet teljes koumlrű ellenőrzeacutese olyan gyorssaacute eacutes hateacutekonnyaacute vaacutelt hogy neacutehaacuteny perc alatt megtalaacutelhatjuk az bdquooptimaacutelisrdquo szelveacutenyeket Azonban ehhez megfelelő tapasztalatra eacutes gyakorlatra van szuumlkseacuteg amivel az aceacutelszerkezeti oktataacutes jelen faacutezisaacuteban a hallgatoacutek aacuteltalaacuteban meacuteg nem rendelkeznek Ezeacutert a fenti eljaacuteraacutes koumlveteacuteseacutet javasoljuk de annak a lehetőseacutegeacutet is biztosiacutetani kiacutevaacutenjuk hogy azt koumlvetően a hallgatoacute megismerkedhessen az utoacutebb emliacutetett hateacutekony tervezeacutesi moacutedszerrel is IV113 A geacutepi analiacutezis leacutepeacutesei Az analiacutezis elveacutegzeacuteseacutehez geacutepi eszkoumlz (szoftver) hasznaacutelataacutet javasoljuk Az analiacutezis elsődleges eredmeacutenye a modell csomoacutepontjainak elmozdulaacutesai melyeket a szoftverek a szerkezet deformaacutelt alakjaacutenak kirajzolaacutesaacuteval jeleniacutetenek meg Az elmozdulaacutesokat mindaddig fiktiacutev adatnak kell tekintenuumlnk ameddig a szaacutemiacutetaacutest nem a veacutegleges keresztmetszetekkel hajtottuk veacutegre Felteacutetelezve hogy rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a szerkezeti modell eacutes a tehermodell (laacutesd az IV12 szakaszt) a geacutepi szaacutemiacutetaacutest az alaacutebbi leacutepeacutesekben ceacutelszerű veacutegrehajtani 1 leacutepeacutes Szerkezeti modell ellenőrzeacutese A szerkezeti modell felveacutetele utaacuten (laacutesd a Melleacutekletet) vegyuumlnk fel egy szimmetrikus fiktiacutev terhet eacutes azzal veacutegezzuumlk el az elsőrendű analiacutezist Az elsőrendű analiacutezissel meghataacuterozott deformaacutelt alak elemzeacuteseacuteből koumlnnyen kimutathatjuk a modell esteleges hibaacuteit (pl megtaacutemasztaacutesi hiba hibaacutes kiindulaacutesi szelveacuteny stb) eacutes korrigaacutelhatjuk a modellt 2 leacutepeacutes Teljes modell ellenőrzeacutese Amennyiben a szerkezeti modellel eleacutegedettek vagyunk akkor vegyuumlk fel a tehermodellt eacutes aacutelliacutetsuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutera az elsőrendű analiacutezist Az analiacutezisnek az oumlsszes teherkombinaacutecioacutera meacuternoumlkileg eacutertelmezhető eredmeacutenyt (deformaacutelt alakot) kell adnia Amennyiben a deformaacutelt alakokban eacutesvagy az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekban meacuternoumlkileg eacutertelmezhetetlen jelenseacuteget laacutetunk (pl egy ruacutedveacuteg eltaacutevolodik a csomoacutepontjaacutetoacutel) akkor modellezeacutesi hibaacuteval aacutellunk szemben amelyet ki kell javiacutetanunk 3 leacutepeacutes Keresztmetszeti eacutes hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok ellenőrzeacutese A teljes modellen a teherbiacuteraacutesi eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotokra veacutegezzuumlk el az elsőrendű analiacutezist A teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotokhoz tartozoacute teherkombinaacutecioacutekboacutel kapott axiaacutelis erőkre veacutegezzuumlk el a rudak keresztmetszeteinek tervezeacuteseacutet majd a veacutegleges keresztmetszetekkel a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel a gerenda lehajlaacutesaacutenak ellenőrzeacuteseacutet 4 leacutepeacutes Stabilitaacutesi analiacutezis (keacutezi szaacutemiacutetaacutes) A globaacutelis stabilitaacutesi analiacutezis jelen esetben a raacutecsos főtartoacute egyes ruacutedjainak keacutezi szaacutemiacutetaacutessal toumlrteacutenő stabilitaacutesvizsgaacutelataacutet jelenti A rudak tervezeacutese a programmal bdquoegyszerűrdquo eacutes gyors művelet lenne de didaktikai szempontboacutel a rudak geacutepi tervezeacuteseacutet most meacuteg nem ajaacutenljuk (A keacutesőbbi tantaacutergyak soraacuten azonban a geacutepi tervezeacutes előteacuterbe fog keruumllni)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
4
IV114 Elkuumlloumlniacutetett vagy teljes teacuterbeli szerkezeti modellel dolgozzunk A IV1a aacutebra egy egyszerű csarnokszerkezet főtartoacutejaacutenak elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modelljeacutet szemleacutelteti A modell szempontjaacuteboacutel leacutenyegtelen hogy az oldalsoacute megtaacutemasztaacutesok a szelemenek vagy az azoktoacutel fuumlggetlen mereviacutető rendszer ruacutedjainak hataacutesaacuteboacutel szaacutermaznak A csarnokszerkezet teljes teacuterbeli szerkezeti modelljeacutet viszonylag keveacutes toumlbbletmunkaacuteval megalkothatnaacutenk (IV1b aacutebra) azonban az a tapasztalatunk hogy egy szabaacutelyos kialakiacutetaacutesuacute eacutepuumlletszerkezet teljes teacuterbeli modellje a főtartoacutek vonatkozaacutesaacuteban nem ad eacuterteacutekelhető toumlbbletinformaacutecioacutet az elkuumlloumlniacuteteacutes elve alapjaacuten felvett főtartoacute modellhez keacutepest A teljes szerkezet teacuterbeli modelljeacutenek alkalmazaacutesa elsősorban a mereviacutető rendszer tervezeacutese szempontjaacuteboacutel lehet hasznos de a pontos foumlldrengeacutesvizsgaacutelat veacutegrehajtaacutesaacutehoz is szuumlkseacuteges lehet A teljes teacuterbeli modell bdquofinom hangolaacutesardquo eacutes a megfelelő tehermodell felveacutetele nagy modellezeacutesi jaacutertassaacutegot eacutes jelentős munkaraacutefordiacutetaacutest igeacutenyel Csak megfelelő gyakorlattal rendelkező felkeacuteszuumllt meacuternoumlk kezeacuteben lehet a vaacutezolt moacutedszer hateacutekony ezeacutert a jelen feladatban a teljes teacuterbeli modell alkalmazaacutesaacutet nem javasoljuk
IV1 aacutebra Egyszerű csarnokszerkezet szerkezeti modellje (a) teljes teacuterbeli szerkezeti modell
(b) elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modell IV12 Tervezeacutesi modell IV121 Tervezeacutesi modell elemei Egy tartoacuteszerkezet tervezeacutesi modellje az alaacutebbi elemekből aacutell bull szerkezeti modell bull tehermodell bull mechanikai modell A szerkezeti modell felveacuteteleacutenek főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - referencia haacuteloacutezat (statikai vaacutez) felveacutetele - kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele - megtaacutemasztaacutesok felveacutetele A tehermodell leacutetrehozaacutesaacutenak főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - tehercsoportok eacutes teheresetek rendszereacutenek felveacutetele
(a)
(b)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
5
- teheresetek feltoumllteacutese a teacutenyleges terhekkel - tervezeacutesi teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa A mechanikai modellt egyszerűbb esetekben (pl a jelen ruacutedszerkezeti modell eseteacuten) a korszerű szoftverek automatikusan generaacuteljaacutek A jelen feladat kereteacuteben alkalmazott ruacutedszerkezeti modell 2D vagy 3D alapuacute lehet 2D alapuacute modell alkalmazaacutesa eseteacuten a tartoacute siacutekjaacutera merőleges elmozdulaacutesokat eacutes a szerkezeti elemek tengely koumlruumlli elcsavarodaacutesait eleve figyelmen kiacutevuumll hagyjuk Az ilyen modell a lehajlaacutesok az igeacutenybeveacutetelek eacutes a keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutera alkalmas A 3D alapuacute modell viselkedeacutese attoacutel fuumlgg hogy a szoftver a mechanikai modellt milyen tiacutepusuacute ruacutedelemből eacutepiacuteti fel Amennyiben az alkalmazott ruacutedelem nem veszi figyelembe a szerkezeti elemek csavaraacutesaacutet (vagy csak nagy elhanyagolaacutesokkal) akkor a modell leacutenyegeacuteben nem leacutep tuacutel a 2D alapuacute modell előbb emliacutetett korlaacutetain A jelen oktataacutesi anyagban a ConSteel program 3D modellezeacutesi eljaacuteraacutesaacutet koumlvetjuumlk eacutes ezzel előre tekintuumlnk a keacutesőbbi tantaacutergyak feladataira is ahol a ConSteel program alkalmazaacutesa maacuter egyeacutertelmű előnyoumlkkel jaacuter de egyben hangsuacutelyozzuk hogy a jelen feladat veacutegrehajthatoacute az egyszerűbb 2D-s programokkal is
IV122 Szerkezeti modell A vaacutezlattervből ismerjuumlk a raacutecsos főtartoacute főbb geometriai meacutereteit eacutes a kiinduloacute keresztmetszeteket Ceacutelunk hogy leacutetrehozzuk a főtartoacute geacutepi analiacuteziseacutehez szuumlkseacuteges szerkezeti modellt amely meacuteg nem azonos a statikai (mechanikai) modellel A főtartoacute szerkezeti elemekből eacutepuumll fel A szerkezeti elemek keresztmetszeteacutet neacutezve az alaacutebbi raacutecsos tartoacute tiacutepusokkal foglalkozunk bull oumlvrudak melegen hengerelt I szelveacuteny vagy SHS (esetleg CHS) szelveacuteny bull raacutecsrudak SHS szelveacuteny A raacutecsrudak tehaacutet minden esetben SHS (esetleg CHS) szelveacutenyek miacuteg az oumlvrudak lehetnek SHS (CHS) vagy hengerelt I szelveacutenyek (de egy szerkezeten beluumll vagy csak az előbbi vagy csak az utoacutebbi) A raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje aacutellandoacute keresztmetszetű szerkezeti rudakboacutel (elemekből) eacutepuumll fel Ezek a rudak a koumlvetkezők (a) felső oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tareacutejpontig egy keresztmetszetből) (b) alsoacute oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tartoacutekoumlzeacutepig egy keresztmetszetből) (c) raacutecsrudak (egy vagy keacutet keresztmetszetvaacuteltaacutessal) A gyakorlatban sokszor az alsoacute eacutes felső oumlvrudak keresztmetszete megegyezik eacutes a raacutecsrudak keresztmetszet is azonos kiveacuteve a tartoacute veacutegeineacutel ahol az első keacutet-haacuterom raacutecsruacuted aacuteltalaacuteban erősebb a nagyobb igeacutenybeveacutetelek miatt A raacutecsos tartoacutet gyaacuterban hegesztik oumlssze de a szaacutelliacutethatoacutesaacuteg miatt kettő vagy toumlbb darabban majd az eacutepiacuteteacutesi helysziacutenen csavarozott kapcsolatokkal szerelik oumlssze A szerkezeti modell leacutetrehozaacutesa soraacuten (a jelen feladat eseteacuteben) a kapcsolatokat merevnek felteacutetelezzuumlk ezeacutert a teljes raacutecsos tartoacutet folytonosnak felteacutetelezzuumlk A szerkezeti modell egy folytonosan kapcsoloacutedoacute referencia haacuteloacutezatboacutel eacutes a referencia haacuteloacutezatra suacutelypontjukkal illesztett rudakboacutel aacutell oumlssze A programok toumlbbseacutege a rudakat a referencia (suacutelyponti) tengelyeikkel azonosiacutetjaacutek iacutegy veacutegeredmeacutenyben a szerkezeti modell a rudak folytonos oumlsszekapcsolaacutesaacuteval aacutell elő ahol a szerkezeti modell csomoacutepontjait a ruacutedtengelyek metszeacutespontjai hataacuterozzaacutek meg A segeacutedlet I reacuteszeacuteben bemutatott vaacutezlattervnek
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
6
IV2 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje a ConSteel programban leacutetrehozva
megfelelő a ConSteel programban leacutetrehozott szerkezeti modellt a IV2a aacutebra mutatja A szerkezeti modellről iacutertakat a IV2b aacutebraacuten laacutethatoacute tartoacuteveacuteg vonalas rajza joacutel szemleacutelteti
A szerkezeti modell kiegeacutesziacutető szerkezeti elemei a megtaacutemasztaacutesok Jelleguumlket tekintve keacutet megtaacutemasztaacutes tiacutepust kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg
bull a modellből elhagyott szerkezeti koumlrnyezet vagy bull a kuumllső koumlrnyezet (merev szerkezet alapok)
aacuteltal biztosiacutetott megtaacutemasztaacutesokat Esetuumlnkben az első tiacutepusba a IV1 aacutebraacuten laacutethatoacute a szelemenek biztosiacutetotta oldalsoacute (Y iraacutenyuacute ) merev taacutemaszok tartoznak (IV3a aacutebra) A maacutesodik tiacutepusba a tartoacuteoszlopok mint kuumllső taacutemaszok hataacutesa tartozik (IV3b aacutebra)
IV3 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek megtaacutemasztaacutesai (a) szelemenek hataacutesa (b) oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesa
(a)
(b)
(a)
(b)
Rudak referencia tengelyei
Raacutecsos tartoacute csomoacutepontjai
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
2
IV1 Raacutecsos főtartoacute analiacutezise IV11 Bevezeteacutes IV111 Az analiacutezis jellege A tervezeacutes teljes ciklusa alatt az alaacutebbi faacutezisokban van szuumlkseacuteg a főtartoacute szaacutemiacutetaacutesaacutera (tovaacutebbiakban analiacuteziseacutere) bull koncepcionaacutelis tervezeacutes bull reacuteszletes tervezeacutes Koncepcionaacutelis tervezeacutesről aacuteltalaacuteban a projektkiiacuteraacutes eacutes az ajaacutenlatadaacutes időszakaacuteban beszeacuteluumlnk Az eacuteles piaci verseny miatt a koncepcionaacutelis tervezeacutest egyre inkaacutebb bdquopontosrdquo geacutepi analiacutezissel veacutegezzuumlk legfeljebb nem teacuteruumlnk ki minden reacuteszletre eacutes kisebb-nagyobb elhanyagolaacutesokat alkalmazunk (pl csak elsőrendű analiacutezist veacutegzuumlnk csak a főbb teheresetekkel eacutes teherkombinaacutecioacutekkal foglalkozunk egyszerűsiacuteteacutesekkel eacuteluumlnk a szerkezeti eacutes a tehermodell felveacuteteleacuteneacutel) A jelen tervezeacutesi feladatban a koncepcionaacutelis tervezeacutest a vaacutezlatterv elkeacutesziacuteteacutese jelentette amikor a főtartoacute szerkezeti elemeinek kiinduloacute szelveacutenyeit meghataacuteroztuk Itt meg kell jegyeznuumlnk hogy egyszerű rutin jellegű feladatoknaacutel a gyakorlott tervező analiacutezis neacutelkuumll tapasztalat alapjaacuten is keacutepes felvenni a koumlzeliacutető keresztmetszeti meacutereteket Reacuteszletes tervezeacutest a szerkezet megvaloacutesiacutetaacutesi faacutezisaacuteban veacutegzuumlnk amikor maacuter a hibaacutes tervezeacutesnek a gazdasaacutegi koumlvetkezmeacutenyeken tuacutelmenően jogi koumlvetkezmeacutenyei is lehetnek Ezeacutert ebben a faacutezisban minden olyan reacuteszletkeacuterdeacutest meg kell vizsgaacutelnunk amely befolyaacutesolhatja a szerkezet biztonsaacutegaacutet IV112 Raacutecsos tartoacute analiacutezise A raacutecsos tartoacutek szaacutemiacutetoacutegeacutepes analiacutezise a viszonylag egyszerű feladatok koumlzeacute tartozik az alaacutebbi jellemzők miatt
bull aacuteltalaacuteban elegendő az elsőrendű analiacutezis bull a meacuteretezeacutes soraacuten a ruacutedveacutegi nyomateacutekok aacuteltalaacuteban elhanyagolhatoacuteak ezeacutert mind a
csukloacutes mind a folytonos ruacutedveacutegi merevseacuteget felteacutetelező modellek alkalmazhatoacuteak bull a meacuteretezeacutest meghataacuterozoacute axiaacutelis ruacutederők eacuterteacutekeacutet a statikai modell tiacutepusa (csukloacutes
vagy merev csomoacutepontuacute) alig befolyaacutesolja bull a meacuteretezeacutes soraacuten a keresztmetszeti meacuteretek vaacuteltozaacutesa alig befolyaacutesoljaacutek a meacuteretezeacutest
meghataacuterozoacute ruacutederőket A jelen feladatban ndash didaktikai szempontok miatt - a koncepcionaacutelis tervezeacutes eacutes a reacuteszletes tervezeacutes leacutepeacuteseit nem vaacutelasztjuk szeacutet A keresztmetszeti meacutereteket a gyakorlatvezető uacutetmutataacutesa alapjaacuten tapasztalati uacuteton vettuumlk fel A reacuteszletes tervezeacutes soraacuten első faacutezisban elsőrendű elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetott ruacutederők alapjaacuten ellenőrizzuumlk raacutecsos főtartoacute keresztmetszeteinek szilaacuterdsaacutegi eacutes stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesaacutet valamint a hasznaacutelhatoacutesaacutegi (lehajlaacutesi) hataacuteraacutellapotot A szaacutemiacutetaacutes soraacuten a vaacutezlattervben felvett szelveacutenymeacuteretekkel indulunk majd a meacuteretezeacutesi ruacutederők birtokaacuteban a huacutezott-nyomott keresztmetszetek ellenaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata alapjaacuten megkeressuumlk az optimaacutelis szelveacutenymeacutereteket A szelveacutenyeket uacutegy vaacutelasztjuk meg hogy szilaacuterdsaacutegi hataacuteraacutellapotra kb 75-80-ra legyenek kihasznaacutelva Ebben a faacutezisban veacutegezzuumlk el a raacutecsos tartoacute lehajlaacutesaacutenak ellenőrzeacuteseacutet is (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese) Ezzel elejeacutet vesszuumlk annak hogy esetleg a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
3
veacutegleges szaacutemiacutetaacutes soraacuten deruumll ki hogy a főtartoacute merevseacutege nem megfelelő Maacutesodik faacutezisban veacutegezzuumlk el a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak stabilitaacutesi ellenőrzeacuteseacutet Keresztmetszetet akkor noumlveluumlnk ha a stabilitaacutesvizsgaacutelatra az adott ruacuted nem felel meg Az uacutejgeneraacutecioacutes aceacutelszerkezeti tervező programok alkalmazaacutesaacuteval a fenti faacutezisok oumlsszemosoacutednak mert a szerkezet teljes koumlrű ellenőrzeacutese olyan gyorssaacute eacutes hateacutekonnyaacute vaacutelt hogy neacutehaacuteny perc alatt megtalaacutelhatjuk az bdquooptimaacutelisrdquo szelveacutenyeket Azonban ehhez megfelelő tapasztalatra eacutes gyakorlatra van szuumlkseacuteg amivel az aceacutelszerkezeti oktataacutes jelen faacutezisaacuteban a hallgatoacutek aacuteltalaacuteban meacuteg nem rendelkeznek Ezeacutert a fenti eljaacuteraacutes koumlveteacuteseacutet javasoljuk de annak a lehetőseacutegeacutet is biztosiacutetani kiacutevaacutenjuk hogy azt koumlvetően a hallgatoacute megismerkedhessen az utoacutebb emliacutetett hateacutekony tervezeacutesi moacutedszerrel is IV113 A geacutepi analiacutezis leacutepeacutesei Az analiacutezis elveacutegzeacuteseacutehez geacutepi eszkoumlz (szoftver) hasznaacutelataacutet javasoljuk Az analiacutezis elsődleges eredmeacutenye a modell csomoacutepontjainak elmozdulaacutesai melyeket a szoftverek a szerkezet deformaacutelt alakjaacutenak kirajzolaacutesaacuteval jeleniacutetenek meg Az elmozdulaacutesokat mindaddig fiktiacutev adatnak kell tekintenuumlnk ameddig a szaacutemiacutetaacutest nem a veacutegleges keresztmetszetekkel hajtottuk veacutegre Felteacutetelezve hogy rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a szerkezeti modell eacutes a tehermodell (laacutesd az IV12 szakaszt) a geacutepi szaacutemiacutetaacutest az alaacutebbi leacutepeacutesekben ceacutelszerű veacutegrehajtani 1 leacutepeacutes Szerkezeti modell ellenőrzeacutese A szerkezeti modell felveacutetele utaacuten (laacutesd a Melleacutekletet) vegyuumlnk fel egy szimmetrikus fiktiacutev terhet eacutes azzal veacutegezzuumlk el az elsőrendű analiacutezist Az elsőrendű analiacutezissel meghataacuterozott deformaacutelt alak elemzeacuteseacuteből koumlnnyen kimutathatjuk a modell esteleges hibaacuteit (pl megtaacutemasztaacutesi hiba hibaacutes kiindulaacutesi szelveacuteny stb) eacutes korrigaacutelhatjuk a modellt 2 leacutepeacutes Teljes modell ellenőrzeacutese Amennyiben a szerkezeti modellel eleacutegedettek vagyunk akkor vegyuumlk fel a tehermodellt eacutes aacutelliacutetsuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutera az elsőrendű analiacutezist Az analiacutezisnek az oumlsszes teherkombinaacutecioacutera meacuternoumlkileg eacutertelmezhető eredmeacutenyt (deformaacutelt alakot) kell adnia Amennyiben a deformaacutelt alakokban eacutesvagy az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekban meacuternoumlkileg eacutertelmezhetetlen jelenseacuteget laacutetunk (pl egy ruacutedveacuteg eltaacutevolodik a csomoacutepontjaacutetoacutel) akkor modellezeacutesi hibaacuteval aacutellunk szemben amelyet ki kell javiacutetanunk 3 leacutepeacutes Keresztmetszeti eacutes hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok ellenőrzeacutese A teljes modellen a teherbiacuteraacutesi eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotokra veacutegezzuumlk el az elsőrendű analiacutezist A teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotokhoz tartozoacute teherkombinaacutecioacutekboacutel kapott axiaacutelis erőkre veacutegezzuumlk el a rudak keresztmetszeteinek tervezeacuteseacutet majd a veacutegleges keresztmetszetekkel a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel a gerenda lehajlaacutesaacutenak ellenőrzeacuteseacutet 4 leacutepeacutes Stabilitaacutesi analiacutezis (keacutezi szaacutemiacutetaacutes) A globaacutelis stabilitaacutesi analiacutezis jelen esetben a raacutecsos főtartoacute egyes ruacutedjainak keacutezi szaacutemiacutetaacutessal toumlrteacutenő stabilitaacutesvizsgaacutelataacutet jelenti A rudak tervezeacutese a programmal bdquoegyszerűrdquo eacutes gyors művelet lenne de didaktikai szempontboacutel a rudak geacutepi tervezeacuteseacutet most meacuteg nem ajaacutenljuk (A keacutesőbbi tantaacutergyak soraacuten azonban a geacutepi tervezeacutes előteacuterbe fog keruumllni)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
4
IV114 Elkuumlloumlniacutetett vagy teljes teacuterbeli szerkezeti modellel dolgozzunk A IV1a aacutebra egy egyszerű csarnokszerkezet főtartoacutejaacutenak elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modelljeacutet szemleacutelteti A modell szempontjaacuteboacutel leacutenyegtelen hogy az oldalsoacute megtaacutemasztaacutesok a szelemenek vagy az azoktoacutel fuumlggetlen mereviacutető rendszer ruacutedjainak hataacutesaacuteboacutel szaacutermaznak A csarnokszerkezet teljes teacuterbeli szerkezeti modelljeacutet viszonylag keveacutes toumlbbletmunkaacuteval megalkothatnaacutenk (IV1b aacutebra) azonban az a tapasztalatunk hogy egy szabaacutelyos kialakiacutetaacutesuacute eacutepuumlletszerkezet teljes teacuterbeli modellje a főtartoacutek vonatkozaacutesaacuteban nem ad eacuterteacutekelhető toumlbbletinformaacutecioacutet az elkuumlloumlniacuteteacutes elve alapjaacuten felvett főtartoacute modellhez keacutepest A teljes szerkezet teacuterbeli modelljeacutenek alkalmazaacutesa elsősorban a mereviacutető rendszer tervezeacutese szempontjaacuteboacutel lehet hasznos de a pontos foumlldrengeacutesvizsgaacutelat veacutegrehajtaacutesaacutehoz is szuumlkseacuteges lehet A teljes teacuterbeli modell bdquofinom hangolaacutesardquo eacutes a megfelelő tehermodell felveacutetele nagy modellezeacutesi jaacutertassaacutegot eacutes jelentős munkaraacutefordiacutetaacutest igeacutenyel Csak megfelelő gyakorlattal rendelkező felkeacuteszuumllt meacuternoumlk kezeacuteben lehet a vaacutezolt moacutedszer hateacutekony ezeacutert a jelen feladatban a teljes teacuterbeli modell alkalmazaacutesaacutet nem javasoljuk
IV1 aacutebra Egyszerű csarnokszerkezet szerkezeti modellje (a) teljes teacuterbeli szerkezeti modell
(b) elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modell IV12 Tervezeacutesi modell IV121 Tervezeacutesi modell elemei Egy tartoacuteszerkezet tervezeacutesi modellje az alaacutebbi elemekből aacutell bull szerkezeti modell bull tehermodell bull mechanikai modell A szerkezeti modell felveacuteteleacutenek főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - referencia haacuteloacutezat (statikai vaacutez) felveacutetele - kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele - megtaacutemasztaacutesok felveacutetele A tehermodell leacutetrehozaacutesaacutenak főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - tehercsoportok eacutes teheresetek rendszereacutenek felveacutetele
(a)
(b)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
5
- teheresetek feltoumllteacutese a teacutenyleges terhekkel - tervezeacutesi teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa A mechanikai modellt egyszerűbb esetekben (pl a jelen ruacutedszerkezeti modell eseteacuten) a korszerű szoftverek automatikusan generaacuteljaacutek A jelen feladat kereteacuteben alkalmazott ruacutedszerkezeti modell 2D vagy 3D alapuacute lehet 2D alapuacute modell alkalmazaacutesa eseteacuten a tartoacute siacutekjaacutera merőleges elmozdulaacutesokat eacutes a szerkezeti elemek tengely koumlruumlli elcsavarodaacutesait eleve figyelmen kiacutevuumll hagyjuk Az ilyen modell a lehajlaacutesok az igeacutenybeveacutetelek eacutes a keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutera alkalmas A 3D alapuacute modell viselkedeacutese attoacutel fuumlgg hogy a szoftver a mechanikai modellt milyen tiacutepusuacute ruacutedelemből eacutepiacuteti fel Amennyiben az alkalmazott ruacutedelem nem veszi figyelembe a szerkezeti elemek csavaraacutesaacutet (vagy csak nagy elhanyagolaacutesokkal) akkor a modell leacutenyegeacuteben nem leacutep tuacutel a 2D alapuacute modell előbb emliacutetett korlaacutetain A jelen oktataacutesi anyagban a ConSteel program 3D modellezeacutesi eljaacuteraacutesaacutet koumlvetjuumlk eacutes ezzel előre tekintuumlnk a keacutesőbbi tantaacutergyak feladataira is ahol a ConSteel program alkalmazaacutesa maacuter egyeacutertelmű előnyoumlkkel jaacuter de egyben hangsuacutelyozzuk hogy a jelen feladat veacutegrehajthatoacute az egyszerűbb 2D-s programokkal is
IV122 Szerkezeti modell A vaacutezlattervből ismerjuumlk a raacutecsos főtartoacute főbb geometriai meacutereteit eacutes a kiinduloacute keresztmetszeteket Ceacutelunk hogy leacutetrehozzuk a főtartoacute geacutepi analiacuteziseacutehez szuumlkseacuteges szerkezeti modellt amely meacuteg nem azonos a statikai (mechanikai) modellel A főtartoacute szerkezeti elemekből eacutepuumll fel A szerkezeti elemek keresztmetszeteacutet neacutezve az alaacutebbi raacutecsos tartoacute tiacutepusokkal foglalkozunk bull oumlvrudak melegen hengerelt I szelveacuteny vagy SHS (esetleg CHS) szelveacuteny bull raacutecsrudak SHS szelveacuteny A raacutecsrudak tehaacutet minden esetben SHS (esetleg CHS) szelveacutenyek miacuteg az oumlvrudak lehetnek SHS (CHS) vagy hengerelt I szelveacutenyek (de egy szerkezeten beluumll vagy csak az előbbi vagy csak az utoacutebbi) A raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje aacutellandoacute keresztmetszetű szerkezeti rudakboacutel (elemekből) eacutepuumll fel Ezek a rudak a koumlvetkezők (a) felső oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tareacutejpontig egy keresztmetszetből) (b) alsoacute oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tartoacutekoumlzeacutepig egy keresztmetszetből) (c) raacutecsrudak (egy vagy keacutet keresztmetszetvaacuteltaacutessal) A gyakorlatban sokszor az alsoacute eacutes felső oumlvrudak keresztmetszete megegyezik eacutes a raacutecsrudak keresztmetszet is azonos kiveacuteve a tartoacute veacutegeineacutel ahol az első keacutet-haacuterom raacutecsruacuted aacuteltalaacuteban erősebb a nagyobb igeacutenybeveacutetelek miatt A raacutecsos tartoacutet gyaacuterban hegesztik oumlssze de a szaacutelliacutethatoacutesaacuteg miatt kettő vagy toumlbb darabban majd az eacutepiacuteteacutesi helysziacutenen csavarozott kapcsolatokkal szerelik oumlssze A szerkezeti modell leacutetrehozaacutesa soraacuten (a jelen feladat eseteacuteben) a kapcsolatokat merevnek felteacutetelezzuumlk ezeacutert a teljes raacutecsos tartoacutet folytonosnak felteacutetelezzuumlk A szerkezeti modell egy folytonosan kapcsoloacutedoacute referencia haacuteloacutezatboacutel eacutes a referencia haacuteloacutezatra suacutelypontjukkal illesztett rudakboacutel aacutell oumlssze A programok toumlbbseacutege a rudakat a referencia (suacutelyponti) tengelyeikkel azonosiacutetjaacutek iacutegy veacutegeredmeacutenyben a szerkezeti modell a rudak folytonos oumlsszekapcsolaacutesaacuteval aacutell elő ahol a szerkezeti modell csomoacutepontjait a ruacutedtengelyek metszeacutespontjai hataacuterozzaacutek meg A segeacutedlet I reacuteszeacuteben bemutatott vaacutezlattervnek
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
6
IV2 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje a ConSteel programban leacutetrehozva
megfelelő a ConSteel programban leacutetrehozott szerkezeti modellt a IV2a aacutebra mutatja A szerkezeti modellről iacutertakat a IV2b aacutebraacuten laacutethatoacute tartoacuteveacuteg vonalas rajza joacutel szemleacutelteti
A szerkezeti modell kiegeacutesziacutető szerkezeti elemei a megtaacutemasztaacutesok Jelleguumlket tekintve keacutet megtaacutemasztaacutes tiacutepust kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg
bull a modellből elhagyott szerkezeti koumlrnyezet vagy bull a kuumllső koumlrnyezet (merev szerkezet alapok)
aacuteltal biztosiacutetott megtaacutemasztaacutesokat Esetuumlnkben az első tiacutepusba a IV1 aacutebraacuten laacutethatoacute a szelemenek biztosiacutetotta oldalsoacute (Y iraacutenyuacute ) merev taacutemaszok tartoznak (IV3a aacutebra) A maacutesodik tiacutepusba a tartoacuteoszlopok mint kuumllső taacutemaszok hataacutesa tartozik (IV3b aacutebra)
IV3 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek megtaacutemasztaacutesai (a) szelemenek hataacutesa (b) oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesa
(a)
(b)
(a)
(b)
Rudak referencia tengelyei
Raacutecsos tartoacute csomoacutepontjai
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
3
veacutegleges szaacutemiacutetaacutes soraacuten deruumll ki hogy a főtartoacute merevseacutege nem megfelelő Maacutesodik faacutezisban veacutegezzuumlk el a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak stabilitaacutesi ellenőrzeacuteseacutet Keresztmetszetet akkor noumlveluumlnk ha a stabilitaacutesvizsgaacutelatra az adott ruacuted nem felel meg Az uacutejgeneraacutecioacutes aceacutelszerkezeti tervező programok alkalmazaacutesaacuteval a fenti faacutezisok oumlsszemosoacutednak mert a szerkezet teljes koumlrű ellenőrzeacutese olyan gyorssaacute eacutes hateacutekonnyaacute vaacutelt hogy neacutehaacuteny perc alatt megtalaacutelhatjuk az bdquooptimaacutelisrdquo szelveacutenyeket Azonban ehhez megfelelő tapasztalatra eacutes gyakorlatra van szuumlkseacuteg amivel az aceacutelszerkezeti oktataacutes jelen faacutezisaacuteban a hallgatoacutek aacuteltalaacuteban meacuteg nem rendelkeznek Ezeacutert a fenti eljaacuteraacutes koumlveteacuteseacutet javasoljuk de annak a lehetőseacutegeacutet is biztosiacutetani kiacutevaacutenjuk hogy azt koumlvetően a hallgatoacute megismerkedhessen az utoacutebb emliacutetett hateacutekony tervezeacutesi moacutedszerrel is IV113 A geacutepi analiacutezis leacutepeacutesei Az analiacutezis elveacutegzeacuteseacutehez geacutepi eszkoumlz (szoftver) hasznaacutelataacutet javasoljuk Az analiacutezis elsődleges eredmeacutenye a modell csomoacutepontjainak elmozdulaacutesai melyeket a szoftverek a szerkezet deformaacutelt alakjaacutenak kirajzolaacutesaacuteval jeleniacutetenek meg Az elmozdulaacutesokat mindaddig fiktiacutev adatnak kell tekintenuumlnk ameddig a szaacutemiacutetaacutest nem a veacutegleges keresztmetszetekkel hajtottuk veacutegre Felteacutetelezve hogy rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a szerkezeti modell eacutes a tehermodell (laacutesd az IV12 szakaszt) a geacutepi szaacutemiacutetaacutest az alaacutebbi leacutepeacutesekben ceacutelszerű veacutegrehajtani 1 leacutepeacutes Szerkezeti modell ellenőrzeacutese A szerkezeti modell felveacutetele utaacuten (laacutesd a Melleacutekletet) vegyuumlnk fel egy szimmetrikus fiktiacutev terhet eacutes azzal veacutegezzuumlk el az elsőrendű analiacutezist Az elsőrendű analiacutezissel meghataacuterozott deformaacutelt alak elemzeacuteseacuteből koumlnnyen kimutathatjuk a modell esteleges hibaacuteit (pl megtaacutemasztaacutesi hiba hibaacutes kiindulaacutesi szelveacuteny stb) eacutes korrigaacutelhatjuk a modellt 2 leacutepeacutes Teljes modell ellenőrzeacutese Amennyiben a szerkezeti modellel eleacutegedettek vagyunk akkor vegyuumlk fel a tehermodellt eacutes aacutelliacutetsuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutera az elsőrendű analiacutezist Az analiacutezisnek az oumlsszes teherkombinaacutecioacutera meacuternoumlkileg eacutertelmezhető eredmeacutenyt (deformaacutelt alakot) kell adnia Amennyiben a deformaacutelt alakokban eacutesvagy az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekban meacuternoumlkileg eacutertelmezhetetlen jelenseacuteget laacutetunk (pl egy ruacutedveacuteg eltaacutevolodik a csomoacutepontjaacutetoacutel) akkor modellezeacutesi hibaacuteval aacutellunk szemben amelyet ki kell javiacutetanunk 3 leacutepeacutes Keresztmetszeti eacutes hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok ellenőrzeacutese A teljes modellen a teherbiacuteraacutesi eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotokra veacutegezzuumlk el az elsőrendű analiacutezist A teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotokhoz tartozoacute teherkombinaacutecioacutekboacutel kapott axiaacutelis erőkre veacutegezzuumlk el a rudak keresztmetszeteinek tervezeacuteseacutet majd a veacutegleges keresztmetszetekkel a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel a gerenda lehajlaacutesaacutenak ellenőrzeacuteseacutet 4 leacutepeacutes Stabilitaacutesi analiacutezis (keacutezi szaacutemiacutetaacutes) A globaacutelis stabilitaacutesi analiacutezis jelen esetben a raacutecsos főtartoacute egyes ruacutedjainak keacutezi szaacutemiacutetaacutessal toumlrteacutenő stabilitaacutesvizsgaacutelataacutet jelenti A rudak tervezeacutese a programmal bdquoegyszerűrdquo eacutes gyors művelet lenne de didaktikai szempontboacutel a rudak geacutepi tervezeacuteseacutet most meacuteg nem ajaacutenljuk (A keacutesőbbi tantaacutergyak soraacuten azonban a geacutepi tervezeacutes előteacuterbe fog keruumllni)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
4
IV114 Elkuumlloumlniacutetett vagy teljes teacuterbeli szerkezeti modellel dolgozzunk A IV1a aacutebra egy egyszerű csarnokszerkezet főtartoacutejaacutenak elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modelljeacutet szemleacutelteti A modell szempontjaacuteboacutel leacutenyegtelen hogy az oldalsoacute megtaacutemasztaacutesok a szelemenek vagy az azoktoacutel fuumlggetlen mereviacutető rendszer ruacutedjainak hataacutesaacuteboacutel szaacutermaznak A csarnokszerkezet teljes teacuterbeli szerkezeti modelljeacutet viszonylag keveacutes toumlbbletmunkaacuteval megalkothatnaacutenk (IV1b aacutebra) azonban az a tapasztalatunk hogy egy szabaacutelyos kialakiacutetaacutesuacute eacutepuumlletszerkezet teljes teacuterbeli modellje a főtartoacutek vonatkozaacutesaacuteban nem ad eacuterteacutekelhető toumlbbletinformaacutecioacutet az elkuumlloumlniacuteteacutes elve alapjaacuten felvett főtartoacute modellhez keacutepest A teljes szerkezet teacuterbeli modelljeacutenek alkalmazaacutesa elsősorban a mereviacutető rendszer tervezeacutese szempontjaacuteboacutel lehet hasznos de a pontos foumlldrengeacutesvizsgaacutelat veacutegrehajtaacutesaacutehoz is szuumlkseacuteges lehet A teljes teacuterbeli modell bdquofinom hangolaacutesardquo eacutes a megfelelő tehermodell felveacutetele nagy modellezeacutesi jaacutertassaacutegot eacutes jelentős munkaraacutefordiacutetaacutest igeacutenyel Csak megfelelő gyakorlattal rendelkező felkeacuteszuumllt meacuternoumlk kezeacuteben lehet a vaacutezolt moacutedszer hateacutekony ezeacutert a jelen feladatban a teljes teacuterbeli modell alkalmazaacutesaacutet nem javasoljuk
IV1 aacutebra Egyszerű csarnokszerkezet szerkezeti modellje (a) teljes teacuterbeli szerkezeti modell
(b) elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modell IV12 Tervezeacutesi modell IV121 Tervezeacutesi modell elemei Egy tartoacuteszerkezet tervezeacutesi modellje az alaacutebbi elemekből aacutell bull szerkezeti modell bull tehermodell bull mechanikai modell A szerkezeti modell felveacuteteleacutenek főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - referencia haacuteloacutezat (statikai vaacutez) felveacutetele - kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele - megtaacutemasztaacutesok felveacutetele A tehermodell leacutetrehozaacutesaacutenak főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - tehercsoportok eacutes teheresetek rendszereacutenek felveacutetele
(a)
(b)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
5
- teheresetek feltoumllteacutese a teacutenyleges terhekkel - tervezeacutesi teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa A mechanikai modellt egyszerűbb esetekben (pl a jelen ruacutedszerkezeti modell eseteacuten) a korszerű szoftverek automatikusan generaacuteljaacutek A jelen feladat kereteacuteben alkalmazott ruacutedszerkezeti modell 2D vagy 3D alapuacute lehet 2D alapuacute modell alkalmazaacutesa eseteacuten a tartoacute siacutekjaacutera merőleges elmozdulaacutesokat eacutes a szerkezeti elemek tengely koumlruumlli elcsavarodaacutesait eleve figyelmen kiacutevuumll hagyjuk Az ilyen modell a lehajlaacutesok az igeacutenybeveacutetelek eacutes a keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutera alkalmas A 3D alapuacute modell viselkedeacutese attoacutel fuumlgg hogy a szoftver a mechanikai modellt milyen tiacutepusuacute ruacutedelemből eacutepiacuteti fel Amennyiben az alkalmazott ruacutedelem nem veszi figyelembe a szerkezeti elemek csavaraacutesaacutet (vagy csak nagy elhanyagolaacutesokkal) akkor a modell leacutenyegeacuteben nem leacutep tuacutel a 2D alapuacute modell előbb emliacutetett korlaacutetain A jelen oktataacutesi anyagban a ConSteel program 3D modellezeacutesi eljaacuteraacutesaacutet koumlvetjuumlk eacutes ezzel előre tekintuumlnk a keacutesőbbi tantaacutergyak feladataira is ahol a ConSteel program alkalmazaacutesa maacuter egyeacutertelmű előnyoumlkkel jaacuter de egyben hangsuacutelyozzuk hogy a jelen feladat veacutegrehajthatoacute az egyszerűbb 2D-s programokkal is
IV122 Szerkezeti modell A vaacutezlattervből ismerjuumlk a raacutecsos főtartoacute főbb geometriai meacutereteit eacutes a kiinduloacute keresztmetszeteket Ceacutelunk hogy leacutetrehozzuk a főtartoacute geacutepi analiacuteziseacutehez szuumlkseacuteges szerkezeti modellt amely meacuteg nem azonos a statikai (mechanikai) modellel A főtartoacute szerkezeti elemekből eacutepuumll fel A szerkezeti elemek keresztmetszeteacutet neacutezve az alaacutebbi raacutecsos tartoacute tiacutepusokkal foglalkozunk bull oumlvrudak melegen hengerelt I szelveacuteny vagy SHS (esetleg CHS) szelveacuteny bull raacutecsrudak SHS szelveacuteny A raacutecsrudak tehaacutet minden esetben SHS (esetleg CHS) szelveacutenyek miacuteg az oumlvrudak lehetnek SHS (CHS) vagy hengerelt I szelveacutenyek (de egy szerkezeten beluumll vagy csak az előbbi vagy csak az utoacutebbi) A raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje aacutellandoacute keresztmetszetű szerkezeti rudakboacutel (elemekből) eacutepuumll fel Ezek a rudak a koumlvetkezők (a) felső oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tareacutejpontig egy keresztmetszetből) (b) alsoacute oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tartoacutekoumlzeacutepig egy keresztmetszetből) (c) raacutecsrudak (egy vagy keacutet keresztmetszetvaacuteltaacutessal) A gyakorlatban sokszor az alsoacute eacutes felső oumlvrudak keresztmetszete megegyezik eacutes a raacutecsrudak keresztmetszet is azonos kiveacuteve a tartoacute veacutegeineacutel ahol az első keacutet-haacuterom raacutecsruacuted aacuteltalaacuteban erősebb a nagyobb igeacutenybeveacutetelek miatt A raacutecsos tartoacutet gyaacuterban hegesztik oumlssze de a szaacutelliacutethatoacutesaacuteg miatt kettő vagy toumlbb darabban majd az eacutepiacuteteacutesi helysziacutenen csavarozott kapcsolatokkal szerelik oumlssze A szerkezeti modell leacutetrehozaacutesa soraacuten (a jelen feladat eseteacuteben) a kapcsolatokat merevnek felteacutetelezzuumlk ezeacutert a teljes raacutecsos tartoacutet folytonosnak felteacutetelezzuumlk A szerkezeti modell egy folytonosan kapcsoloacutedoacute referencia haacuteloacutezatboacutel eacutes a referencia haacuteloacutezatra suacutelypontjukkal illesztett rudakboacutel aacutell oumlssze A programok toumlbbseacutege a rudakat a referencia (suacutelyponti) tengelyeikkel azonosiacutetjaacutek iacutegy veacutegeredmeacutenyben a szerkezeti modell a rudak folytonos oumlsszekapcsolaacutesaacuteval aacutell elő ahol a szerkezeti modell csomoacutepontjait a ruacutedtengelyek metszeacutespontjai hataacuterozzaacutek meg A segeacutedlet I reacuteszeacuteben bemutatott vaacutezlattervnek
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
6
IV2 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje a ConSteel programban leacutetrehozva
megfelelő a ConSteel programban leacutetrehozott szerkezeti modellt a IV2a aacutebra mutatja A szerkezeti modellről iacutertakat a IV2b aacutebraacuten laacutethatoacute tartoacuteveacuteg vonalas rajza joacutel szemleacutelteti
A szerkezeti modell kiegeacutesziacutető szerkezeti elemei a megtaacutemasztaacutesok Jelleguumlket tekintve keacutet megtaacutemasztaacutes tiacutepust kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg
bull a modellből elhagyott szerkezeti koumlrnyezet vagy bull a kuumllső koumlrnyezet (merev szerkezet alapok)
aacuteltal biztosiacutetott megtaacutemasztaacutesokat Esetuumlnkben az első tiacutepusba a IV1 aacutebraacuten laacutethatoacute a szelemenek biztosiacutetotta oldalsoacute (Y iraacutenyuacute ) merev taacutemaszok tartoznak (IV3a aacutebra) A maacutesodik tiacutepusba a tartoacuteoszlopok mint kuumllső taacutemaszok hataacutesa tartozik (IV3b aacutebra)
IV3 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek megtaacutemasztaacutesai (a) szelemenek hataacutesa (b) oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesa
(a)
(b)
(a)
(b)
Rudak referencia tengelyei
Raacutecsos tartoacute csomoacutepontjai
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
4
IV114 Elkuumlloumlniacutetett vagy teljes teacuterbeli szerkezeti modellel dolgozzunk A IV1a aacutebra egy egyszerű csarnokszerkezet főtartoacutejaacutenak elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modelljeacutet szemleacutelteti A modell szempontjaacuteboacutel leacutenyegtelen hogy az oldalsoacute megtaacutemasztaacutesok a szelemenek vagy az azoktoacutel fuumlggetlen mereviacutető rendszer ruacutedjainak hataacutesaacuteboacutel szaacutermaznak A csarnokszerkezet teljes teacuterbeli szerkezeti modelljeacutet viszonylag keveacutes toumlbbletmunkaacuteval megalkothatnaacutenk (IV1b aacutebra) azonban az a tapasztalatunk hogy egy szabaacutelyos kialakiacutetaacutesuacute eacutepuumlletszerkezet teljes teacuterbeli modellje a főtartoacutek vonatkozaacutesaacuteban nem ad eacuterteacutekelhető toumlbbletinformaacutecioacutet az elkuumlloumlniacuteteacutes elve alapjaacuten felvett főtartoacute modellhez keacutepest A teljes szerkezet teacuterbeli modelljeacutenek alkalmazaacutesa elsősorban a mereviacutető rendszer tervezeacutese szempontjaacuteboacutel lehet hasznos de a pontos foumlldrengeacutesvizsgaacutelat veacutegrehajtaacutesaacutehoz is szuumlkseacuteges lehet A teljes teacuterbeli modell bdquofinom hangolaacutesardquo eacutes a megfelelő tehermodell felveacutetele nagy modellezeacutesi jaacutertassaacutegot eacutes jelentős munkaraacutefordiacutetaacutest igeacutenyel Csak megfelelő gyakorlattal rendelkező felkeacuteszuumllt meacuternoumlk kezeacuteben lehet a vaacutezolt moacutedszer hateacutekony ezeacutert a jelen feladatban a teljes teacuterbeli modell alkalmazaacutesaacutet nem javasoljuk
IV1 aacutebra Egyszerű csarnokszerkezet szerkezeti modellje (a) teljes teacuterbeli szerkezeti modell
(b) elkuumlloumlniacutetett szerkezeti modell IV12 Tervezeacutesi modell IV121 Tervezeacutesi modell elemei Egy tartoacuteszerkezet tervezeacutesi modellje az alaacutebbi elemekből aacutell bull szerkezeti modell bull tehermodell bull mechanikai modell A szerkezeti modell felveacuteteleacutenek főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - referencia haacuteloacutezat (statikai vaacutez) felveacutetele - kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele - megtaacutemasztaacutesok felveacutetele A tehermodell leacutetrehozaacutesaacutenak főbb leacutepeacutesei a koumlvetkezők - tehercsoportok eacutes teheresetek rendszereacutenek felveacutetele
(a)
(b)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
5
- teheresetek feltoumllteacutese a teacutenyleges terhekkel - tervezeacutesi teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa A mechanikai modellt egyszerűbb esetekben (pl a jelen ruacutedszerkezeti modell eseteacuten) a korszerű szoftverek automatikusan generaacuteljaacutek A jelen feladat kereteacuteben alkalmazott ruacutedszerkezeti modell 2D vagy 3D alapuacute lehet 2D alapuacute modell alkalmazaacutesa eseteacuten a tartoacute siacutekjaacutera merőleges elmozdulaacutesokat eacutes a szerkezeti elemek tengely koumlruumlli elcsavarodaacutesait eleve figyelmen kiacutevuumll hagyjuk Az ilyen modell a lehajlaacutesok az igeacutenybeveacutetelek eacutes a keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutera alkalmas A 3D alapuacute modell viselkedeacutese attoacutel fuumlgg hogy a szoftver a mechanikai modellt milyen tiacutepusuacute ruacutedelemből eacutepiacuteti fel Amennyiben az alkalmazott ruacutedelem nem veszi figyelembe a szerkezeti elemek csavaraacutesaacutet (vagy csak nagy elhanyagolaacutesokkal) akkor a modell leacutenyegeacuteben nem leacutep tuacutel a 2D alapuacute modell előbb emliacutetett korlaacutetain A jelen oktataacutesi anyagban a ConSteel program 3D modellezeacutesi eljaacuteraacutesaacutet koumlvetjuumlk eacutes ezzel előre tekintuumlnk a keacutesőbbi tantaacutergyak feladataira is ahol a ConSteel program alkalmazaacutesa maacuter egyeacutertelmű előnyoumlkkel jaacuter de egyben hangsuacutelyozzuk hogy a jelen feladat veacutegrehajthatoacute az egyszerűbb 2D-s programokkal is
IV122 Szerkezeti modell A vaacutezlattervből ismerjuumlk a raacutecsos főtartoacute főbb geometriai meacutereteit eacutes a kiinduloacute keresztmetszeteket Ceacutelunk hogy leacutetrehozzuk a főtartoacute geacutepi analiacuteziseacutehez szuumlkseacuteges szerkezeti modellt amely meacuteg nem azonos a statikai (mechanikai) modellel A főtartoacute szerkezeti elemekből eacutepuumll fel A szerkezeti elemek keresztmetszeteacutet neacutezve az alaacutebbi raacutecsos tartoacute tiacutepusokkal foglalkozunk bull oumlvrudak melegen hengerelt I szelveacuteny vagy SHS (esetleg CHS) szelveacuteny bull raacutecsrudak SHS szelveacuteny A raacutecsrudak tehaacutet minden esetben SHS (esetleg CHS) szelveacutenyek miacuteg az oumlvrudak lehetnek SHS (CHS) vagy hengerelt I szelveacutenyek (de egy szerkezeten beluumll vagy csak az előbbi vagy csak az utoacutebbi) A raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje aacutellandoacute keresztmetszetű szerkezeti rudakboacutel (elemekből) eacutepuumll fel Ezek a rudak a koumlvetkezők (a) felső oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tareacutejpontig egy keresztmetszetből) (b) alsoacute oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tartoacutekoumlzeacutepig egy keresztmetszetből) (c) raacutecsrudak (egy vagy keacutet keresztmetszetvaacuteltaacutessal) A gyakorlatban sokszor az alsoacute eacutes felső oumlvrudak keresztmetszete megegyezik eacutes a raacutecsrudak keresztmetszet is azonos kiveacuteve a tartoacute veacutegeineacutel ahol az első keacutet-haacuterom raacutecsruacuted aacuteltalaacuteban erősebb a nagyobb igeacutenybeveacutetelek miatt A raacutecsos tartoacutet gyaacuterban hegesztik oumlssze de a szaacutelliacutethatoacutesaacuteg miatt kettő vagy toumlbb darabban majd az eacutepiacuteteacutesi helysziacutenen csavarozott kapcsolatokkal szerelik oumlssze A szerkezeti modell leacutetrehozaacutesa soraacuten (a jelen feladat eseteacuteben) a kapcsolatokat merevnek felteacutetelezzuumlk ezeacutert a teljes raacutecsos tartoacutet folytonosnak felteacutetelezzuumlk A szerkezeti modell egy folytonosan kapcsoloacutedoacute referencia haacuteloacutezatboacutel eacutes a referencia haacuteloacutezatra suacutelypontjukkal illesztett rudakboacutel aacutell oumlssze A programok toumlbbseacutege a rudakat a referencia (suacutelyponti) tengelyeikkel azonosiacutetjaacutek iacutegy veacutegeredmeacutenyben a szerkezeti modell a rudak folytonos oumlsszekapcsolaacutesaacuteval aacutell elő ahol a szerkezeti modell csomoacutepontjait a ruacutedtengelyek metszeacutespontjai hataacuterozzaacutek meg A segeacutedlet I reacuteszeacuteben bemutatott vaacutezlattervnek
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
6
IV2 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje a ConSteel programban leacutetrehozva
megfelelő a ConSteel programban leacutetrehozott szerkezeti modellt a IV2a aacutebra mutatja A szerkezeti modellről iacutertakat a IV2b aacutebraacuten laacutethatoacute tartoacuteveacuteg vonalas rajza joacutel szemleacutelteti
A szerkezeti modell kiegeacutesziacutető szerkezeti elemei a megtaacutemasztaacutesok Jelleguumlket tekintve keacutet megtaacutemasztaacutes tiacutepust kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg
bull a modellből elhagyott szerkezeti koumlrnyezet vagy bull a kuumllső koumlrnyezet (merev szerkezet alapok)
aacuteltal biztosiacutetott megtaacutemasztaacutesokat Esetuumlnkben az első tiacutepusba a IV1 aacutebraacuten laacutethatoacute a szelemenek biztosiacutetotta oldalsoacute (Y iraacutenyuacute ) merev taacutemaszok tartoznak (IV3a aacutebra) A maacutesodik tiacutepusba a tartoacuteoszlopok mint kuumllső taacutemaszok hataacutesa tartozik (IV3b aacutebra)
IV3 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek megtaacutemasztaacutesai (a) szelemenek hataacutesa (b) oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesa
(a)
(b)
(a)
(b)
Rudak referencia tengelyei
Raacutecsos tartoacute csomoacutepontjai
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
5
- teheresetek feltoumllteacutese a teacutenyleges terhekkel - tervezeacutesi teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa A mechanikai modellt egyszerűbb esetekben (pl a jelen ruacutedszerkezeti modell eseteacuten) a korszerű szoftverek automatikusan generaacuteljaacutek A jelen feladat kereteacuteben alkalmazott ruacutedszerkezeti modell 2D vagy 3D alapuacute lehet 2D alapuacute modell alkalmazaacutesa eseteacuten a tartoacute siacutekjaacutera merőleges elmozdulaacutesokat eacutes a szerkezeti elemek tengely koumlruumlli elcsavarodaacutesait eleve figyelmen kiacutevuumll hagyjuk Az ilyen modell a lehajlaacutesok az igeacutenybeveacutetelek eacutes a keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutera alkalmas A 3D alapuacute modell viselkedeacutese attoacutel fuumlgg hogy a szoftver a mechanikai modellt milyen tiacutepusuacute ruacutedelemből eacutepiacuteti fel Amennyiben az alkalmazott ruacutedelem nem veszi figyelembe a szerkezeti elemek csavaraacutesaacutet (vagy csak nagy elhanyagolaacutesokkal) akkor a modell leacutenyegeacuteben nem leacutep tuacutel a 2D alapuacute modell előbb emliacutetett korlaacutetain A jelen oktataacutesi anyagban a ConSteel program 3D modellezeacutesi eljaacuteraacutesaacutet koumlvetjuumlk eacutes ezzel előre tekintuumlnk a keacutesőbbi tantaacutergyak feladataira is ahol a ConSteel program alkalmazaacutesa maacuter egyeacutertelmű előnyoumlkkel jaacuter de egyben hangsuacutelyozzuk hogy a jelen feladat veacutegrehajthatoacute az egyszerűbb 2D-s programokkal is
IV122 Szerkezeti modell A vaacutezlattervből ismerjuumlk a raacutecsos főtartoacute főbb geometriai meacutereteit eacutes a kiinduloacute keresztmetszeteket Ceacutelunk hogy leacutetrehozzuk a főtartoacute geacutepi analiacuteziseacutehez szuumlkseacuteges szerkezeti modellt amely meacuteg nem azonos a statikai (mechanikai) modellel A főtartoacute szerkezeti elemekből eacutepuumll fel A szerkezeti elemek keresztmetszeteacutet neacutezve az alaacutebbi raacutecsos tartoacute tiacutepusokkal foglalkozunk bull oumlvrudak melegen hengerelt I szelveacuteny vagy SHS (esetleg CHS) szelveacuteny bull raacutecsrudak SHS szelveacuteny A raacutecsrudak tehaacutet minden esetben SHS (esetleg CHS) szelveacutenyek miacuteg az oumlvrudak lehetnek SHS (CHS) vagy hengerelt I szelveacutenyek (de egy szerkezeten beluumll vagy csak az előbbi vagy csak az utoacutebbi) A raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje aacutellandoacute keresztmetszetű szerkezeti rudakboacutel (elemekből) eacutepuumll fel Ezek a rudak a koumlvetkezők (a) felső oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tareacutejpontig egy keresztmetszetből) (b) alsoacute oumlvruacuted (tartoacuteveacutegtől tartoacutekoumlzeacutepig egy keresztmetszetből) (c) raacutecsrudak (egy vagy keacutet keresztmetszetvaacuteltaacutessal) A gyakorlatban sokszor az alsoacute eacutes felső oumlvrudak keresztmetszete megegyezik eacutes a raacutecsrudak keresztmetszet is azonos kiveacuteve a tartoacute veacutegeineacutel ahol az első keacutet-haacuterom raacutecsruacuted aacuteltalaacuteban erősebb a nagyobb igeacutenybeveacutetelek miatt A raacutecsos tartoacutet gyaacuterban hegesztik oumlssze de a szaacutelliacutethatoacutesaacuteg miatt kettő vagy toumlbb darabban majd az eacutepiacuteteacutesi helysziacutenen csavarozott kapcsolatokkal szerelik oumlssze A szerkezeti modell leacutetrehozaacutesa soraacuten (a jelen feladat eseteacuteben) a kapcsolatokat merevnek felteacutetelezzuumlk ezeacutert a teljes raacutecsos tartoacutet folytonosnak felteacutetelezzuumlk A szerkezeti modell egy folytonosan kapcsoloacutedoacute referencia haacuteloacutezatboacutel eacutes a referencia haacuteloacutezatra suacutelypontjukkal illesztett rudakboacutel aacutell oumlssze A programok toumlbbseacutege a rudakat a referencia (suacutelyponti) tengelyeikkel azonosiacutetjaacutek iacutegy veacutegeredmeacutenyben a szerkezeti modell a rudak folytonos oumlsszekapcsolaacutesaacuteval aacutell elő ahol a szerkezeti modell csomoacutepontjait a ruacutedtengelyek metszeacutespontjai hataacuterozzaacutek meg A segeacutedlet I reacuteszeacuteben bemutatott vaacutezlattervnek
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
6
IV2 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje a ConSteel programban leacutetrehozva
megfelelő a ConSteel programban leacutetrehozott szerkezeti modellt a IV2a aacutebra mutatja A szerkezeti modellről iacutertakat a IV2b aacutebraacuten laacutethatoacute tartoacuteveacuteg vonalas rajza joacutel szemleacutelteti
A szerkezeti modell kiegeacutesziacutető szerkezeti elemei a megtaacutemasztaacutesok Jelleguumlket tekintve keacutet megtaacutemasztaacutes tiacutepust kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg
bull a modellből elhagyott szerkezeti koumlrnyezet vagy bull a kuumllső koumlrnyezet (merev szerkezet alapok)
aacuteltal biztosiacutetott megtaacutemasztaacutesokat Esetuumlnkben az első tiacutepusba a IV1 aacutebraacuten laacutethatoacute a szelemenek biztosiacutetotta oldalsoacute (Y iraacutenyuacute ) merev taacutemaszok tartoznak (IV3a aacutebra) A maacutesodik tiacutepusba a tartoacuteoszlopok mint kuumllső taacutemaszok hataacutesa tartozik (IV3b aacutebra)
IV3 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek megtaacutemasztaacutesai (a) szelemenek hataacutesa (b) oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesa
(a)
(b)
(a)
(b)
Rudak referencia tengelyei
Raacutecsos tartoacute csomoacutepontjai
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
6
IV2 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modellje a ConSteel programban leacutetrehozva
megfelelő a ConSteel programban leacutetrehozott szerkezeti modellt a IV2a aacutebra mutatja A szerkezeti modellről iacutertakat a IV2b aacutebraacuten laacutethatoacute tartoacuteveacuteg vonalas rajza joacutel szemleacutelteti
A szerkezeti modell kiegeacutesziacutető szerkezeti elemei a megtaacutemasztaacutesok Jelleguumlket tekintve keacutet megtaacutemasztaacutes tiacutepust kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg
bull a modellből elhagyott szerkezeti koumlrnyezet vagy bull a kuumllső koumlrnyezet (merev szerkezet alapok)
aacuteltal biztosiacutetott megtaacutemasztaacutesokat Esetuumlnkben az első tiacutepusba a IV1 aacutebraacuten laacutethatoacute a szelemenek biztosiacutetotta oldalsoacute (Y iraacutenyuacute ) merev taacutemaszok tartoznak (IV3a aacutebra) A maacutesodik tiacutepusba a tartoacuteoszlopok mint kuumllső taacutemaszok hataacutesa tartozik (IV3b aacutebra)
IV3 aacutebra Raacutecsos főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek megtaacutemasztaacutesai (a) szelemenek hataacutesa (b) oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesa
(a)
(b)
(a)
(b)
Rudak referencia tengelyei
Raacutecsos tartoacute csomoacutepontjai
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
7
Az utoacutebbi taacutemaszok koumlzuumll a baloldali tartoacuteveacuteg modelljeacutet a IV4 aacutebra kinagyiacutetva mutatja Laacutethatoacute hogy a felső csomoacutepont 3D csukloacutes taacutemaszt kapott (koacutedja xyz) miacuteg az alsoacute szinteacuten egy moacutedosiacutetott 3D csukloacute laacutethatoacute amely az alsoacute oumlv tengelye iraacutenyaacuteban (X iraacutenyban) szabadon mozoghat (koacutedja yz) Amennyiben ezt a mozgaacutest nem engedneacutenk meg akkor az alsoacute oumlve befeszuumllne az oszlopok koumlzeacute eacutes a tartoacute befogottaacute vaacutelna mikoumlzben szabadon befuumlggesztett tartoacuteviselkedeacutest felteacutetelezuumlnk A tartoacute jobb oldali veacutegeacuten a taacutemaszok hasonloacuteak azonban a felső csomoacutepontnaacutel az X iraacutenyuacute mozgaacutest szinteacuten biztosiacutetani kell a befeszuumlleacutes elkeruumlleacutese veacutegett
IV4 aacutebra Oszlopok megtaacutemasztoacute hataacutesaacutet modellező taacutemaszok
xyz
yz
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
8
IV123 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute szerkezeti modelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő leacutetrehozaacutesaacutet tartalmazza A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutet a IV1 melleacuteklet tartalmazza
4 RAacuteCSOS FOtildeTARTOacute ANALIacuteZISE EacuteS MEacuteRETEZEacuteSE ANALYSIS AND DESIGN OF MAIN TRUSS
A feladat kereteacuteben az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik raacutecsos fotildetartoacute analiacuteziseacutet eacutes meacuteretezeacuteseacutetveacutegezzuumlk el A meacuteretezeacutes eredmeacutenyeacutet az oumlsszes fotildetartoacutera eacuterveacutenyesnek tekintjuumlk A munkaacutet aConSteel programmal hajtjuk veacutegreIn this design project the main truss which is situated close to the side wall is designed Theresult of the design is considered being valid for all the main frames The analysis and design is carried out with the ConSteel design software
41 Tervezeacutesi modell Design model
411 Szerkezeti modell Structural model
A raacutecsos fotildetartoacute kiinduloacute szerkezeti modelljeacutet a vaacutezlattervi rajzok alapjaacuten vettuumlk fel (I11-12 aacutebraacutek) A szerkeszteacutest a ConSteel program 3D-s szerkeszto feluumlleteacuten veacutegeztuumlk elThe initial structural model of the examined main frame was created on the base of the PreliminaryDraw found in Fig I11-12 of this Design Notes The model was constructed on the 3D modeling window of the ConSteel software
Az oldalsoacute (szelemen) taacutemaszok kuumllpontossaacutegaacutet elhanyagoltuk Az oszlopok biztosiacutetottamegtaacutemasztaacutesokat a belsotilde oumlvlemezneacutel vettuumlk fel Az oumlvek menteacuten a csomoacutepontokat azonostaacutevolsaacutegban vettuumlk fel The eccentricities of the lateral (purlin) supports were neglected Supports ensured by the columns were placed at the nodes of the reference axis Along the chords the intervalsbetween the joints are uniform
412 Keresztmetszeti modellek eacutes keresztmetszeti jellemzotildek Cross-sectional models and properties of cross-sections
A keresztmetszeteket a ConSteel programmal modelleztuumlk a keresztmetszeti jellemzotildeket aprogramboacutel vettuumlk aacutetThe models of the cross sections were developed in the ConSteel software and thecross-sectional properties were imported from the software
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
9
4121 Felsotilde oumlv keresztmetszete Cross-section of top chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 120Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area
Aoumlvf 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia
Iyoumlvf 6061297mm4
sdot=
4122 Alsoacute oumlv keresztmetszete Cross-section of bottom chord
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete HEA 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Aoumlva 2124 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyoumlva 3492085mm
4sdot=
4123 Raacutecsrudak keresztmetszete Cross-section of bracings
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 100Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab1 1491 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb1 2254673mm
4sdot=
Szelveacuteny tiacutepusa eacutes meacuterete SHS 80Keresztmetszeti osztaacutely IKeresztmetszeti jellemzotildekCross-sectional properties- feluumllet area Ab2 899 mm
2sdot=
- inercianyomateacutekok moments of inertia Iyb2 875225mm
4sdot=
413 Anyagjellemzotildek Material properties
Szerkezeti aceacutel minotildeseacutege S235Grade of steel S235Tervezeacutesi szilaacuterdsaacuteg Design strength
fy 235N
mm2
sdot=
Rugalmassaacutegi modulus Elastic moduli
E 210000N
mm2
sdot=
Nyiacuteraacutesi modulus Shear moduli
ν 03= GE
2 1 ν+( )sdot80769
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
10
414 Parciaacutelis teacutenyezotildek Particial factors
Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesCross-sectional resistances
γ M0 10= fy0
fy
γ M0235
N
mm2
sdot==
Stabilitaacutesi ellenaacutellaacutesStability resistances
γ M1 10= fy1
fy
γ M1235
N
mm2
sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
11
IV124 Tehermodell A tetőfeluumlletre hatoacute kiindulaacutesi terhek meghataacuterozaacutesaacutet a segeacutedlet II reacutesze tartalmazza A munka jelen faacutezisaacuteban a kiindulaacutesi terhekből meghataacuterozzuk a főtartoacutera hatoacute tervezeacutesi terheket Szelemen alapuacute burkolati kialakiacutetaacutes eseteacuten a feluumlleti hataacutesokboacutel szaacutermazoacute terhek (burkolat suacutelya hoacuteteher szeacutelteher) a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban adoacutednak aacutet (IV5 aacutebra) Az egyes teheresetekneacutel kuumlloumln-kuumlloumln előszoumlr meghataacuterozzuk a főtartoacutera aacuteradoacutedoacute terhet vonal menteacuten egyenletesen megoszloacute erők formaacutejaacuteban majd azokat aacutetalakiacutetjuk koncentraacutelt erőkkeacute
IV5 aacutebra A feluumlleti terhek aacutetadoacutedaacutesa a főtartoacutera koncentraacutelt erők formaacutejaacuteban
Legyen a vonal menteacuten megoszloacute teher intenzitaacutesa q eacutes legyen a felső oumlvoumln egyenletesen kiosztott csomoacutepontok (szelemenek) taacutevolsaacutega d Ekkor az egy csomoacutepontra hatoacute F erő dqF sdot= A raacutecsos főtartoacute veacutegeineacutel leacutevő keacutet csomoacutepontra fele akkora d2 terhelősaacutev jut ezeacutert ebben a keacutet csomoacutepontban az erők csak fele akkoraacutek laacutesd a IV6 aacutebraacutet
IV6 aacutebra Vonal menti megoszloacute teher aacutetalakiacutetaacutesa koncentraacutelt erőkkeacute
A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute raacutecsos főtartoacute A szeacutelnyomaacutesi teacutenyező aacuteltalaacuteban zoacutenaacuteroacutel zoacutenaacutera vaacuteltozik ezeacutert a főtartoacutek kuumlloumlnboumlző nagysaacuteguacute szeacutelterhet kapnak A legnagyobb szeacutelsziacutevaacutes a keacutet veacutegtartoacutera hat azonban ezekneacutel a tehersaacutev szeacutelesseacutege csak fele a koumlzbenső keretekhez tartozoacute tehersaacutev szeacutelesseacutegnek Aacuteltalaacuteban a biztonsaacuteg eacutes a gazdasaacutegossaacuteg javaacutera doumlntuumlnk ha az oumlsszes koumlzbenső főtartoacutet az oromfaltoacutel szaacutemiacutetott maacutesodik főtartoacutera eacutes annak tehersaacutevjaacutera meacuteretezzuumlk (IV7 aacutebra)
q
F2 F F F F F F F F2
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
12
IV7 aacutebra A meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute eacutes tehersaacutev (tetőszerkezet feluumllneacutezetben)
Tehercsoportok eacutes teheresetek
A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok hateacutekonyan taacutemogatjaacutek a teherkombinaacutecioacutek generaacutelaacutesaacutet Ehhez a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni ahol az egy csoportba tartozoacute teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek azaz egy adott teherkombinaacutecioacuteban egy tehercsoportboacutel csak egy tehereset szerepelhet (kiveacutetel az aacutellandoacute terhek csoportja ahol eacutertelemszerűen minden teheresetnek szerepelnie kell a teherkombinaacutecioacutekban) A tehereset olyan terhek egyuumlttese amelyek teacuterben eacutes időben elvaacutelaszthatatlanok egymaacutestoacutel A jelen feladat kapcsaacuten az alaacutebbi tehercsoportok eacutes teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk bull Aacutellandoacute terhek
o tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelya (roumlviden oumlnsuacutely) o tető- eacutes falburkolati rendszer suacutelya (roumlviden burkolat) o aacutellandoacute jellegű hasznos teher (roumlviden hasznos)
bull Hoacuteterhek o totaacutelis hoacuteteher
bull Szeacutelterhek o szeacutelteher_1 o szeacutelteher_2 o szeacutelteher_3 o szeacutelteher_4
bull Rendkiacutevuumlli teher o Rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
Az alaacutebbiakban az egyes teheresetek felveacuteteleacutet reacuteszletesen taacutergyaljuk Aacutellandoacute terhek
A főtartoacute szerkezeti elemeinek elmeacuteleti suacutelyaacutet a programok automatikusan kiszaacutemiacutetjaacutek eacutes hozzaacuteadjaacutek a tervező aacuteltal megjeloumllt teheresethez (jelen esetben laacutesd az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban az első teheresetet) A szelemenek a falvaacuteztartoacutek eacutes a burkolati reacutetegek (trapeacutezlemezek szigetelő reacutetegek stb) suacutelyaacutet ceacutelszerű kuumlloumln teheresetbe tenni Szinteacuten oumlnaacutelloacute teheresetkeacutent ceacutelszerű felvenni az aacutellandoacute jellegű hasznos terheket (pl geacutepeacuteszeti terhek vilaacutegiacutetoacute berendezeacutesek stb) Jelen feladatban az alaacutebbi aacutellandoacute eacutes aacutellandoacute jellegű teheresetek felveacuteteleacutet javasoljuk (IV8 aacutebra)
koumlzbenső főtartoacutek
oromfali főtartoacute
meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute főtartoacute
tehersaacutev (c)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
13
bull oumlnsuacutely a főtartoacute oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan szaacutemiacutetja bull burkolat [kNm] qcp bbg sdot=
bull hasznos [kNm] qcp hhg sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg qb [kNm2] a burkolati rendszer suacutelya eacutes qh [kNm2] az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
IV8 aacutebra Aacutellandoacute terhek vonal menti megoszloacute teherkeacutent
(burkolati eacutes hasznos terhek melyek egy-egy kuumlloumln teheresetet keacutepeznek az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban) Hoacuteterhek
A hoacuteteher fuumlggőleges iraacutenyuacute (gravitaacutecioacutes) teher ahol az alapeacuterteacutek a viacutezszintes feluumlletre vonatkozik A hoacuteteher eseteket a IV9 aacutebra szemleacutelteti A jelen feladatban az egyszerűseacuteg eacuterdekeacuteben csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe de megjegyezzuumlk hogy a gyakorlatban aacuteltalaacuteban mindhaacuterom esetet figyelembe kell venni 1 eset Totaacutelis hoacuteteher 2a eset Feacuteloldali hoacuteteher 2b eset Feacuteloldali hoacuteteher
IV9 aacutebra A hoacuteteher esetei (jelen feladatban csak az 1 esetet vesszuumlk figyelembe)
A hoacuteteher s [kNm2] alapeacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi vonal menteacuten megoszloacute tervezeacutesi hoacuteteher hat
[kNm] scps sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg A kiszaacutemiacutetott hoacuteteher viacutezszintes vetuumlletre vonatkozik de a biztonsaacuteg javaacutera a ferde gerendaacuten redukcioacute neacutelkuumll is alkalmazhatjuk (IV10 aacutebra)
IV10 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher
(koumlzeliacutetőleg a biztonsaacuteg oldalaacuten 1 eset)
sc sdot
hb qc qc sdotsdot
ps ps 05 ps
ps 05 ps
Elhanyagolhatoacute Elhanyagolhatoacute
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
14
A jelenleg eacuterveacutenyes magyar NA előiacuteraacutesa szerint a rendkiacutevuumlli hoacuteteherből keacutepzett rendkiacutevuumlli teherkombinaacutecioacutet is alkalmazni kell kiveacuteve azt az esetet amikor reacuteszletes vizsgaacutelat alapjaacuten azt kizaacuterhatjuk A raacutecsos főtartoacutera az alaacutebbi rendkiacutevuumlli hoacuteteher hat
[kNm] scp AdAds sdot=
ahol c [m] a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg sAd [kNm2] eacuterteacutekeacutet a segeacutedlet II reacuteszeacuteben maacuter meghataacuteroztuk (IV11 aacutebra)
IV11 aacutebra A totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher
Szeacutelhataacutes okozta terhek
A szeacutelhataacutes fajlagos (vonal menteacuten egyseacutegnyi hosszra jutoacute) terhe a burkolatra hatoacute szeacutelnyomaacutes ismereteacuteben az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten szaacutemiacutethatoacute - kuumllső szeacutelteher [kNm] wcccp edsew sdotsdot=
- belső szeacutelteher [kNm] wcp iiw sdot=
ahol c a főtartoacutek koumlzoumltti taacutevolsaacuteg cscd a szerkezeti teacutenyező (amely 15 m-neacutel alacsonyabb eacutepuumlletek eseteacuten 10) tovaacutebbaacute we eacutes wi a segeacutedlet II reacuteszeacuteben meghataacuterozott feluumlleti szeacutelnyomaacutesok A szeacutelteher pontos meghataacuterozaacutesa kuumlloumlnoumlsen magas (10 meacutetert meghaladoacute) eacutepuumlletek eseteacuten meglehetősen neheacutezkes munkaigeacutenyes feladat Ezeacutert ceacutelszerű a szeacutelterhet egyszerűsiacuteteni felteacuteve hogy azt a biztonsaacuteg javaacutera tesszuumlk Jelen feladatnaacutel az egyszerűsiacuteteacutes felteacutetlen indokolt mert
bull az eacutepuumllet alacsony (lt10m) bull a tetőfeluumllet viszonylag lapos (lt5 fok) bull a főtartoacute fesztaacutevja viszonylag nagy (gt10m)
A fentiekből koumlvetkezik hogy bull a tetőfeluumlleten a szeacutelnyomaacutes nem lesz jelentős a hoacuteteher mellett bull a tetőfeluumllet szeacutelső zoacutenaacuteiban hatoacute magasabb szeacutelnyomaacutes eacuterteacutekek viszonylag kis
feluumlleteken jelentkeznek ezeacutert a hataacutesuk a főtartoacute vonatkozaacutesaacuteban nem jelentős A fentiekből koumlvetkezik hogy a szeacutelnyomaacutes durvaacutebb koumlzeliacuteteacutese sem jelenthet jelentős hibaacutet a meacuteretezeacutesben Ugyanakkor a szeacutelsziacutevaacutes (szeacutel emelő hataacutesa) figyelembe veacutetele fontos mert amennyiben a meacuterteacuteke meghaladja az aacutellandoacute terhek eacuterteacutekeacutet eacutes nincs hoacuteteher akkor a tetőszerkezetet a szeacutel megemelheti Oumlsszesseacutegeacuteben az alaacutebbi neacutegy szeacutel tehereset meghataacuterozaacutesaacutet javasoljuk
a) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes b) keresztiraacutenyuacute (θ=0deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes c) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes d) hossziraacutenyuacute (θ=90deg) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes
A fenti teheresetekben a belső szeacutelhataacutest csak akkor vesszuumlk figyelembe ha az erősiacuteti a kuumllső szeacutelteher hataacutesaacutet Az alaacutebbiakban roumlviden elemezzuumlk a fenti eseteket
Adsc sdot
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
15
a) eset A II1 melleacuteklet (II Terhek) a keresztiraacutenyuacute (θ=0 fok) szeacutelhataacuteshoz tartozoacute nyomaacutesi teacutenyezőket mutatja a tetőfeluumlleten Laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt (amely eacuterteacutek a jelen feladatnaacutel dominaacutens) az F+G+H tetőfeluumlleten kuumllső szeacutelnyomaacutessal nem kell szaacutemolni az I+J feluumlleten pedig cpe10=+02 vehető Ehhez adoacutedik hozzaacute a II324 szakaszban leiacutert belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi=ndash02 (a + kuumllső nyomoacute hataacutes a ndash belső pedig sziacutevoacute hataacutes azaz a hataacutesok abszoluacutet eacuterteacutekkel oumlsszegződnek) laacutesd a IV12 aacutebraacutet
IV12 aacutebra Szeacutelnyomaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
b) eset A II1 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a H zoacutenaacuteban jelentősebb cpe10=-06 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) tovaacutebbaacute az I+J zoacutenaacutekban is cpe10=-06 a nyomaacutesi teacutenyező Ehhez most nem adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes mert a hataacutesa ellenteacutetes laacutesd a IV13 aacutebraacutet
IV13 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel b) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
c) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 15 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a szeacutelnyomaacutes nem lehet nagyobb mint az a) esetben ezeacutert ezt az esetet elhanyagoljuk
d) eset A II2 melleacutekletben laacutethatoacute hogy 0 eacutes 5 fok tetőhajlaacutes koumlzoumltt a hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel a H tetőfeluumlleten jelentősebb cpe10=-07 kuumllső szeacutelsziacutevaacutessal kell szaacutemolni (az F eacutes G zoacutenaacutek magasabb eacuterteacutekeit elhanyagoljuk) Ehhez adoacutedik hozzaacute a belső szeacutelnyomaacutes amelynek javasolt eacuterteacuteke cpi10=ndash02 laacutesd a IV14 aacutebraacutet
IV14 aacutebra Szeacutelsziacutevaacutes meghataacuterozaacutesa hossziraacutenyuacute szeacutelhataacutesboacutel d) eset
(baloldalon a nyomaacutesi teacutenyezőket jobb oldalon a vonal menti megoszloacute terhet laacutetjuk)
cpe10
cpi10
c(cpe10+ cpi10)qp
cpe10 ccpe10qp ccpe10qp
cpe10
cpi
ccpi10qp c(cpe10+ cpi)qp
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
16
Teherkombinaacutecioacutek Teherbiacuteraacutesi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a terhek eacutes hataacutesok kombinaacutecioacuteja (alapkombinaacutecioacutek) az EN 1990 szabvaacuteny 6432 pontja alapjaacuten az alaacutebbi formulaacuteval iacuterhatoacute le (610 keacuteplet)
sum sum sdotψsdotγ+sdotγ+sdotγ iki0iQ1k1QjkjG QQG
ahol γG az aacutellandoacute teher parciaacutelis teacutenyezője (aceacutelszerkezet eseteacuten 135) γQi az i-edik esetleges teher parciaacutelis teacutenyezője (szeacutel- eacutes hoacuteteher eseteacuten 15) Ψ0i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eseteacuten 05 szeacutelteher eseteacuten 06) Hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapotok vizsgaacutelataacutehoz a bdquoritkardquo (maacutes szoacuteval karakterisztikus) kombinaacutecioacutet alkalmazzuk ahol a fenti kombinaacutecioacutekboacutel a parciaacutelis teacutenyezőket elhagyjuk
sum sum sdotψ++ iki01kjk QQG
Rendkiacutevuumlli hoacuteteher eseteacuten a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartozoacute kombinaacutecioacutet kell alkalmazni
sum sum sdotψ++ iki2djk QAG
ahol Ad a rendkiacutevuumlli hoacuteteher hataacutesa Ψ2i a kombinaacutecioacutes teacutenyező (hoacuteteher eacutes szeacutelteher eseteacuten 00) A meacuteretezeacutesneacutel figyelembe veendő kombinaacutecioacutek szaacutema a teheresetek szaacutemaacutetoacutel nagymeacuterteacutekben fuumlgg A gyakorlatban a kombinaacutecioacutek felveacuteteleacuteneacutel elvben keacutet eljaacuteraacutest alkalmazhatunk bull automatikus bull bdquomeacuternoumlkirdquo Az automatikus eljaacuteraacutes eseteacuten az oumlsszes lehetseacuteges teherkombinaacutecioacutet a program automatikusan leacutetrehozza A bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes eseteacuten a meacuternoumlk egyszerű megfontolaacutesok alapjaacuten ndash a nem meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutek megeacuterzeacutesen alapuloacute kizaacuteraacutesaacuteval ndash aacutelliacutetja oumlssze a teherkombinaacutecioacutekat Az utoacutebbi esetben a kombinaacutecioacutek szaacutema jelentősen csoumlkkenthető ami aacuteltal a feladat aacutettekinthetőbbeacute vaacutelik Gyakorlott meacuternoumlkoumlk a keacutet moacutedszert vegyesen alkalmazzaacutek előszoumlr leacutetrehozzaacutek az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek halmazaacutet majd tapasztalat (eacutesvagy megeacuterzeacutes logikai megfontolaacutes szaacutemszerű elemzeacutes) alapjaacuten kitoumlroumllik a biztosan nem meacuterteacutekadoacutekat Jelen feladatban a teheresetek szaacutema viszonylag kicsi ezeacutert alkalmazhatjuk az automatikus eljaacuteraacutest (a keacutesőbbi tantaacutergyakban meacuteg lesz alkalmunk a bdquomeacuternoumlkirdquo eljaacuteraacutes alkalmazaacutesaacutera)
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
17
IV125 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a főtartoacute tehermodelljeacutenek ConSteel programmal toumlrteacutenő felveacuteteleacutet mutatja be A modellezeacutes leacutepeacutesről leacutepeacutesre toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV2 melleacuteklet tartalmazza
42 Tehermodell Load model
421 Tehercsoportok eacutes teheresetek Load groups and load cases
A terheket az alaacutebbi tehercsoportokba soroljukThe load cases are set into the following groups - aacutellandoacute terhek dead loads - hoacuteteher snow load - rendkiacutevuumlli hoacuteteher accidental snow load - szeacutelterhek wind loadsA hoacuteterhek eacutes a szeacutelterhek tehercsoportokban a teheresetek egymaacutest kizaacuterjaacutek ateherkombinaacutecioacutekbanThe load cases in the snow and wind load groups disclose each other in any load combination
4211 Aacutellandoacute terhek tehercsoport teheresetei Load cases in dead load group
(a) raacutecsos tartoacute oumlnsuacutelya oumlnsuacutely self weight of the truss A tartoacuteszerkezeti elemek oumlnsuacutelyaacutet a program automatikusan figyelembe veszi A tetotildehajlaacutes hataacutesaacutet elhanyagoljuk S elf weights of structural members are taken into consideration automatically by the software Effect of roof slope is neglected
(b) Tetotildeburkolati rendszer suacutelya burkolat Weight of roof covering
- tetotildeburkolat suacutelya weight of covering qb qtrkuumllsotilde qtrbelsotilde+ qhotildeszig+ qszig+
qszelemen
c+ 0468
kN
m
sdot==
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgb cf qbsdot 2808kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pgbsdot 6881kN==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
18
(c) Aacutellandoacute jellegucirc hasznos terhek hasznos Installation loads
qh 0450kN
m2
=- tetotildeszerkezetre hatoacute terhek load on roof
- megoszloacute teher a raacutecsos tartoacuten distributed load on beam
pgh cf qhsdot 2700kN
msdot==
- koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fgb c pghsdot 6615kN==
4212 Hoacuteteher csoport teheresete Load cases of snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher totaacutelis hoacute totally distributed snow load
A feacuteloldalas hoacuteteher eseteket elhanyagoljuk Unsymmetric snow load cases are neglected A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljuk Effect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteher Totally distributed snow load on the truss
ps cf s tsdot 6000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
Fs c pssdot 14700kNsdot==
4213 A rendkiacutevuumlli hoacuteteher csoport teheresete Load case of acidental snow load group
(a) Totaacutelisan megoszloacute rendkiacutevuumlli hoacuteteher totaacutelis rendkiacutevuumlli hoacute totally distributed snow load
A tetotildehajlaacutesboacutel eredotilde redukcioacutet a biztonsaacuteg javaacutera elhanyagoljukEffect of roof slope is neglected for safe
A raacutecsos tartoacuten hatoacute totaacutelisan megoszloacute hoacuteteherTotally distributed snow load on the truss
psAd cf s rsdot 12000kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a raacutecsos tartoacuten concentrated forces on the truss
FsAd c psAdsdot 29400kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
19
4214 Szeacutelhataacutes tehercsoport teheresetei Load cases of wind effect group
Az eacutepuumllet adott geometriai meacuteretei mellett a szeacutel hataacutesa nem jelentotildes a gravitaacutecioacutes terhekhataacutesa mellett ezeacutert a teheresetek gondos meacuterlegeleacutese utaacuten csak az alaacutebbi haacuteromteheresetet vesszuumlk figyelembeWind effect is not considerable because of the given geometry of the building After discussion of the load system the above three wind load cases are considered
1) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect 2) keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect 3) hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to longitudinal wind effect
A szeacutelteher meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a c scd=1 felteacutetelezeacutessel eacuteluumlnk mivel az eacutepuumllet alacsonyabb
mint 15 meacuteter A viszonylag kicsi tetotildehajlaacutes miatt a teherredukcioacutet a biztonsaacuteg javaacuteraelhagyjukWind loads are calculated with cscd=1 because the height of the building is less than 15
meters Because of the relatively small slope of the roof the reduction os the loadsis neglected
42141 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelnyomaacutes kereszt-szeacutelnyomaacutes wind pressure due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 02=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelnyomaacutes baloldali tetotildefeluumlleten wnyombal cf cpisdot qpsdot 0422kN
msdot==
Szeacutelnyomaacutes jobb oldali tetotildefeluumlleten wnyomjobb cf cpi cpe10+( )sdot qpsdot 0845kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet bal oldalaacuten Fwnyombal c wnyombalsdot 1035kNsdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezet jobb oldalaacuten Fwnyomjobb c wnyomjobbsdot 2069kNsdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
20
42142 Keresztiraacutenyuacute (0 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes kereszt-szeacutelsziacutevaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 06minus=
Szeacutelsziacutevaacutes bal- eacutes jobboldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10sdot qpsdot 1267kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 3104kNsdot==
42143 Hossziraacutenyuacute (90 fokos) szeacutelhataacutesboacutel szeacutelsziacutevaacutes hossz-szeacutelnyomaacutes wind sucking due to cross wind effect
Kuumllsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpe10 07minus=
Belsotilde nyomaacutesi teacutenyezotilde cpi 02minus=
Szeacutelsziacutevaacutes jobb- eacutes baloldali tetotildefeluumlleten wsziacutev cf cpe10 cpi+sdot qpsdot 1900kN
msdot==
Koncentraacutelt erotildek a szerkezeten Fwsziacutev c wsziacutevsdot 4655kNsdot==
422 Teherkombinaacutecioacutek Load combinations
Az alaacutebbi taacuteblaacutezatban szerpelotilde teherkombinaacutecioacutekat a ConSteel programmal aacutelliacutetottuk oumlsszeAz elsotilde 10 kombinaacutecioacute a teherbiacuteraacutesi vizsgaacutelatokhoz szuumlkseacuteges A 7 eacutes 9 teherkombinaacutecioacuteban az aacutellandoacute tehereseteknek kedvezotilde hataacutesuk van ezeacutert aparciaacutelis teacutenyezotildeiket 100-ra moacutedosiacutetottuk A 11-13 teherkombinaacutecioacutek a rendkiacutevuumlli tervezeacutesi aacutellapothoz tartoznak A 14-23 kombinaacutecioacutek a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapothoz szuumlkseacuteges karakterisztikuskombinaacutecioacutek Load combinations shown by in table below were generated by the ConSteel software The1-10 combinations belong to the examination of the laod carrying capacitiesIn the combination 7 amp 9 the dead loads are favorable therefore the partial factors weremodified to 100 Combinations 14 to 23 characteristic combinations belong to the serviceability limit states
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
22
IV125 A mechanikai modell Ruacutedszerkezeti modellek mechanikai modelljeacutet az aceacutelszerkezetek tervezeacuteseacutere specializaacuteloacutedott programok toumlbbseacutege az alapbeaacutelliacutetaacutes alapjaacuten (vagy annak moacutedosiacutetaacutesa utaacuten) automatikusan leacutetrehozza A megfelelő ismeretekkel rendelkező felhasznaacuteloacute az alapbeaacutelliacutetaacutest megvaacuteltoztathatja amivel befolyaacutesolhatja a generaacutelt mechanikai modell tulajdonsaacutegait A mechanikai modell egyik alapvető tulajdonsaacutega a ruacutedelemek (veacutegeselemes moacutedszer eseteacuten a ruacuted veacutegeselemek) szaacutema A ConSteel program aacuteltal alkalmazott ruacuted veacutegeselemes moacutedszer aacutellandoacute keresztmetszetű aacuteltalaacutenos teacuterbeli ruacutedelemet alkalmaz A mintaszaacutemiacutetaacutesban alkalmazott raacutecsos tartoacutenk ConSteel program aacuteltal automatikusan generaacutelt mechanikai modelljeacutet a IV15 aacutebra mutatja Laacutethatoacute hogy a program az egyes rudakat 4-6 elemre osztotta aminek mechanikai magyaraacutezataacutet keacutesőbbi tanulmaacutenyok soraacuten kapjuk meg A jelen egyszerű feladat eseteacuteben a mechanikai modell kapcsolatban nincs teendőnk (a)
(b)
IV15 aacutebra Automatikusan generaacutelt mechanikai modell (totaacutelis hoacuteterhet mutatva)
(a) szerkezeti modell (b) mechanikai modell IV13 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa A tervezeacutesi feladat jelen faacutezisaacuteban az analiacutezist a keresztmetszetek meacuteretezeacutese eacutes a hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot ellenőrzeacutese eacuterdekeacuteben veacutegezzuumlk el Elegendő elsőrendű (lineaacuteris) elmeacutelet szerinti szaacutemiacutetaacutest veacutegezni A szaacutemiacutetott lehajlaacutesi eacuterteacutekek meacuteg csak taacutejeacutekoztatoacute eacuterteacutekek lesznek mivel a keresztmetszetek meacuteg csak a kiindulaacutesi (vaacutezlattervi) keresztmetszetek (a munka veacutegeacuten a veacutegleges keresztmetszetekkel a tartoacute lehajlaacutesaacutet uacutejra ellenőrizni kell) A szaacutemiacutetaacutes ConSteel programmal toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesaacutet a IV melleacuteklet reacuteszletezi IV14 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesa Az analiacutezis eredmeacutenyeinek dokumentaacutelaacutesa kapcsaacuten a gyakorlati eacuteletben keacutet valoacutes eacutelethelyzet fordulhat elő Az egyik az amikor a projekt megvaloacutesiacutetaacutesaacuten toumlbb csoport illetve toumlbb meacuternoumlk dolgozik eacutes egymaacutes eredmeacutenyeit felhasznaacuteljaacutek illetve egymaacutes eredmeacutenyeit ellenőrzik (pl maacutes veacutegzi a főstatikaacutet eacutes maacutes a kapcsolatok tervezeacuteseacutet vagyeacutes a tulajdonos eacuterdekeacutet keacutepviselő meacuternoumlk vagy a generaacutel tervezeacutest veacutegző főmeacuternoumlkseacuteg ellenőrizi a tervező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
23
meacuternoumlkoumlk munkaacutejaacutet stb) Ekkor a szaacutemiacutetaacutesok reacuteszeredmeacutenyeinek (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek) reacuteszletes dokumentaacutelaacutesa nem keruumllhető el A maacutesik eacutelethelyzet aacuteltalaacuteban kisebb projektekneacutel fordul elő ahol a tervező egyeduumll dolgozik eacutes gyakorlatilag nincs koumlzvetlen eacutes teljes koumlrű egyuumlttműkoumldeacutesi eacutes beszaacutemolaacutesi koumltelezettseacutege maacutesok feleacute Ekkor a reacuteszletes dokumentaacutecioacute helyett belső hasznaacutelatra reacuteszleges dokumentaacutecioacute is keacuteszuumllhet A jelen feladatban az utoacutebbi eacutelethelyzetet felteacutetelezzuumlk IV141 Elmozdulaacutesok Az elmozdulaacutesokat a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekboacutel taacuteblaacutezatos formaacuteban ceacutelszerű kigyűjteni Jelen esetben egyetlen eacuterteacutekre van szuumlkseacuteguumlnk az ellenőrzeacuteshez a gerenda maximaacutelis lehajlaacutesaacutera a raacutecsos tartoacute koumlzepeacuten A IV16 aacutebra a meacuterteacutekadoacute kombinaacutecioacutehoz tartozoacute deformaacutecioacutes aacutebraacutet (a mintapeacutelda eseteacuten a 19 kombinaacutecioacute) eacutes az elmozdulaacutesok taacuteblaacutezataacutet mutatja az oumlt legnagyobb lehajlaacutest adoacute teherkombinaacutecioacutera (ne feledjuumlk hogy csak a hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutekat kell figyelembe venni)
teherkombinaacutecioacute ze [mm]
18 739 19 762 hellip hellip hellip hellip hellip hellip
IV16 aacutebra Meacuterteacutekadoacute elmozdulaacutesok dokumentaacutelaacutesa ndash peacutelda a formaacutetumra (aacutebra eacutes taacuteblaacutezat)
IV142 Tervezeacutesi igeacutenybeveacutetelek Amennyiben a raacutecsos tartoacute csomoacutepontjaiba a raacutecsrudak koumlzpontosan keruumllnek bekoumlteacutesre vagy csak kis meacuterteacutekben kuumllpontosan akkor a rudakat elegendő koumlzpontosan nyomott vagy huacutezott ruacutedkeacutent a meacuterteacutekadoacute N axiaacutelis erőre meacuteretezni A raacutecsrudak bekoumlteacutese akkor koumlzpontos ha az egy csomoacutepontban talaacutelkozoacute raacutecsrudak suacutelyponti tengelyei egy pontban talaacutelkoznak eacutes ez a pont az oumlvruacuted suacutelyvonalaacuten helyezkedik el Amennyiben a metszeacutespont nem az oumlvruacuted suacutelyvonalaacutera esik akkor kuumllpontos bekoumlteacutesről beszeacuteluumlnk A jelen feladat eseteacuteben koumlzpontos bekoumlteacutest felteacutetelezhetuumlnk ezeacutert a fentiek eacutertelmeacuteben elegendő ha rudankeacutent a meacuterteacutekadoacute N normaacutelerő igeacutenybeveacuteteleket dokumentaacuteljuk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a program a hajliacutetoacute nyomateacutekokat eacutes a nyiacuteroacuteerőket is meghataacuterozza Amennyiben mechanikusan veacutegezneacutenk a munkaacutet akkor a feladat az volna hogy a raacutecsos tartoacutenk oumlsszes ruacutedjaacutehoz az oumlsszes teherbiacuteraacutesi teherkombinaacutecioacute alapjaacuten kikeresneacutenk a legnagyobb huacutezoacute- eacutes a legnagyobb nyomoacuteerőt A meacuternoumlki gyakorlatban azonban szaacutemos lehetőseacuteg van az egyszerűsiacuteteacutesre azaz a felesleges munka elkeruumlleacuteseacutere Ebben a szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok sokat tudnak segiacuteteni Peacuteldaacuteul a ConSteel program rendelkezik egy funkcioacuteval amely keacutepes leacutetrehozni egy taacuteblaacutezatot amely megmutatja hogy a szerkezeti elemek (jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutedjai) veacutegein mekkoraacutek a legnagyobb
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
24
igeacutenybeveacutetelek eacutes azok melyik teherkombinaacutecioacutehoz tartoznak A taacuteblaacutezat alkalmazaacutesaacutera mutat peacuteldaacutet a IV17 aacutebra Az adatok aacutettekinteacutese utaacuten az adott esetben a koumlvetkező megaacutellapiacutetaacutesokat tehetjuumlk
bull Nyomaacutesra kizaacuteroacutelag a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute bull Huacutezaacutesra is a 11 teherkombinaacutecioacute a dominaacutens de neacutehaacuteny ruacuted eseteacuten az 1 2 eacutes a 9
kombinaacutecioacutek meacuterteacutekadoacuteak
IV17 aacutebra Meacuterteacutekadoacute ruacutederők rudankeacutent a teherkombinaacutecioacutek feltuumlnteteacuteseacutevel
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
25
Azok a rudak amelyekhez nem a 11 teherkombinaacutecioacute a meacuterteacutekadoacute a raacutecsos tartoacute koumlzeacutepső reacuteszeacuten helyezkednek el ahol a keresztmetszetvaacuteltaacutes maacuter megtoumlrteacutent (keresztmetszetvaacuteltaacutest szeacutelről a negyedik raacutecsruacutedtoacutel tervezuumlnk) eacutes a meacuterteacutekadoacute ruacutederők viszonylag kicsik Ebből az alaacutebbi egyszerűsiacuteteacutesi lehetőseacuteg adoacutedik
bull A meacuteretezeacutest a 11 teherkombinaacutecioacutera veacutegezzuumlk el iacutegy elegendő az ehhez tartozoacute N aacutebra dokumentaacutelaacutesa
bull A rudak meacuteretezeacuteseacutet elegendő az alaacutebbi helyeken elveacutegezni o R24 jelű nyomott oumlvruacutednaacutel o R22 jelű huacutezott oumlvruacutednaacutel o R34 huacutezott raacutecsruacutednaacutel o R31 nyomott raacutecsruacutednaacutel o R27 nyomott raacutecsruacutednaacutel (csoumlkkentett szelveacuteny)
A fentiekhez szolgaacutel adatot a IV18 aacutebra ahol a 11 teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet laacutetjuk ahol feltuumlntettuumlk a meacuterteacutekadoacute meacuteretezeacutesi helyekhez tartozoacute N eacuterteacutekeket A fentiek alapjaacuten a meacuteretezeacutes adatait ceacutelszerű egy taacuteblaacutezatban oumlsszefoglalni (IV1 taacuteblaacutezat)
IV18 aacutebra N igeacutenybeveacuteteli aacutebra a meacuterteacutekadoacute 11 teherkombinaacutecioacuteboacutel a meacuteretezeacutesre meacuterteacutekadoacute ruacutederők feltűnteteacuteseacutevel
IV1 taacuteblaacutezat Rudak meacuteretezeacutesi adatait oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezat
ruacuted meacuterteacutekadoacute tiacutepus jel
keresztmetszet ruacutederő [kN] teherkombinaacutecioacute
felső (nyomott) oumlv R24 HEA160 -6656 11 alsoacute (huacutezott) oumlv R22 HEA140 +6767 11 szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted R34 SHS100x4 +2709 11 szeacutelső nyomott raacutecsruacuted R31 SHS100x4 -2294 11 nyomott raacutecsruacuted keresztmetszet vaacuteltaacutesnaacutel
R27 SHS80x3 -1143 11
Megjegyzeacutes A fenti adatok eacutes megaacutellapiacutetaacutesok ebben a formaacuteban csak a jegyzet konkreacutet
szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutejaacutera eacuterveacutenyesek Maacutes esetben maacutes kialakiacutetaacutes eacutesvagy maacutes meacuteretek mellett a fentiekben iacutertakat eacutertelemszerűen kell alkalmazni
IV15 A szaacutemiacutetaacutesi eredmeacutenyek ellenőrzeacutese A geacutepi szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenyeinek ellenőrzeacutese rendkiacutevuumll fontos leacutepeacutes a gazdasaacutegi kaacuterelkeruumlleacuteseacuten kiacutevuumll embereacuteletet menthet Ma maacuter baacutetran kimondhatjuk hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes keacutezi ellenőrzeacutese nem azeacutert fontos mert a geacutep (program) teacutevedhet hanem azeacutert mert a
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
26
programot alkalmazoacute meacuternoumlk teacutevedhet (a program joacutel szaacutemol csakhogy a meacuternoumlk teacutevesen viheti be peacuteldaacuteul a geometriaacutet eacutesvagy a terheket) A keacutezi ellenőrzeacuteshez egyszerű a mechanika eacutes a statika oktataacutesaacuteban elsajaacutetiacutetott elveket eacutes moacutedszereket alkalmazunk Jelen feladatnaacutel ezek a koumlvetkezők lehetnek
bull A raacutecsos tartoacute globaacutelis erőegyensuacutelya a meacuterteacutekadoacute teher (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacute) eacutes az ahhoz kiszaacutemiacutetott reakcioacuteerők eseteacuteben
bull A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutederejeacutenek kiszaacutemiacutetaacutesa haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (a peacutelda eseteacuten a 11 teherkombinaacutecioacutera)
Globaacutelis erőegyensuacutely ellenőrzeacutese A peacuteldaacutenk eseteacuteben a 11 teherkombinaacutecioacutet vizsgaacuteljuk amely a IV125 szakasz szerint a koumlvetkező alakot oumllti nyomAdshgbgoumlg w20p01p01p01p01 sdot+sdot+sdot+sdot+sdot
ahol
oumlgp - a raacutecsos tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya
bgp - a burkolat suacutelya
bgp - az aacutellandoacute jellegű hasznos teher
Adsp - rendkiacutevuumlli totaacutelis hoacuteteher
balnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes bal oldalai feacuteltetőn
jobbnyomw - keresztiraacutenyuacute szeacutelhataacutes jobb oldalai feacuteltetőn
Iacuterjunk fel a nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet a tartoacute jobb veacutegeacutere
( ) 0RL4L
w4L3
w2L
202L
ppppL balzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =sdot+
sdot+sdotsdotsdotsdot+sdot+++sdot
ahol L a tartoacute elmeacuteleti hossza Az egyenletet Rzjobb fuumlggőleges reakcioacuteerőre megoldjuk Az Rzjobb fuumlggőleges reakcioacutet a vetuumlleti egyensuacutelyi egyenletből kaphatjuk meg
( ) ( ) 0RRww2L
20ppppL balzjobbzjobbnyombalnyomAdshgbgoumlg =+++sdotsdot++++sdot
A szaacutemiacutetott eacuterteacutekeket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekekkel A peacuteldaacutenk eseteacuteben a reacuteszletes szaacutemiacutetaacutest laacutesd a IV16 szakaszban Koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje A koumlzeacutepső huacutezott ruacuted N ruacutedereje koumlzeliacutetőleg kiszaacutemiacutethatoacute a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel (IV19 aacutebra)
0hN4L
F2L
RM max0huacutezotteredőbalbalz =sdotminussdotminussdot=sum
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
27
IV19 aacutebra A koumlzeacutepső huacutezott oumlvruacuted erejeacutenek meghataacuterozaacutesa a haacutermas
aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel
ahol ( )2L
ppppF Adshgbgoumlgererdőbal sdot+++=
A szaacutemiacutetott eacuterteacuteket oumlsszehasonliacutetjuk a geacutepi programmal kapott eacuterteacutekkel (a geacutepi modell eseteacuten oumlssze kell adni a tartoacuteveacutegen leacutevő felső eacutes az alsoacute csomoacutepont reakcioacuteerejeacutet) A peacuteldaacutenk reacuteszletes szaacutemiacutetaacutesaacutet laacutesd a IV16 szakaszban
Rzbal Nhuacutezott
L2
L4
Fbaleredő
h0max
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
28
IV16 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute analiacuteziseacutet az eredmeacutenyek dokumentaacutelaacutesaacutet eacutes az ellenőrző szaacutemiacutetaacutest tartalmazza Az analiacutezist a ConSteel programmal veacutegeztuumlk el Az alkalmazaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ismeretek leiacuteraacutesaacutet a IV1 Melleacuteklet tartalmazza
43 Analiacutezis Analysis
A szerkezeti modell eacutes a tehermodell alkotta tervezeacutesi modell analiacuteziseacutet a ConSteelprogrammal veacutegeztuumlk el A program a ruacuted veacutegeselemes mechanikai modelljeacutet automatikusanaacutelliacutetotta elotilde A szaacutemiacutetaacutest elsotilderenducirc (liniaacuteris) elmeacutelet alapjaacuten hajtottuk veacutegre The analysis of the structural model based on the geometrical and load models was performedwith the ConSteel program The mechanical model was generated by the program auomaticallyThe calculation was executed using first order (linear) theory
431 Lehajlaacutes ellenotilderzeacutese Checking of the de formation
A tartoacute meacuterteacutekadoacute lehajlaacutesaacutet a 14-23 hasznaacutelhatoacutesaacutegi teherkombinaacutecioacutek alapjaacuten hataacuteroztukmeg Az alaacutebbi taacuteblaacutezat a teherkombinaacutecioacutekhoz tartozoacute legnagyobb lehajlaacutesokat tartalmazza The relevant deflection of the truss may be calculated with the load combinations 14-23 Thetable below contains the maximum deflections due to the load combinations
teherkombinaacutecioacuteload combination
lehajlaacutes tartoacutekoumlzeacutepen ez [mm]
deflection of the middle node of truss
14 51 0 15 52 6 16 47 8 17 46 2 18 28 6 19 46 1 20 20 6 21 38 2 22 18 0 23 35 5
A meacuterteacutekadoacute lehajlaacutes a 15 teherkombinaacutecioacutehoz tartozikThe relevant deflection belongs to the load combination 15
ezmax 526 mmsdot= ezhataacuter
L0
1501307mmsdot==
ezmax ezhataacuterlt
A tartoacute lehajlaacutesa (hasznaacutelhatoacutesaacutegi hataacuteraacutellapot) megfelelThe truss is adequate for deflection (servicebility limit state)
432 Meacuterteacutekadoacute (dominaacutens) teherkombinaacutecioacute(k) eacutes tervezeacutesi ruacutederotildek Relevant load combination(s) and design forces of the bars
A teherbiacuteraacutes vizsgaacutelatokhoz a 1-13 teherkombinaacutecioacutek tartoznak A ConSteel programmalelotildeaacutelliacutetottuk a rudankeacutenti legnagyobb negatiacutev (nyomaacutes) eacutes a legnagyobb pozitiacutev (huacutezaacutes) ruacutederotildektaacuteblaacutezataitThe load combinations 1-13 are relevant for the examination of the ultimate limit states Thetables of maximum tension and maximum compression forces were produced by the ConSteelprogram
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
29
Legnagyobb nyomoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum comressive forces
Legnagyobb huacutezoacuteerotildek taacuteblaacutezataTable of maximum tension forces
Rudak szaacutemozaacutesaNumbering of bars
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
30
A taacuteblaacutezatok alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy a meacuterteacutekadoacute ruacutederotildek vonatkozaacutesaacuteban a 11teherkombinaacutecioacute a dominaacutens Az alaacutebbi aacutebra a teherkombinaacutecioacutehoz tartozoacute N aacutebraacutet mutatjaEacuterteacutekeket csak a tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute rudaknaacutel tuumlntettuumlnk fel A tervezeacutesre meacuterteacuteadoacute rudak akoumlvetkezotildekAccording to the tables it can stated that regarding to the axial forces of the bars the loadcombination 11 is the dominant Values can be found only at the bars which are relevant for thedesign The releavant bars are the followings
R24 legjobban nyomott oumlvruacuted compressed bar with maximum comressive forceR22 legjobban huacutezott oumlvruacuted tension bar with maximum tension forceR34 szeacutelsotilde (legjobban) huacutezott raacutecsruacuted bracing bar with maximum tension forceR31 szeacutelsotilde (legjobban) nyomott raacutecsruacuted bracing bar with maximum compressive forceR27 nyomott raacutecsruacuted szelveacutenycsoumlkkenteacutes helyeacuten compressed bracing bar at the change of cross-section
A tervezeacutesre meacuterteacutekadoacute adatokat az alaacutebbi taacuteblaacutezat foglalja oumlsszeThe parameters relevant for design are summarized in the table below
ruacutedbar
keresztmetszetcross-section
ruacutederotildeaxial force
teherkombinaacutecioacuteload combination
R24 HEA160 NEdR24 6656minus kNsdot= 11
R22 HEA140 NEdR22 6767 kNsdot= 11
R34 SHS100x4 NEdR34 2709 kNsdot= 11
R31 SHS100x4 NEdR31 2294minus kNsdot= 11
R27 SHS80x3 NEdR27 1143minus kNsdot= 11
433 EllenotilderzeacutesChecking
4331 Globaacutelis erotildeegyensuacutely ellenotilderzeacutese Checking of global equilibrium of forces
Nyomateacuteki egyensuacutelyi egyenletet feliacuterva a tartoacute jobb veacutegeacutere megkapjuk a bal veacutegen eacutebredotildefuumlggotildeleges reakcioacuteerotildetThe vertical reaction force at the left hand side of the truss may be determined from themoment equilibrium equation written to the rigth hand end of the truss
tartoacute elmeacuteleti oumlnsuacutelya a program alapjaacutentheoretical self weight of the truss given by the program
pgouml131 kNsdot
L00668
kN
msdot==
Rzbal1
L0L0 pgouml pgb+ pgh+ psAd+( )sdot
L0
2sdot 02
L0
2sdot wnyombal
3L0
4sdot wnyomjobb
L0
4sdot+
sdot+
179167sdot==
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
31
A program aacuteltal szaacutemiacutetott reakcioacuteerotildeReaction force calculated by the program
RzbalCS 17673 27+( ) kNsdot 1794kNsdot==
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the reaction forces given by the computer and by hand β
RzbalCS
Rzbal1001==
Az elteacutereacutes elhanyagolhatoacute meacuteteacutekucircThe difference beetwen the forces vanishes
4332 Koumlzeacutepsotilde huacutezott oumlvruacuted ruacutederejeacutenek ellenotilderzeacutese Checking of the tension force of the bar at middle of truss
A ruacutederotildet koumlzeliacutetotildeleg a haacutermas aacutetmetszeacutes moacutedszereacutevel szaacutemiacutetjuk ki A bal oldali tartoacutefeacutelrehatoacute megoszloacute terhek eredotildejeThe force of the bar may be calculated using the intersection method The equivalent force ofthe distributed forces are acting on the left hand side part of the truss is
Fbaleredotilde pgouml pgb+ pgh+ psAd+( ) L0
2sdot 178133kNsdot==
A normaacutelerotilde a felsotilde koumlzeacutepsotilde csomoacutepontra feliacutert nyomateacuteki egyensuacutelyboacutel kaphatoacuteThe axial force may be calculated from the moment equilibrium equation written to the middlenode of the truss
Nhuacutezott
Rzbal
L0
2sdot Fbaleredotilde
L0
4sdotminus
h0max6541kNsdot==
A program aacuteltal szaacutemiacutetott huacutezoacuteerotildeTension force computed by the program
NhuacutezottCS 64625kNsdot=
A keacutezzel eacutes a geacuteppel szaacutemiacutetott eacuterteacutekek araacutenyaRatio of the forces given by the progtram and by hand β
NhuacutezottCS
Nhuacutezott0988==
Az elteacutereacutes 12 ami elfogadhatoacuteThe difference is 12 which may be acceptable
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
32
IV2 Főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese IV21 Bevezeteacutes A raacutecsos tartoacutek ruacutedjait aacuteltalaacuteban huacutezott eacutesvagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk fuumlggetlenuumll attoacutel hogy a geacutepi szaacutemiacutetaacutes soraacuten a rudakban hajliacutetoacute nyomateacutekokat is szaacutemiacutethatunk A hajliacutetoacute nyomateacutekokat csak viszonylag zoumlmoumlk kis karcsuacutesaacuteguacute rudak eseteacuteben kell figyelembe venni amikor a merev csomoacutepontok miatt a hajliacutetoacute nyomateacutekok jelentősek (peacuteldaacuteul raacutecsos vasuacuteti hidak eseteacuteben) A jelen feladatban a rudak viszonylag karcsuacuteak ezeacutert a nyomateacutekok hataacutesa elhanyagolhatoacute A nyomott eacutes huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutet a Tartoacuteszerkezetek III tantaacutergy kereteacuteben maacuter megtanultuk Az alaacutebbi szakaszokban az ott tanultakat foglaljuk oumlssze a jelen feladat megoldaacutesa szempontjaacuteboacutel IV211 A huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese A jelen feladat eseteacuteben amikor a rudak hegesztett kapcsolatokkal rendelkeznek a huacutezott ruacuted meacuteretezeacutese (ellenőrzeacutese) a koumlvetkező formula alapjaacuten toumlrteacutenhet
01N
N
Rdpl
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő (IV142 szakasz) 0M
yRdpl
fAN
γsdot
= a keresztmetszet huacutezaacutesi
teherbiacuteraacutesa A keacutepletben A a keresztmetszet teruumllete amelyet az alkalmazott programboacutel kivehetuumlnk fy az aceacutelanyag szilaacuterdsaacutega γM0=10 a parciaacutelis teacutenyező (a Magyar NA szerint) IV212 A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese A nyomott ruacuted meacuteretezeacutese az alaacutebbi formula alapjaacuten toumlrteacutenik
01NN
Rdb
Ed le
ahol NEd a tervezeacutesi ruacutederő 0M
yRdb
fAN
γsdot
sdotχ= a nyomott ruacuted kihajlaacutesi teherbiacuteraacutesa Az utoacutebbi
keacutepletben χ a kihajlaacutesi csoumlkkentő teacutenyező Keacutetszeresen szimmetrikus I keresztmetszet eseteacuteben a kihajlaacutes mindkeacutet suacutelyponti (y-y eacutes z-z) tengely koumlruumll bekoumlvetkezhet ezeacutert aacuteltalaacuteban keacutet vizsgaacutelatot kell veacutegeznuumlnk A csoumlkkentő teacutenyezőt az alaacutebbi keacuteplet adja meg
( )( )2
22
20150
1
λ+minusλsdotα+sdot=φ
λminusφ+φ=χ
A redukaacutelt karcsuacutesaacuteg az alaacutebbiak szerint szaacutemiacutethatoacute
cr
y
N
fA sdot=λ
ahol Ncr a ruacuted rugalmas kritikus ereje (Euler erő) amelynek keacuteplete
( )2
2
crLk
IEN
sdotsdotsdotπ=
ahol L a ruacuted elmeacuteleti hossza k a befogaacutesi teacutenyező
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
33
IV22 A raacutecsos tartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacutese A feladatban szereplő raacutecsos tartoacute huacutezott ruacutedjainak meacuteretezeacutese a IV211 szakasz alapjaacuten egyszerűen elveacutegezhető A nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutehez az alaacutebbi keacutet parameacuteter eacuterteacutekeacutet meg kell hataacuteroznunk
bull αααα imperfekcioacutes teacutenyező bull k befogaacutesi teacutenyező
Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacuteke Az imperfekcioacutes teacutenyező eacuterteacutekeacutet az EN 1993-1-1 szabvaacuteny 62 taacuteblaacutezata alapjaacuten az alaacutebbi taacuteblaacutezat mutatja
keresztmetszet tiacutepusa geometriai araacuteny
tengely imperfekcioacutes teacutenyező αααα
y - y
021 hbgt12
z - z
034
y - y
034
hble12
z - z 049
melegen hengerelt
021
hidegen alakiacutetott
049
Befogaacutesi teacutenyező eacuterteacuteke
A befogaacutesi teacutenyező eacuterteacutekeacutet a szabvaacuteny az alaacutebbiak szerint javasolja felvenni Folytonos oumlvruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 09 Hegesztett csomoacutepontuacute raacutecsruacuted eseteacuten - tartoacute siacutekjaacuteban k = 09 - tartoacute siacutekjaacutera merőlegesen k = 10
A meacuteretezeacutes soraacuten induljunk ki a vaacutezlattervben felvett keresztmetszetekből majd az első ellenőrzeacutes alapjaacuten doumlnthetuumlnk hogy erősebb vagy gyengeacutebb keresztmetszetet kell felvenni (2-3 proacutebaacutelkozaacutes utaacuten a megfelelő szelveacutenymeacuteretet megtalaacutelhatjuk) Az a megfelelő szelveacuteny amely meacuteg eacuteppen megfelel eacutes a legolcsoacutebb (jelen esetben a legkisebb A keresztmetszeti teruumllettel rendelkezik)
y y
z
h
b z
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
34
IV23 A rudak meacuteretezeacuteseacutenek dokumentaacutelaacutesa A meacuteretezeacutes dokumentaacutecioacutejaacuteban nem szuumlkseacuteges minden reacuteszleacutepeacutes leiacuterni Az alaacutebbiak szerint javasoljuk a dokumentaacutecioacute oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutet
- felső nyomott oumlvruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- szeacutelső huacutezott raacutecsruacuted vaacutezlattervi keresztmetszeteacutenek ellenőrzeacutese reacuteszletesen (laacutesd a IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacuteldaacutet)
- Huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV2 taacuteblaacutezat) - Nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek taacuteblaacutezata (IV3taacuteblaacutezat)
Megjegyzeacutes A meacuteretezeacutesi taacuteblaacutezatok nem teljesek csak a tartalomra utalnak IV2 taacuteblaacutezat Huacutezott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 hellip
2124 2534 hellip
235 6767 4991 5955
hellip
1356 1136
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 hellip
1491 hellip
235 hellip
2709 hellip
3504 hellip
0773 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip IV3 taacuteblaacutezat Nyomott rudak meacuteretezeacutese
ruacuted km A [mm2]
fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 hellip
2534 3142 hellip
235 -6656 4020 5495
hellip
1656 1211
hellip szeacutelső raacutecsruacuted (R31)
SHS80x4 hellip
1171 hellip
235 hellip
-2294 hellip
2278 hellip
1007 hellip
hellip hellip hellip hellip hellip hellip hellip
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
35
IV24 Szaacutemiacutetaacutesi peacutelda Az alaacutebbi szaacutemiacutetaacutesi peacutelda a raacutecsos főtartoacute ruacutedjainak meacuteretezeacuteseacutet eacutes annak dokumentaacutecioacutejaacutet tartalmazza
44 Rudak meacuteretezeacutese Design of bars
A raacutecsos fotildetartoacute meacuterteacutekadoacute ruacutedjait huacutezott vagy nyomott ruacutedkeacutent meacuteretezzuumlk A felsotilde nyomottoumlvruacuted (R24) eacutes a szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted (R34) vaacutezlattervi keresztmetszeteacutehez tartozoacuteellenotilderzeacuteseacutet reacuteszletesen dokumentaacuteljuk A teljes meacuteretezeacutes adatait taacuteblaacutezatos formaacuteban adjukmegThe design of the relevant bars of the truss will be evaluated as tensioned or compressedmembers The checking of the upper compressed flange (R24) and the tesion bar at the endof the truss with the cross-sections given by the preliminary draw will be documented in detailsThe data of the entire design will be documented in form of tables
441 Szeacutelsotilde huacutezott raacutecsruacuted ellenotilderzeacutese Check of tensioned bracing bar at end of truss
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
SHS100x4
- teruumllet area
A 1491 mm2
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot=
Tervezeacutesi ruacutederotildeDesign force
NEd NEdR34 270900kNsdot==
Huacutezaacutesi ellenaacutellaacutesTensile strength
NplRd Afy
γ M0sdot 3504kNsdot==
KihasznaacuteltsaacutegUtilization
ηNEd
NplRd0773== MEGFELEL
442 Nyomott oumlvruacuted ellenotilderzeacutese Check of compressed flange
Keresztmetszet (vaacutezlatterv alapjaacuten)Cross-section (given in preliminary draw)
HEA 120
- teruumllet area
A 2534 mm2
sdot=
- inercianyomateacutek second moment of inertia
Iy 6061000mm4
sdot= Iz 2309000mm4
sdot=
- aceacutelminotildeseacuteg grade of steel
S235
fy 235N
mm2
sdot= E 210000N
mm2
sdot=
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
36
Elmeacuteleti ruacutedhosszTheoretical length of bar
L 2455 mmsdot=
Meacuterteacutekadoacute nyomoacuteerotildeDesign compressive force
NEd NEdR24 665600minus kNsdot==
Befogaacutesi teacutenyezotildeRestraint factor
ky 09= kz 09=
Kritikus erotildeCritical load
Ncry
π2Esdot Iysdot
ky Lsdot( )22573kNsdot== Ncrz
π2Esdot Izsdot
kz Lsdot( )2980kNsdot==
Redukaacutelt ruacutedkarcsuacutesaacutegReduced slenderness
λy Afy
Ncrysdot 0481== λz A
fy
Ncrzsdot 0779==
Imperfekcioacutes teacutenyezotildeImperfection factor
αy 034= αz 049=
CsoumlkkentotildeteacutenyezotildekReduction factor
φy 05 1 αy λy 02minus( )sdot+ λy2
+
sdot 0663==
χy1
φy φy2 λy
2minus+
0893==
φz 05 1 αz λz 02minus( )sdot+ λz2
+
sdot 0946==
χz1
φz φz2 λz
2minus+
0675==
Kihajlaacutesi ellenaacutellaacutesBuckling resistance
NbRd χz Asdotfy
γ M0sdot 4020kNsdot==
Globaacutelis stabilitaacutesi kihasznaacuteltsaacutegUtilization of global buckling resistance
ηNEd
NbRd1656== Nem felel meg
443 Meacuterteacutekadoacute huacutezott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant tensioned bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NplRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNplRd alsoacute oumlvruacuted (R22) HEA100
HEA120 HEA140
2124 2534 3142
235
6767
4991 5955 7384
1356 1136 0916
szeacutelső raacutecsruacuted (R34)
SHS100x4 SHS80x4
1491 1171
235 2709 3504 2752
0773 0984
444 Meacuterteacutekadoacute nyomott rudak meacuteretezeacuteseacutenek oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata Summary of design of relevant compressed bars in table form
ruacuted km A
[mm2] fy
[Nmm2] NEd [kN]
NbRd
[kN] kihasznaacuteltsaacuteg
NEdNbRd felső oumlvruacuted (R24) HEA120
HEA140 HEA160
2534 3142 3877
235
-6656
4020 5495 7207
1656 1211 0924
szeacutelső raacutecsruacuted (R31) SHS80x4 1171 235 -2294 2278 1007 raacutecsruacuted km vaacuteltaacutesnaacutel SHS60x4 851 235 -1143 1372 0833
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
37
445 Alkalamzott keresztmetszetek Cross-sections to apply
ruacuted vaacutezlatterv alkalmazott
felső oumlvrudak HEA120 HEA160 alsoacute oumlvrudak HEA100 HEA140 szeacutelső raacutecsrudak (3 db) SHS100x4 SHS80x4 belső raacutecsrudak SHS80x3 SHS60x4
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
38
IV1 Melleacuteklet Raacutecsos tartoacutek analiacutezise a ConSteel program
alkalmazaacutesaacuteval (alkalmazaacutesi segeacutedlet)
M1 A program telepiacuteteacutese A ConSteel program telepiacutető faacutejlja a wwwconsteelsoftwarecom oldalroacutel toumllthető le a LetoumllteacutesTelepiacutető csomagok menuumlpont alatt (M1 aacutebra)
M1 aacutebra ConSteel program letoumllteacutese
A Telepiacutető csomag opcioacutet vaacutelasztva megjelennek a letoumllthető anyagok ahol vaacutelasszuk az elsőt ConSteel 80 A letoumlltoumltt ConSteel_8_0_install_2014_07_29exe nevű (az aktuaacutelis daacutetum frissuumllhet) futtathatoacute telepiacutető programot mentsuumlk el a szabadon megvaacutelasztott taacuterhelyre majd indiacutetsuk el a telepiacuteteacutest a telepiacutető program futtataacutesaacuteval A telepiacutető program aacuteltal ajaacutenlott beaacutelliacutetaacutesokkal illetve a program szaacutemaacutera megfelelő mappa kivaacutelasztaacutesaacuteval neacutehaacuteny perc alatt leacutetrejoumln a ConSteel 80 mappa amelyben megtalaacutelhatoacuteak a telepiacutetett program elemei illetve az asztalon megjelenik a program ikonja Indiacutetsuk el a ConSteel programot majd koumlvessuumlk a honlap Telepiacutető csomagok menuumlpontja alatt talaacutelhatoacute leiacuteraacutest A program hasznaacutelataacutehoz szuumlkseacuteguumlnk van a leiacuteraacutes szerinti software licence faacutejlra (ConSteelkey1bin) amit e-mailben fogunk megkapni eacutes amit a DokumentumokConSteel mappaacuteba kell bemaacutesolnunk Tehaacutet a program telepiacuteteacutese eacutes a teacutenyleges hasznaacutelhatoacutesaacutega koumlzoumltt neacutehaacuteny nap is eltelhet M2 A program indiacutetaacutesa A programot a licence faacutejl birtokaacuteban a ConSteelexe alkalmazaacutessal indiacutethatjuk el Az indiacutetaacutes utaacuten megjelenő modellkezelőben vaacutelasszuk a bal oldali bdquoUacutej modell leacutetrehozaacutesardquo opcioacutet majd adjuk meg az uacutej modell neveacutet (M2 aacutebra)
M2 aacutebra Uacutej modell leacutetrehozaacutesa
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
39
A Rendben gomb hataacutesaacutera megjelenik a program 3D szerkesztő feluumllete A főbb szerkesztő műveletek leiacuteraacutesa az F1 gombbal eacuterhető el M3 A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa Előszoumlr aacutelliacutetsuk be a raszter meacutereteacutet a szerkezet fesztaacutevjaacutenak megfelelően Ehhez alkalmazzuk a baloldalon talaacutelhatoacute eszkoumlzcsoport megfelelő gombjaacutet [1] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a Raszterhaacuteloacute eacutes koordinaacutetarendszer beaacutelliacutetoacute panel (M3 aacutebra) Peacuteldaacuteul a 196m hosszuacute gerendatartoacute eseteacuten a Meacuteret ablak tartalmaacutet 20000 millimeacuteterre aacutelliacutethatjuk [2] A beaacutelliacutetaacutes aktualizaacutelaacutesaacutehoz nyomjuk meg az Enter-t vagy zaacuterjuk be az ablakot A fenti beaacutelliacutetaacutes eseteacuten a raszter X eacutes Y iraacutenyban 20 meacuteter szeacuteles lesz a raszter vonalak sűrűseacutege 1000 mm a leacutepeacuteskoumlzoumlk 200 mm A raacutecsos tartoacutet ceacutelszerű az X-Z globaacutelis koordinaacuteta siacutekban felvenni tehaacutet a szerkesztő rasztert el kell fordiacutetanunk az X-Z siacutekba Ehhez vaacutelasszuk XZ siacutek opcioacutet [3] laacutesd az M3 aacutebraacutet
M3 aacutebra A szerkesztő raszter beaacutelliacutetaacutesa M4 Kiindulaacutesi keresztmetszetek felveacutetele Az aacuteltalaacutenos statikai programok alapvető tulajdonsaacutega hogy csak konkreacutetan meghataacuterozott keresztmetszetekkel tudnak dolgozni Ezeacutert első leacutepeacuteskeacutent ki kell vaacutelasztanunk a feladathoz tartozoacute a vaacutezlattervnek megfelelő keresztmetszeteket Ez laacutetszoacutelag ellentmond annak hogy a statika alaptaacutergyaiban tanult egyszerű keacutezi moacutedszerekneacutel sokszor leacutenyegtelen informaacutecioacute volt a keresztmetszet konkreacutet meacuterete (pl igeacutenybeveacutetelek szaacutemiacutetaacutesa eseteacuten) A szaacutemiacutetoacutegeacutepes programok alkalmazaacutesaacutenaacutel akkor is meg kell adnunk konkreacutet keresztmetszeteket ha azok meacuteretei nem befolyaacutesoljaacutek a szaacutemiacutetani kiacutevaacutent statikai mennyiseacutegeket (pl a jelen esetben a raacutecsos tartoacute ruacutederőit) Mindenestre igyekezzuumlnk a tartoacuteszerkezet geometriai meacutereteacutehez megfelelő meacuteretű keresztmetszetet vaacutelasztani Jelen esetben ezt szolgaacutelja az előzetesen megalkotott vaacutezlatterv Kezdetben az aktuaacutelis modellhez tartozoacute szelveacutenytaacuter uumlres ezeacutert előszoumlr ki kell vaacutelasztanunk a megfelelő keresztmetszeteket Ehhez vaacuteltsunk a Szerkezeti elemek fuumllre [4] eacutes vaacutelasszuk a viacutezszintesen elhelyezett eszkoumlzcsoport bal oldalaacuten talaacutelhatoacute Szelveacuteny
2
1 3
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
40
adminisztraacutecioacute opcioacutet [5] majd a megjelenő panelen vaacutelasszuk a bdquoKoumlnyvtaacuterboacutel helliprdquo gombot [6] laacutesd a M4 aacutebraacutet
M4 aacutebra Keresztmetszet tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
A szelveacuteny tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesaacuteval megjelenik a tiacutepushoz tartozoacute kezelő panel ahol kivaacutelaszthatjuk a szelveacuteny fajtaacutejaacutet [7] majd a szelveacuteny magassaacutegaacutet [8] laacutesd az M5 aacutebraacutet A Betoumllt gomb hataacutesaacutera a program megtanulja a keresztmetszetet eacutes ettől kezdve a keresztmetszetről mindent tud eacutes tud vele dolgozni Ezutaacuten az ablakot a Bezaacuter gombbal becsukjuk Az eljaacuteraacutest annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny kuumlloumlnboumlző szelveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk (jelen esetben egy melegen hengerelt H szelveacuteny az oumlvrudak szaacutemaacutera majd keacutet SHS szelveacuteny a raacutecsrudak szaacutemaacutera keruumllt betoumllteacutesre) A keacutesőbbiekben az [5] gomb segiacutetseacutegeacutevel magunk is minden informaacutecioacutet megkaphatunk a keresztmetszetről Ehhez jeloumlljuumlk ki a taacuteblaacutezatban a keresztmetszetet a megfelelő sorra kattintva majd a Tulajdonsaacutegokhellip gomb megnyomaacutesaacuteval megjeleniacutethetjuumlk a keresztmetszet oumlsszes jellemzőjeacutet peacuteldaacuteul tiacutepus adatok keresztmetszeti jellemzők stb A program paacuterhuzamosan keacutet belső keresztmetszeti (mechanikai) modellel dolgozik A statikai (analiacutezis) feladatoknaacutel a [9] jelű modell tiacutepust alkalmazza laacutesd a M6 aacutebraacutet A keresztmetszeti jellemzők (feluumllet inercianyomateacutekok stb) a [10] jelű gomb segiacutetseacutegeacutevel jeleniacutethetőek meg
M5 aacutebra Keresztmetszet fajtaacutejaacutenak eacutes meacutereteacutenek kivaacutelasztaacutesa
5
7
4
6
8
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
41
M6 aacutebra Keresztmetszeti jellemzők megjeleniacuteteacutese
M6 A szerkezeti modell felveacutetele A teljes szerkezeti modell felveacutetele keacutet fő leacutepeacutesből aacutell
bull rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele bull megtaacutemasztaacutesok felveacutetele
M61 A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacutetele A rudak haacuteloacutezataacutenak felveacuteteleacutet a raacutecsos tartoacute befoglaloacute alakzataacutet leiacuteroacute szerkesztő vonalak leacutetrehozaacutesaacuteval kezdhetjuumlk majd a koumlvetkező leacutepeacutes az alsoacute oumlvruacuted referencia vonalaacutenak megrajzolaacutesa lesz amelyet ceacutelszerűen keacutet szakaszboacutel (jobb- eacutes baloldali reacuteszből) hozunk leacutetre Ehhez vaacutelasszuk a Geometria fuumlle [11] alatt a Vonal rajzolaacutesa funkcioacutet [12] laacutesd az M8 aacutebraacutet Mielőtt a vonalakat megrajzolnaacutenk kapcsoljunk aacutet a koordinaacuteta bevitelmegjeleniacuteteacutes tiacutepusaacutet Abszoluacutet eacuterteacutek beaacutelliacutetaacutesra Erre a szerkesztő ablak alsoacute soraacuteban talaacutelhatoacute kapcsoloacute [13] szolgaacutel (amennyiben a ∆ jel saacuterga akkor Relatiacutev eacuterteacutek a kapcsoloacute aacutellaacutesa) laacutesd az M9 aacutebraacutet A raacutecsos tartoacute alsoacute oumlveacutenek koumlzeacuteppontjaacutet ceacutelszerűen a globaacutelis koordinaacutetarendszer zeacuterus pontjaacuteban vehetjuumlk fel eacutes innen indiacutethatjuk a szakaszokat amelyeknek maacutesik veacutegeit az X koordinaacuteta megadaacutesaacuteval roumlgziacutethetjuumlk
9 10
11
12
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
42
M8 aacutebra Vonal rajzolaacutesa
M9 aacutebra Vaacuteltaacutes AbszoluacutetRelatiacutev koordinaacuteta eacuterteacutek koumlzoumltt Az X (illetve baacutermely maacutes) koordinaacuteta uacutegy adhatoacute meg hogy leuumltjuumlk a megfelelő betűt majd a megfelelő koordinaacuteta ablakba beiacuterjuk a koordinaacuteta eacuterteacutekeacutet majd ENTER-t nyomunk Hasonloacute moacutedon rajzoljuk meg a felső oumlvek referencia vonalait is Az eredmeacutenyt az M10 aacutebra mutatja
M10 aacutebra A raacutecsos tartoacute befoglaloacute referencia (suacutelyponti) haacuteloacutezata A jelen feladatnaacutel ceacutelszerű minden rudat (csomoacuteponttoacutel csomoacutepontig) egy szerkezeti elemnek felvenni (ugyanis azt is tehetneacutenk hogy peacuteldaacuteul az alsoacute oumlvet tartoacuteveacutegtől tartoacuteveacutegig egyetlen szerkezeti elemkeacutent hataacuterozzuk meg de ez jelen esetben nem ceacutelszerű) A rudak felveacuteteleacutehez a leacutetrehozott referencia vonalakon fogoacutepontokra van szuumlkseacuteguumlnk A fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesaacutera az alaacutebbi opcioacutek aacutellnak rendelkezeacutesre
bull referencia vonal (vagy szerkezeti elem) n szaacutemuacute egyenlő hosszuacutesaacuteguacute szakaszra osztaacutesa [14]
bull szerkezeti elem d hosszuacutesaacuteguacute szakaszokra osztaacutesa [15] A megfelelő opcioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkesztő ablak alatti funkcioacutesor jobb oldalaacuten toumlrteacutenik laacutesd az M11 aacutebraacutet A bdquodrdquo vagy az bdquonrdquo tiacutepust az Enter-el roumlgziacutetjuumlk
M11 aacutebra Fogoacutepontok beaacutelliacutetaacutesa (n osztaacutesszaacutem d relatiacutev taacutevolsaacuteg [mm]-ben) A fenti beaacutelliacutetaacutes utaacuten a referencia vonal megfelelő veacutegeacutehez koumlzeliacutetve megjelennek a piros fogoacutepontok A rudakat keacutet-keacutet (kezdő- eacutes veacutegpont) fogoacutepont (piros pont) kijeloumlleacuteseacutevel hozhatjuk leacutetre az alaacutebbiak szerint A ruacuted felveacuteteleacutehez vaacutelasszuk a Szerkezeti elem fuumll [16] alatti Ruacuted szerkeszteacutese funkcioacutet [17] Ennek hataacutesaacutera feljoumln a ruacutedszerkesztő dialoacuteg ahol jelen esetben elegendő a megfelelő keresztmetszet kivaacutelasztaacutesa [18] laacutesd az M12 aacutebraacutet A ruacuted ezek utaacuten a fogoacutepontok segiacutetseacutegeacutevel elhelyezhető A műveletet annyiszor ismeacuteteljuumlk ahaacuteny rudunk van Ezzel előaacutelliacutetottuk a szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezataacutet rudankeacutent szerkesztve laacutesd az M13 aacutebraacutet (A modellt ne feledjuumlk el időnkeacutent elmenteni)
13
14 15
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
43
M12 aacutebra A szerkezeti ruacuted elhelyezeacuteseacutenek előkeacutesziacuteteacutese
M13 aacutebra A szerkezeti modell teljes ruacutedhaacuteloacutezata rudankeacutent szerkesztve M62 A megtaacutemasztaacutesok felveacutetele Az előző szakaszban felvett ruacutedhaacuteloacutezatot teacuterben statikailag hataacuterozottaacute kell tenni azaz meg kell taacutemasztani Jelen esetben ehhez az alaacutebbi taacutemaszokat kell elhelyezni
bull Y iraacutenyuacute pontszerű taacutemaszok a felső oumlv belső csomoacutepontjaiban bull XYZ iraacutenyuacute fix-csukloacutes taacutemasz a baloldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a jobb oldali tartoacuteveacutegen a felső pontban bull YZ iraacutenyuacute guruloacute-csukloacutes taacutemasz a tartoacuteveacutegeken az alsoacute pontokban
A pontszerű taacutemasz felveacutetele a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik Vaacutelasszuk a Szerkezeti elemek fuumll [19] alatti Pont megtaacutemasztaacutesa funkcioacutet [20] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a beaacutelliacutetoacute dialoacuteg laacutesd az M14 aacutebraacutet A taacutemasz tiacutepusa a dialoacuteg felső ablakaacuteban vaacutelaszthatoacute ki [21] A tiacutepuskoacutedban egy betű (x y vagy z) a megtaacutemasztott globaacutelis iraacutenyt jelzi miacuteg a kettős betű (pl xx) a globaacutelis tengely koumlruumlli forgaacutest A taacutemaszokat egymaacutes utaacuten az egeacuter bal gombjaacuteval helyezhetjuumlk el a modell megfelelő csomoacutepontjaiba A teljes taacutemaszrendszert az M15 aacutebra mutatja
16 17
18
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
44
M14 aacutebra Pontszerű taacutemasz elhelyezeacutese
M15 aacutebra Teljes taacutemaszrendszer pontszerű taacutemaszok egymaacutes utaacuteni elhelyezeacuteseacutevel M7 A tehermodell felveacutetele M71 Tehercsoportok eacutes teheresetek struktuacuteraacutejaacutenak meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M6 szakszban meghataacuterozott szerkezeti modellből Vaacutelasszuk a Teher fuumll alatti Teheresetek eacutes tehercsoportok funkcioacutet [22] amely hataacutesaacutera megjelenik a tehercsoportokat eacutes tehereseteket meghataacuterozoacute dialoacuteg (Tehereset terhek olyan csoportja amelyek időben eacutes teacuterben szeacutetvaacutelaszthatatlanul oumlsszetartoznak Tehercsoport teheresetek olyan csoportja ahol a teheresetek egymaacutest kizaacuterhatjaacutek a teherkombinaacutecioacutekban) laacutesd az M16 aacutebraacutet Uacutej modell leacutetrehozaacutesakor a dialoacuteg bal oldalaacuten talaacutelhatoacute teherstruktuacutera alapbeaacutelliacutetaacutesban egy tehercsoportot eacutes egy teheresetet tartalmaz Előszoumlr iacuterjuk aacutet a tehercsoportot a szaacutemunkra megfelelő neacutevre (jelen esetben a IV124 szakasz eacutertelmeacuteben bdquoAacutellandoacute terhekrdquo-re) [23] majd az Alkalmaz gomb megnyomaacutesa utaacuten iacuterjuk aacutet a tehereset neveacutet is (jelen esetben bdquooumlnsuacutelyrdquo-ra) [24]
19 20
21
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
45
M16 aacutebra Tehercsoport eacutes tehereset aacutetnevezeacutese
M17 aacutebra Uacutej tehereset felveacutetele Amennyiben az aacutellandoacute terhek csoportjaacuteban toumlbb teheresetuumlnk van akkor a dialoacuteg felső taacuteblaacutezatban az Uacutej tehereset gomb [25] segiacutetseacutegeacutevel vegyuumlk fel azokat [26] laacutesd a M17 aacutebraacutet Uacutej tehercsoportot a dialoacuteg alsoacute taacuteblaacutezatban talaacutelhatoacute Uacutej gombbal [27] vehetuumlnk fel de
22
23
24
25
26
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
46
előtte vaacutelasszuk ki a mellette talaacutelhatoacute ablakban [28] a megfelelő kategoacuteriaacutet (jelen esetben az uacutej tehercsoport hoacuteterheket tartalmaz ezeacutert vaacutelasszuk a bdquoHoacuterdquo opcioacutet) laacutesd az M18 aacutebraacutet Az előre meghataacuterozott tehermodelluumlnk szerint a fenti műveletek ismeacutetleacuteseacutevel vegyuumlk fel az oumlsszes tehercsoportot eacutes teheresetet (M19 aacutebra)
M18 aacutebra Tehercsoport felveacutetele (az bdquoUacutejrdquo funkcioacutegomb [27] a keacutepen takarva van)
M19 aacutebra A teljes tehermodell struktuacutera Utolsoacute leacutepeacuteskeacutent az analiacutezis soraacuten majd automatikusan generaacutelandoacute szerkezeti oumlnsuacutelyt rendeljuumlk hozzaacute valamelyik teheresethez Ehhez nyissuk le a taacuteblaacutezat aljaacuten talaacutelhatoacute bdquoAz oumlnsuacutelyt tartalmazoacute teheresetrdquo ablakot [29] eacutes vaacutelasszuk ki a megfelelő teheresetet (M20 aacutebra) Veacuteguumll zaacuterjuk be az ablakot a Rendben gombbal Ezzel meghataacuteroztuk a tehermodell struktuacuteraacutejaacutet A koumlvetkező leacutepeacutesben fel kell toumlltenuumlnk teacutenyleges terhekkel az egyes tehereseteket (laacutesd az M72 szakaszt)
M20 aacutebra A szerkezeti oumlnsuacutely hozzaacuterendeleacutese a megfelelő teheresethez (jelen esetben az bdquooumlnsuacutelyrdquo-hoz)
28
29
27
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
47
M72 Teheresetek terheinek meghataacuterozaacutesa
Induljunk ki az M71 szakaszban meghataacuterozott tehermodell szerkezetből eacutes kezdjuumlk meg az egyes teheresetek feltoumllteacuteseacutet a teacutenyleges terhekkel Ehhez nyissuk le a Terhek fuumll alatti ablakot [30] ahol kivaacutelasztjuk a teheresetet amelyhez konkreacutet terheket kiacutevaacutenunk rendelni (M21 aacutebra)
M21 aacutebra A feltoumllteni kiacutevaacutent tehereset kivaacutelasztaacutesa
A koumlvetkezőkben felvett terhek mindaddig ebbe a teheresetbe keruumllnek ameddig a fenti kivaacutelasztaacutest feluumll nem iacuterjuk egy uacutejabb vaacutelasztaacutessal A koumlvetkezőkben a teherfelveacutetel elemeit eacutes fogaacutesait mutatjuk be A jelen feladatban a tehereseteket koncentraacutelt erők alkotjaacutek Ezeacutert ebben a leiacuteraacutesban csak a koncentraacutelt erő meghataacuterozaacutesaacuteval foglalkozunk
Koncentraacutelt erő a globaacutelis rendszerben Vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Koncentraacutelt teher elhelyezeacutese funkcioacutet [31] majd iacuterjuk be a koncentraacutelt erő globaacutelis rendszerben eacutertelmezett komponenseit a megfelelő ablakokba [32] (M22 aacutebra) A megfelelő szerkezeti csomoacutepontra kattintva a koncentraacutelt erő elhelyezeacutesre keruumll a szerkezeten az aktuaacutelis tehereset reacuteszekeacutent
M22 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő felveacutetele Koncentraacutelt erő lokaacutelis rendszerben Egyes teherfajtaacutek eseteacuteben a koncentraacutelt erő eredője nem esik egybe a globaacutelis rendszer iraacutenyaival (pl szeacutelteher eseteacuteben a koncentraacutelt teher a tetőfeluumlletre adott esetben a felső
30
31
32
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
48
oumlvruacutedra) merőleges iraacutenyuacute) Ilyenkor a globaacutelis iraacutenyuacute komponensek kiszaacutemiacutetaacutesa helyett aacutetvaacutelthatunk lokaacutelis rendszerben valoacute eacutertelmezeacutesre Ehhez vaacutelasszuk a Lokaacutelis koordinaacuteta rendszer opcioacutet [33] amely utaacuten a koncentraacutelt terhet [34] keacutet leacutepeacutesben helyezhetjuumlk el a szerkezeti modellen (1) a megfelelő szerkezeti csomoacutepont kijeloumlleacutese (2) a megfelelő ruacuted kijeloumlleacutese amelynek a tengelye keacutepezi a lokaacutelis rendszer X koordinaacuteta tengelyeacutet laacutesd az M23 aacutebraacutet
M23 aacutebra Szerkezeti csomoacutepontokban hatoacute koncentraacutelt erő lokaacutelis (jelen esetben ruacutediraacutenyra merőleges) rendszerben
M73 A teherkombinaacutecioacutek felveacutetele Felteacutetelezzuumlk hogy az M72 szakaszban maacuter felvettuumlk az oumlsszes tehereset oumlsszes teherkomponenseacutet A koumlvetkező leacutepeacutes a teherkombinaacutecioacutek leacutetrehozaacutesa Ehhez vaacutelasszuk a Terhek fuumll alatti Teherkombinaacutecioacutek megadaacutesa gombot [35] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherkombinaacutecioacutekat kezelő taacutebla Vaacutelasszuk a bdquoTeherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesardquo
M24 aacutebra Teherkombinaacutecioacutek automatikus leacutetrehozaacutesa (tervezeacutesi helyzet kivaacutelasztaacutesa) opcioacutet [36] aminek hataacutesaacutera megjelennek a tervezeacutesi helyzetekhez tartozoacute teherkombinaacutecioacutes keacutepletek (M24 aacutebra) Jelen esetben szaacutemunkra a bdquoTartoacutes eacutes ideiglenes tervezeacutesi helyzetrdquo eacutes a bdquoKarakterisztikus kombinaacutecioacutekrdquo opcioacutekra van szuumlkseacuteg A beaacutelliacutetaacutest az Alkalmaz gombbal roumlgziacutetjuumlk aminek hataacutesaacutera a taacuteblaacutezatban megjelennek a generaacutelt teherkombinaacutecioacutek (M25 aacutebra) A taacuteblaacutezatban szuumlkseacuteg eseteacuten a nemkiacutevaacutenatos kombinaacutecioacutekat toumlroumllhetjuumlk [37] a parciaacutelis teacutenyezőket aacutetiacuterhatjuk eacutes tovaacutebbi uacutej kombinaacutecioacutekat is felvehetuumlnk [38]
35
36
33
34
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
49
M25 aacutebra Az automatikusan generaacutelt teherkombinaacutecioacutek taacuteblaacutezata M8 A modell ellenőrzeacutese Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa előtt ceacutelszerű meggyőződnuumlnk arroacutel hogy a szerkezeti modell helyes-e Vaacutelasszuk az Analiacutezis fuumll alatti Analiacutezis parameacuteterek gombot [38] aminek hataacutesaacutera megjelenik az analiacutezist beaacutelliacutetoacute dialoacuteg ahol előszoumlr csak az bdquoElsőrendű analiacutezisrdquo opcioacutet [39] kapcsoljuk be (M26 aacutebra)
M26 aacutebra Analiacutezis tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa Vaacuteltsunk a Teherkombinaacutecioacutek fuumllre [40] eacutes kapcsoljuk ki az oumlsszes kombinaacutecioacutet kiveacuteve egy olyan kombinaacutecioacutet amelyben csak szimmetrikus terhek hatnak (esetuumlnkben ilyen az 1 teherkombinaacutecioacute amelyben csak az aacutellandoacute eacutes a totaacutelis hoacuteteher hat) laacutesd az M27 aacutebraacutet A beaacutelliacutetaacutes utaacuten nyomjuk meg az Alkalmaz majd a Szaacutemiacutetaacutes gombokat vaacuterjuk meg az analiacutezis lefutaacutesaacutet majd elemezzuumlk az eredmeacutenyeket Az elemzeacutes fogaacutesait a koumlvetkezőkben foglaljuk oumlssze Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa utaacuten megjelenik a szerkezet deformaacutelt alakja A deformaacutecioacutes aacutebra a beaacutelliacutetoacute ablakok melletti csuacuteszkaacuteval skaacutelaacutezhatoacute [41] (M27 aacutebra)
38
37 38
39
40
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
50
M27 aacutebra Egy szimmetrikus teherkombinaacutecioacute kivaacutelasztaacutesa a szerkezeti modell ellenőrzeacuteseacutehez
M27 aacutebra A deformaacutelt szerkezeti alak megjeleniacuteteacutese eacutes az aacutebra skaacutelaacutezaacutesa A grafikus megjeleniacuteteacutes tartalmaacutet neacutegy ablak segiacutetseacutegeacutevel lehet beaacutelliacutetani Az ablakok tartalma a koumlvetkezők bull analiacutezis tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elsőrendű maacutesodrendű stabilitaacutes stb) [42] bull teherkombinaacutecioacute vagy tehereset kivaacutelasztaacutesa [43] bull megjeleniacutetendő adatok tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa (elmozdulaacutesok igeacutenybeveacutetelek stb) [44] bull rajz tiacutepusaacutenak beaacutelliacutetaacutesa (diagram sziacutenfeluumllet stb) [45] Vizsgaacuteljuk meg a megjeleniacutetett deformaacutelt alakot A vizsgaacutelat szempontjai aacuteltalaacuteban a koumlvetkezők - szimmetrikus teher eseteacuten a deformaacutelt alaknak is szimmetrikusnak kell lennie - tartoacutesiacutekban hatoacute teher eseteacuten a deformaacutelt alak nem leacutephet ki a modell siacutekjaacuteboacutel - a legnagyobb elmozdulaacutes eacuterteacuteke reaacutelis-e - a deformaacutelt alak megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip A koumlvetkező leacutepeacutesben vaacuteltsunk aacutet az igeacutenybeveacuteteli aacutebraacutekra pontosabban az bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutera [46] laacutesd az M28 aacutebraacutet Vizsgaacuteljuk meg az N aacutebra alakjaacutet a koumlvetkező szempontok alapjaacuten - a normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban a tartoacute veacutegei feleacute haladva csoumlkken - legnagyobb normaacutelerő eacuterteacuteke az oumlvrudakban reaacutelis-e - a normaacutelerő eacuterteacuteke a raacutecsrudakban a tartoacute koumlzepe feleacute haladva csoumlkken - az N aacutebra alakja megfelel-e a meacuternoumlki szemleacuteletnekhellip
41
42 43 44 45
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
51
M28 aacutebra Igeacutenybeveacuteteli aacutebra tiacutepusaacutenak kivaacutelasztaacutesa
M9 Az analiacutezis veacutegrehajtaacutesa Amennyiben az M8 szakasz alapjaacuten veacutegrehajtott modellellenőrzeacutes eredmeacutenye pozitiacutev akkor raacuteteacuterhetuumlnk az eacuteles analiacutezisre Ehhez az M8 szakaszban leiacutertak alapjaacuten kapcsoljuk be az oumlsszes teherkombinaacutecioacutet majd hajtsuk veacutegre az elsőrendű analiacutezist Amennyiben a szaacutemiacutetaacutes hibauumlzenet neacutelkuumll zaacuterul akkor az analiacutezist veacutegrehajtottuk eacutes raacuteteacuterhetuumlnk az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesaacutera M10 Az igeacutenybeveacutetelek dokumentaacutelaacutesa A program fejlett dokumentaacutecioacutes funkcioacutekkal rendelkezik amelyeknek alkalmazaacutesa tuacutelmutat a jelen feladaton Ezeacutert itt csupaacuten a grafikus aacutebraacutek menteacuteseacutet eacutes maacutes (pl Word vagy Mathcad) dokumentumokban valoacute felhasznaacutelaacutest mutatjuk be Előszoumlr vaacutelasszuk ki a dokumentaacutelaacutesra szaacutent teherkombinaacutecioacutet (vagy teherkombinaacutecioacutekat) Ehhez alkalmazzuk a program automatikus keresztmetszeti ellenőrző funkcioacutejaacutet Vaacuteltsunk a Globaacutelis vizsgaacutelatok fuumllre [47] majd nyomjuk meg a Globaacutelis teherbiacuteraacutes gombot [48] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a teherbiacuteraacutes ellenőrzeacutest vezeacuterlő taacutebla ahol csak a bdquoKeresztmetszet vizsgaacutelatrdquo [ 49] eacutes a bdquoElsőrendű rugalmasrdquo [ 50] opcioacutekat kapcsoljuk be (M29 aacutebra) A beaacutelliacutetaacutes utaacuten a Szaacutemiacutetaacutes gomb hataacutesaacutera a program elveacutegzi minden geacutepi csomoacutepontban az oumlsszes befutoacute ruacutedveacuteg keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok vizsgaacutelataacutet A program a vizsgaacutelat veacutegeredmeacutenyeacutet sziacutenes grafikus aacutebraacuten eacutes taacuteblaacutezatban jeleniacuteti meg (M30 aacutebra) A legnagyobb keresztmetszeti kihasznaacuteltsaacutegokat az utolsoacute oszlop [50] az azoknak megfelelő teherkombinaacutecioacutekat pedig balroacutel a negyedik oszlop [51] mutatja Az utoacutebbi oszlop tartalma alapjaacuten kivaacutelaszthatoacute az a legfeljebb keacutet-haacuterom teherkombinaacutecioacute amelyek a tervezeacutest meghataacuterozzaacutek A jelen feladatban elegendő az ezekhez tartozoacute N aacutebraacutek dokumentaacutelaacutesa Egy aacutebra dokumentaacutelaacutesaacutenak aacuteltalaacutenos meneteacutet az alaacutebbiakban iacuterjuk le Vaacutelasszuk ki a megfelelő teherkombinaacutecioacutehoz (jelen esetben a 11) tartozoacute elsőrendű analiacutezis alapjaacuten szaacutemiacutetott bdquoNrdquo normaacutelerő aacutebraacutet Az aacutebra legnagyobb ordinaacutetaacutejaacutenak leacutepteacutekeacutet a felső csuacuteszkaacuteval beaacutelliacutetjuk [52] A nyomateacuteki ordinaacuteta eacuterteacutekeacutet uacutegy tudjuk megjeloumllni hogy a jobb egeacutergombbal a megfelelő pontra kattintunk majd a megjelenő ablakban a rdquoMegjeloumlleacutesrdquo opcioacutet [53] vaacutelasztjuk (M31 aacutebra) Ekkor az igeacutenybeveacutetel eacuteteacutekeacutet mutatoacute ciacutemke roumlgziacutetődik a megfelelő ordinaacutetaacutehoz Annyi ciacutemkeacutet helyezuumlnk el amennyi szuumlkseacuteges ahhoz hogy az
46
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
52
M29 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutes ellenőrzeacuteseacutenek beaacutelliacutetaacutesa
M30 aacutebra Keresztmetszeti ellenaacutellaacutesok kihasznaacuteltsaacutegaacutenak taacuteblaacutezatos megjeleniacuteteacutese
M31 aacutebra Az igeacutenybeveacuteteli aacutebra eacuterteacutekeinek megjeloumlleacutese
48
49
50
51 50
52
53
47
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
53
M32 aacutebra Dokumentaacutelaacutesra keacutesz N aacutebra aacutebra igeacutenybeveacuteteli aacutebra meacuternoumlki eacutertelemben meghataacuterozott legyen (peacuteldaacuteul laacutesd az M32 aacutebraacutet) Az aacutebra menteacuteseacutehez vaacutelasszuk a jobb oldalon talaacutelhatoacute Dokumentaacutelaacutes fuumllet A bdquoPillanatkeacutep keacutesziacuteteacutese az aktuaacutelis aacutellapotroacutelrdquo funkcioacute [54] vaacutelasztaacutesaacutera megjelenik a keacutepbeaacutelliacutetoacute taacutebla ahol be kell iacuterni a keacutep neveacutet [55] amelyből a faacutejlneacutev generaacuteloacutedik (ezeacutert csak megfelelő karaktereket hasznaacuteljunk) majd ki kell vaacutelasztani a megfelelő keacutepmeacuteretet [56] eacutes betűmeacuteretet [57] (M33 aacutebra) Miutaacuten beaacutelliacutetottuk az aacutebraacutet a szaggatott vonallal jelzett keacutepkeretben nyomjuk meg a LeacutetrehozaacutesMoacutedosiacutetaacutes gombot amely hataacutesaacutera a keacutep eltaacuteroloacutedik a keacuteptaacuterban Ezutaacuten nyomjuk meg az Aacutebraacutek kezeleacutese gombot [58] amelynek hataacutesaacutera megjelenik a keacuteptaacuter adattaacuteblaacutezata ahol kivaacutelaszthatjuk az aktuaacutelis keacutepet [59] majd nyomjuk meg a bdquoA kivaacutelasztott keacutep menteacutese faacutejlbardquo gombot [60] (M34 aacutebra) A műveletek hataacutesaacutera a keacutep a kivaacutelasztott formaacutetumban eacutes a megadott neacutev alatt elmentődik a kivaacutelasztott mappaacuteba Az iacutegy leacutetrehozott keacutep beszerkeszthető baacutermely dokumentumba (peacuteldaacuteul Word vagy MathCad dokumentumokba)
M33 aacutebra Aacutebra keacuteppeacute alakiacutetaacutesa eacutes faacutejlban valoacute roumlgziacuteteacutese
54
55
56
57
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60
Dr Papp Ferenc Tartoacuteszerkezetek IV - Tervezeacutesi segeacutedlet - Raacutecsos főtartoacute analiacutezise eacutes meacuteretezeacutese
54
M34 aacutebra A dokumentaacutelandoacute keacutep kivaacutelasztaacutesa eacutes menteacutese
58
59
60