34
- 1 1 Dr. Németh György főiskolai docens féléves feladat: kétcsuklós keretszerkezet tervezése 2 Elkészítendő feladatrészek Vázlatterv Terhek meghatározása Igénybevételek számítása Szilárdsági- és stabilitás vizsgálatok Keretsarok vizsgálata Illesztések tervezése Oszloptalp ellenőrzése Főtartószerkezet kiviteli terve

kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

1

1

Dr. Németh Györgyfőiskolai docens

féléves feladat:

kétcsuklós keretszerkezet tervezése

2

Elkészítendő feladatrészek

Vázlatterv Terhek meghatározása Igénybevételek számítása Szilárdsági- és stabilitás vizsgálatok Keretsarok vizsgálata Illesztések tervezése Oszloptalp ellenőrzése Főtartószerkezet kiviteli terve

Page 2: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

2

3

Kiindulási adatok

Geometriai adatok (feladatkiírás szerint) Terhek

állandó terhek (súlyelemzés szerint); esetleges terhek (csak meteorológiai terhek az

MSZ EN 1991-1 szerint). Anyagminőség: „S 235”-es szilárdsági

csoportból választandó. Felhasznált szabványok:

MSZ EN 1991-1 MSZ EN 1993-1

4

Geometriai adatok értelmezése

Ebben a feladatban a héjazatot és a szelemeneket nem méretezzük. (Ezek önsúlyát becsléssel határozzuk meg.)A szelemeneket ~1,5 m tengelytávolsággal osszuk ki.

Page 3: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

3

5

A hóteher az EC1 szerint

A felszíni hóteher Magyarországon

400 m-ig (Af)

400 m felett:

A kivételes felszíni hóteher (rendkívüli teher)tervezési értéke*:

Tetők hóterhének karakterisztikus értéke:

Ce : a szél hatása 0,8 1,0 1,2Ct : hőmérsékleti tényező < 1,0μi:alaki tényező

2k m/kN25,1s

2k m/kN400400A25,1s

kite sCCs

kk1esAd s0,2sCs *: csak akkor mértékadó, ha s>0,7gk

k

k

k

g7,0ss0,2g0,1s5,1g35,1

6

A hóteher alaki tényezői

1,2

0

1,4

1,6

1,8

1,0

0,8

0,4

0,2

0

0,6

15 30 45 60 90

2

1

hózugteher

akadályozotthólecsúszás

A tető hajlásszöge (α)Alaki

tényező0°< α < 30° 30°< α < 60° α > 60°

0,8 0,8(2 – α/30°) 0μ1

0,8 (akadályozott hólecsúszás) 0

μ2 0,8(1 + α/30°) 1,6 -

Page 4: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

4

7

A szél torlónyomása

0

50

100

150

200

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 q(z) [kN/m2]

z (m)

nyílt terepmezőgazdasági területalacsony beépítésintenzív beépítés

8

számértékek

Beépítési kategóriaTerepszintfeletti

magasság I. II. III. IV.

z[m] qp(z) [kN/m2]1 0,54 0,50 0,44 0,412 0,66 0,50 0,44 0,413 0,73 0,57 0,44 0,414 0,78 0,63 0,44 0,415 0,83 0,67 0,44 0,416 0,86 0,71 0,48 0,417 0,89 0,74 0,51 0,418 0,92 0,77 0,54 0,419 0,94 0,80 0,57 0,4110 0,97 0,82 0,59 0,4111 0,99 0,84 0,61 0,4312 1,01 0,86 0,63 0,4513 1,02 0,88 0,65 0,4714 1,04 0,89 0,67 0,4815 1,05 0,91 0,69 0,5016 1,07 0,93 0,70 0,5217 1,08 0,94 0,72 0,5318 1,09 0,95 0,73 0,5419 1,11 0,97 0,74 0,5620 1,12 0,98 0,76 0,57

Page 5: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

5

90,1 1 10 A [m ]

pec

2

pe, 10cpe, 1c

2 3 5 7

A felületi szélnyomás és a szélsúrlódás meghatározása

A szélhatás fajtái

külső felületi szélnyomás

belső felületi szélnyomás

összesített felületi szélnyomás

szélsúrlódás

Az alaki tényező és a felület nagysága közötti kapcsolat:

peepe c)z(qw

piipi c)z(qw

netepnet c)z(qw

frepfr c)z(qw

)A(log)cc(c)A(c 1010,pe1,pe1,pepe

Esetünkben minden felület 10m2-nél nagyobb→ cpe,10 alkalmazandó.

Ezekből most csak a külső- és a belső felületi szélnyomást kell figyelembe venni.

10

Külső nyomási tényezők egyszerűsített meghatározása

Alkalmazási feltétel: Kizárólag hasábszerű, síklapokkal határolt lapos vagy

magastetős épületek; ha d>h vagy d>b/2 feltételek legalább egyike teljesül, akkor az

[1] jelű táblázati oszlopok használhatók; ha előbbiek nem teljesülnek, de a d>h/2,5 vagy d>b/5 feltételek

legalább egyike teljesül, akkor a [2] jelű táblázati oszlopok használhatók.

A táblázatokban a pozitív értékek szélnyomást, a negatívak pedig szélszívást jelentenek.

db

h

Page 6: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

6

11

Függőleges falak alaki tényezői cpe,10

Szélirányra merőlegesen (III)h/d

Széltámadtaoldalon (I)

Szélárnyékosoldalon (II)

[1] [2]

>5 +0,80 -0,70

1 +0,80 -0,50

<0,25 +0,70 -0,30

-0,96 -1,20

h

db

I

IIIII

III

12

Ferde tetőfelületek alaki tényezői ( cpe,10) 1.

b d

h

Tetősík a széltámadta oldalonTetősík

hajlásszöge

(α)[1] [2]

0 05°

-0,72 -0,90

+0,20 +0,2015°

-0,40 -0,55

+0,46 +0,5530°

-0,26 -0,35

45° +0,62 +0,65

60° +0,70 +0,70

75° +0,80 +0,80

Page 7: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

7

13

Ferde tetőfelületek alaki tényezői ( cpe,10) 2.

Tetősík a szélárnyékos oldalon

Félnyereg-tetők Nyeregtetők

Tetősík

hajlásszöge(α)

[1] [2] [1] [2]

+0,04 +0,105° -0,9 -1,05

-0,60 -0,60

15° -0,98 -1,10 -0,52 -0,70

30° -0,80 -0,80 -0,42 -0,45

45° -0,66 -0,60 -0,22 -0,25

60° -0,50 -0,50 -0,22 -0,25

75° -0,50 -0,50 -0,22 -0,25

b d

h

14

Belső felületek nyomási tényezői

Érvényes, ha az épületnek nincs domináns áttört oldala.

A nyomás és a szívás közül a kedvezőtlenebbet kell figyelembe venni. Ha nem lehet egyértelműen eldönteni,hogy melyik a kedvezőtlenebb, akkor mindkét esetet meg kell vizsgálni.

2,0cpi 3,0cpi

Page 8: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

8

15

Az EC 3 keretekre vonatkozó előírásai

Minden olyan hatást figyelembe kell venni, amely befolyásolja az igénybevételeket.

Szokásos keresztmetszetek (melegen hengerelt vagy hasonló) esetén a „shear lag” hatás elhanyagolható.

Szokásos keresztmetszetek esetén a lemezhorpadásnak a szerkezet analízisére gyakorolt hatása elhanyagolható. A 4. osztályú keresztmetszetek esetén sem kell a lemezhorpadás miatti merevségcsökkenést figyelembe venni.

Másodrendű számítás mindig alkalmazható.Másodrendű minden olyan számítás, amely figyelembe veszi a szerkezet deformációinak az igénybevételekre gyakorolt hatását.

16

Elsőrendű számítás csak akkor alkalmazható, ha:

rugalmas számítás esetén

képlékeny számítás esetén

cr : kritikus teherparaméter:

az adott teherelrendezéshez tartozó kritikus teherérték;

az adott teherelrendezéshez tartozó tervezési teherérték. számításánál az egész szerkezetre kiterjedő

stabilitásvesztési módokat (kereteknél általában kilengő) kell figyelembe venni.

Ed

crcr F

F

10cr

15cr

crF

EdFcrF

Page 9: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

9

17

cr közelítő meghatározása

Alkalmazható reguláris kereteknél (függőleges oszlopok és vízszintes gerendák szabályos elrendezésben) és lapos (max. 1:2 ~26°) tetőhajlású portálkereteknél, ha a gerendákban fellépő nyomóerő nem túl nagy.

A gerendákban a nyomóerő nem túl nagy, ha a keret síkjában számított relatív karcsúságra teljesül, hogy:

(A karcsúságot a szerkezeti hossz alapján kell számítani úgy, mintha a gerenda mindkét vége csuklós megtámasztású lenne.)

Ed

y

NfA

3,0

18

cr közelítőleg:

V Ed

EdH

h

H Ed

Ed,HEd

Edcr

hVH

Page 10: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

10

19

Másodrendű igénybevételek közelítése

A másodrendű hatások közelítőleg figyelembe vehetők úgy, hogy az elsőrendű elmélettel meghatározott igénybevételeket az alábbi tényezővel szorozzuk:

A közelítés alkalmazható lapos tetőhajlású portálkeretek és többszintes reguláris keretek esetén, ha:

minden szinten hasonló a függőleges és vízszintes erők, valamint a vízszintes (nyírási) merevségek eloszlása.

cr

11

1

0,3cr

20

Az imperfekciók

A valóságos szerkezetek és az idealizált modell eltérései: a geometriai alakhibák; a gyártási maradó feszültségek; az anyagi nemlinearitás; az anyagi inhomogenitás; a teherelhelyezés bizonytalansága.

Az imperfekciók figyelembevétele a méretezésben: csökkentő tényezős méretezési eljárás:

kísérleteken alapuló méretezési görbékkel; helyettesítő imperfekciós méretezési eljárás:

geometriai jellegű imperfekciókkal, teher jellegű imperfekciókkal.

A helyettesítő imperfekciók az összes eltérést helyettesítik.A másodrendű elmélettel számított igénybevételekre történő

szilárdsági méretezés egyben a szerkezeti stabilitás vizsgálata is.

Page 11: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

11

21

A csökkentő tényezős és a helyettesítő imperfekciós eljárás alkalmazási lehetőségei

Csökkentő tényezős eljárás: igénybevételek számítása elsőrendű elmélettel tökéletes

geometriájú szerkezeten; a szerkezeti elemek egyenkénti vizsgálata a stabilitásvesztési

módnak megfelelő csökkentő tényezők alkalmazásával (kihajlási hossz karcsúság csökkentő tényező)

Helyettesítő imperfekciós eljárás: Az imperfekciókat úgy kell felvenni, hogy azok minden lehetséges

stabilitásvesztési módot magukba foglaljanak. A keresztmetszetek ellenőrzése a másodrendű elmélettel számított

igénybevételekre történik. Vegyes eljárás:

Igénybevételek számítása másodrendű elmélettel globális imperfekciókkal terhelt szerkezeten;

Egyes szerkezeti elemek - melyek lokális stabilitásveszését a globális imperfekciók nem reprezentálják- egyenkénti vizsgálata a megfelelő csökkentő tényezők alkalmazásával.

22

Globális helyettesítő imperfekciók

h h

Egy teherkombinációhoz csak egy irányban kell felvenni imperfekciót.

m115,0

0,13/2mh

h2200/1

m

h

h

0

mh0

Nem kell figyelembe venni globális imperfekciót, ha a szerkezetre ható vízszintes terhek nagyok, azaz ha: EdEd V15,0H

Page 12: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

12

23

Lokális helyettesítő imperfekciók

Lokális imperfekcióként kezdeti görbeséget kell felvenni. Nem kell alkalmazni, ha a rudak ellenőrzése csökkentő

tényezős eljárással történik. A globális imperfekciókkal együtt kell alkalmazni ha:

az elemeknek legalább az egyik vége nyomatékbíró módon kapcsolódik a kerethez, és

A kezdeti görbeség értéke a szerkezeti analízis típusától (rugalmas vagy képlékeny) is függ.

Ed

y

NfA

5,0

24

Globális és lokális helyettesítő imperfekciós terhek

NEd

EdN NEd

EdN

NEd

NEd

NEd

EdN

EdN

NEd

e0L

4N eEd 0

L

4N e

L

L

Ed 0

Ed 08N e2

Page 13: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

13

25

A lokális imperfekciók tervezési értéke

rugalmas számítás képlékeny számításKihajlási görbe

e0 / L e0 / L

a0 1 / 350 1 / 300

a 1 / 300 1 / 250

b 1 / 250 1 / 200

c 1 / 200 1 / 150

d 1 / 150 1 / 100

A mi esetünk rugalmas számítás.- hengerelt I szelvény „a” görbe- hegesztett I szelvény „b” görbe

26

A statikai váz és a törzstartó

1X

Page 14: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

14

27

Közelítő szelvényfelvétel becsléssel

A kétcsuklós kereten számítható maximális nyomatékot az ugyanolyan támaszközű kéttámaszú tartó maximális nyomatékának 2/3-ára becsüljük.

qEd értékét a teherbírási határállapothoz előírt teherkombinációból határozzuk meg.

Az állandó terhet a vázlattervi adatokból számíthatjuk, a gerenda saját súlyát 0,8 - 1,2 kN/m-re becsüljük.

Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban megfelelő I. vagy II. keresztmetszeti osztályú szelvényt az optimálisat közelítő geometriával.

8Lq

32M

2Ed

28

dh

rtd

tdA

w

ww

A gerinclemez horpadásvizsgálat mellőzésének feltétele:

60t/dr1mm/N235f

2,1/72t/d

w

2y

w

Méretezés rugalmassági alapon: 0My

Edel

el

Ed

fMW

WM

/

r6d

dWA

r6ddAW

2el

f

3

fel

rdA2

w

rd

32

dW2AA2A

2el

wf

Szimmetrikus I-szelvény optimális keresztmetszete

Page 15: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

15

29

A legkisebb keresztmetszeti terület feltétele:

rW23d

rd

34

dW2

0dtdA

el3

2el

w

3/1

0My

Ed3/1el /f

rM5,1)rW5,1(d

elfel

el32

w W43W

4W

r6

rW23

r6d

6dtW

2/d)2/d(A

2dI

W2

fff

0My

Edopt

0My

Edelww

0My

Edelf

fdM03A

fdM51

d4W6

dW6tdA

fdM750

dW

43A

/,

/,

/,

30

A keretláb helyettesítő tehetetlenségi nyomatéka

...dsEIMe

i

21

o

321

EI3hds

EIMe

eE3

hI3

o

I 4

I 3

I 2

I 1

I = c

onst

= ?

F=1 F=1

M M1 1

Page 16: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

16

31

Igénybevételek az X1 egységerőből

X1 = 1kN

N1 T1 M1

32

Igénybevételek az állandó teherből

qg = M0 M1

Ng Tg Mg

Page 17: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

17

33

Igénybevételek a hóteherből

qs = M0 M1

Ns Ts Ms

34

Igénybevételek a szélteherből

qw1 ; qw2 ; qw3 ; qw4 M0 M1

Nw Tw Mw

A ferde felületeken a szélteher előjele a tetősíkok hajlásától függ. A külső és belső szélnyomást célszerű együtt számítani.

Page 18: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

18

35

Igénybevételek a hőmérsékletváltozásból

ΔT=±25°C

36

Igénybevételek összegzése a globális imperfekciós teher számításához

A globális imperfekciók számításához a keretlábakban ébredő normálerő ismerete szükséges. Az igénybevételeket teherbírási határállapotban a tartós tervezési állapothoz tartozó teherkombinációból számítjuk. (Kiemelt teher a hóteher.)

)(

,

,/

/

számaoszlopok2mm1150

0132mh

h22001

m

h

h

0

mh0

NEd

EdN NEd

EdN

NEd

NEd

Page 19: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

19

37

A hatások tervezési értékei teherbírási határállapotban

Állandó hatások (G, P) Esetleges hatások (Q)Tervezésiállapot

kedvezőtlen kedvező kiemelt

(domináns)

az összes

többi

Rendkívüli

(A) vagy

szeizmikus

(AE) hatások

Tartós ésideiglenes

γG,sup Gk

(γP,unfav P)

γG,inf Gk

(γP,fav P)γQk1 Qk1 ψ0iγQki Qki -

Rendkívüli Gk ψ11γQk1 Qk1 ψ2i Qki Ad

Szeizmikus Gk - ψ2i Qki AEd

EC 0

38

Hatások parciális tényezői

A hatás Jelölés Számérték

Állandó hatás, ha kedvezőtlen

Állandó hatás, ha kedvező

γG,sup

γG,inf

1,35 (1,10)

1,00 (0,90)

Esetleges hatás, ha kedvezőtlen

Esetleges hatás, ha kedvező

γQ

γQ

1,50

0

A zárójeles értékek csak az állékonysági határállapot vizsgálatakor alkalmazhatók.

EC 0

Page 20: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

20

39

Hatáskombinációk

Teherbírási határállapotok vizsgálatánál: Tartós vagy ideiglenes tervezési állapot Rendkívüli tervezési állapot Szeizmikus tervezési állapot

Használhatósági határállapotok vizsgálatánál: Karakterisztikus (ritka) kombináció ψ0

az irreverzibilis határállapotokhoz (pl. repedésmentesség)

Gyakori kombináció ψ1a reverzibilis határállapotokhoz (pl. eltolódások, lengések)

Kvázi-állandó kombináció ψ2a hosszantartó hatásokhoz (pl. alakváltozások, repedéstágasság)

40

Hatások kombinációs tényezői

Hatás Tényező számértéke

ψ0 ψ1 ψ2

Födém- és tetőteher

A kategória (lakás)

B kategória (iroda)

C kategória (egyéb középület)

D kategória (áruház)

E kategória (raktár)

F kategória (könnyű járművel járt födém)

G kategória (közepesen nehéz járművel járt födém)

H kategória (közönsége tető)

Hóteher (általános eset)

Szélteher

Hőmérsékleti hatások (de nem tűzteher)

0,7

0,7

0,7

0,7

1,0

0,7

0,7

0

0,5

0,6

0,6

0,5

0,5

0,7

0,7

0,9

0,7

0,5

0

0,2

0,2

0,5

0,3

0,3

0,6

0,6

0,8

0,6

0,3

0

0

0

0

Page 21: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

21

41

Igénybevételek a globális imperfekcióból

42

Igénybevételek összegzése a lokális imperfekciós teher számításához

A lokális imperfekciók számításáhozhoz a két keretlábban és a gerendában ébredő normálerő (NEd) ismerete szükséges. Az igénybevételeket teherbírási határállapotban a tartós tervezési állapothoz tartozó teherkombinációkból számítjuk.

e0 = L/250(lásd: 25. dia)

NEd

EdN

EdN

NEd

e0L

4N eEd 0

L

4N e

L

L

Ed 0

Ed 08N e2

Page 22: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

22

43

Igénybevételek a lokális imperfekciókból

44

δH,Ed meghatározása az αcr számításához

A keretsarkok vízszintes eltolódását használhatósági határállapotban a karakterisztikus kombinációból számítjuk. Kiemelt teher a szélteher, a globális és lokális imperfekciós terheket állandó teherként vesszük figyelembe.

Ellenőrizendő feltétel, hogy a gerendában a nyomóerő nem túl nagy-e. A keret síkjában számított relatív karcsúságra teljesülni kell, hogy:

– (A karcsúságot a szerkezeti hossz alapján kell számítani úgy, mintha a gerenda mindkét vége csuklós megtámasztású lenne.)

Ed

y

1

y0

1 NfA

30iL

,/

L /2

H,Ed

Page 23: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

23

45

A hatások tervezési értékei használhatósági határállapotban

Esetleges hatásokHatáskombináció Állandó hatások

kiemelt (domináns) az összes többi

Karakterisztikus Qk1 ψ0i Qki

Gyakori ψ11 Qk1 ψ2i Qki

Kvázi-állandó

Gk

(Pk)

ψ2i Qki

EC 0

46

Igénybevételek a H egységerőből

H = 1kN M0 M1

MH

A keretsarok vízszintes elmozdulásánakszámításához szükséges.

Page 24: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

24

47

Keretsarok elmozdulása a hőmérsékletváltozásból

2AE

LXLe

TLL

ger

hőx

cos

,

e

L

x, hő

X hő

L L

48

Igénybevételek összegzése a szilárdsági-és stabilitás vizsgálatokhoz

A terhelési esetekből az ábrán bejelölt keresztmetszetekben kiszámított N, T és M igénybevételeket a teherbírási határállapot kombinációi szerint a megfelelő parciális és kombinációs tényező figyelembevételével összegezzük.

Az előbbiek szerint számított (elsőrendű) igénybevételekből a másodrendű igénybevételek közelítőleg az alábbi tényezővel történő szorzással kaphatók:

cr

11

1

1

2

3

4

6

8

7

5

Page 25: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

25

49

km. γ állandó γ ψ hó γ ψ szél γ ψ hő TK glob. imp. lok. imp. I. rendű II. rendű korrekció1 N

TM

2 NTM ΔM

3 NTM

4 NTM

5 NTM

6 NTM

7 NTM ΔM

8 NTM

50

korrekció...

A statikai váz és a szilárdsági tengely eltérése miatt a keretláb ellenőrzésekor a nyomatéki igénybevétel korrigálása szükséges.

NM'MT'TN'N

Δ

Page 26: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

26

51

Keresztmetszetek ellenőrzése

Szilárdsági vizsgálatok Külpontosan nyomott elemek vizsgálata

másodrendű elmélet szerinti igénybevételekből (ez egyben a stabilitásvizsgálat is a keret síkjában) a nyomatéki maximumok helyén.

Nyírásvizsgálat (elvégzendő a nyíróerő maximumok helyén).

Normálerő vizsgálata az oszlop alsó keresztmetszetében.

Stabilitásvizsgálat A nyomott öv vizsgálata az oszlopokon és a

gerendán. Optimális kihasználtságra kell törekedni a

keresztmetszetek értelemszerű módosításával.

52

Keresztmetszetek ellenállásának ellenőrzése összetett igénybevételekre (1. ill. 2. osztályú keresztmetszetek)

Hajlítás és normálerő:

Nem kell a nyírás hatását figyelembe venni, ha:

Hajlítás és nyírás:

0MyplRdpl

0MyRdpl

Rdpl

Edy

Rdpl

Ed

fWMfAN

1MM

NN

//

,

,

,

,

,

0M

ywRdpl

2

Rdpl

Ed

wV

0M

y

w

2V

plRdV

3f

tdV

1VV2

tdA

ft4

AWM

,

,

,

RdplEd V50V ,,

Page 27: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

27

53

Kifordulásvizsgálat (egyszerűsített módszerrel)

nyomott öv feltételezettkihajlási alakja

L

szélrács

c

t f~d/6

dh

z

zz

z

t fz

z szelemen

54

A kifordulási ellenállás (övmerevség alapján)

RdcflRdbEd MkMM ,,

101,k fl korrekciós tényező,

Rd,cM a keresztmetszet nyomatéki ellenállása, de 0M

helyett 1M (most nem szilárdsági, hanem stabilitásvesztési határállapotot vizsgálunk);

a helyettesítő T-szelvény f redukált karcsúságától függő csökkentő tényező.

Page 28: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

28

55

A helyettesítő T-szelvény redukált karcsúsága

1

fz

ccf

iLk

A nyomatéki ábra alakja ck tényező

MM

maxmax

3303311,,

0,94

0,90

0,91

0,86

0,77

0,82

56

A χ csökkentő tényező

a „c” görbe alapján általában; a „d” görbe alapján olyan hegesztett I

szelvényeknél, melyeknél:

fth 44

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

0,0 1,0 2,0 3,0

redukált karcsúság

c

"a"

"b"

"c"

"d"

Page 29: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

29

57

A nyomot övek oldalirányú megtámasztásának lehetőségei

rácsos hosszkötés

sarokmereven bekötött,tömör szelvényűhosszkötés

kitámasztott (könyökös)szelemen

58

Varratok vizsgálata

a

vizsgálandó helyek

z

z

y y

80235S3

ff

fa2ISV

w

2Mw

uEdw

Edwy

yEd

,

,

,||

Page 30: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

30

59

A kapcsolatokra ható erők

N

VM

M

N'

V'

M

M

V

N

V'

N'

VN

V'N'V

N

V'

N'

60

A homloklemezes kapcsolat (elképzelt) erőjátéka

A kapcsolat megfelelőségének feltétele:

Összetett igénybevételű csavarok ellenállása:

EdjRdVRdj

EdjRdtRdj

VBV

MzFM

,,,

,,,

1B41

BBB

Rdt

Edt

RdV

EdV

,

,

,

,

,

M

M M

M

z

z

Ft,Rd

Ft,Rd

ezek a csavarokcsak a nyíróerőátadásábanvesznek részt

Page 31: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

31

61

Az egyenértékű T-elem meghatározó méretei

2r61twm w

,

22a61twm w

,

2wbe

emin

m0,8a 2

emin

0,8rmemin

emin

e e

eff

w

bt w

leff értéke a töréskép fajtájától és a geometriai méretektől függ.

d21m ,

A csavar elhelyezhetőségét is figyelembe kell venni.Ajánlás:

62

A helyettesítő T-elem húzó ellenállása

Tönkremenetel módja Húzó ellenállás

1. Az öv teljes folyása

Ft

tF + Q2

tF + Q2

Q Q

Mpl

MplplM

mM4

F RdplRd1t

,,,

2. Az öv folyása és a csavarok törése

Ft

Mpl

2Bi

QQB

2i

nmBnM

F RdtRdplRdt

,,

,2,

2

3. A csavarok törése

tF

B2

i2Bi

EdM < Mpl

RdtRd3t BF ,,,

0M

y2f

effRdpl

f4t

lM,

m251ndeen

,,min

2M

uf

2M

ufm

2M

ub2

2M

ubs

Rdt

m

2

s

ftd013

ftd60

fd530

fA90

B

d61d4

d750A

,

,

,

,

min

,

,

,

Page 32: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

32

63

A csavarátmérő és minőség kiválasztásaA csavarátmérő és a lemezvastagság minimális hányadosa ( δt = d/tmin )

fu

fub 360 430 510 530

400 3,18 - - - 500 2,53 3,04 - - 600 2,12 2,54 3,01 3,13 800 1,59 1,90 2,26 2,34 1000 1,27 1,52 1,80 1,82

A táblázat értékei abból a feltételből adódnak, hogy a palástnyomási ellenállás mindig legyen nagyobb, mint a nyírási ellenállás. A csavarkép elrendezésére vonatkozó feltétel:

02010201 d3pd3pd51ed2e ;;,;

A javasolt csavarátmérő:

mintd t

1

2

1

2

p e

peerõátadás

iránya d0

szélsõ sor

közbensõ sor

64

Az oszlopöv vizsgálata

p50ep50e6250m2

pe6250m2e

e251m4

1

1

eff

,,,

,,

min

e w e

mm

e1

p

zAz érték egy csavarsorra vonatkozik!

Page 33: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

33

65

A homloklemez vizsgálata

mm

e6250m2p50

e6250m2mp50

x

alsóeff

felsőeff

,,

),(,

,

,

m

e wm

xmph

h'

t p

b

bp

e

e/m 1,0 1,25 1,5 λ 0,50 0,44 0,40 α 5,75 6,14 6,52

emmem

m

x

2

1

66

A homloklemez varratainak méretezése

a

aV'

z M

M/z

Page 34: kétcsuklós keretszerkezet tervezésenemethgy/szerkep_II_feladat_1.pdfa gerenda saját súlyát 0,8 -1,2 kN/m-re becsüljük. Válasszunk a becsült nyomatékra rugalmas állapotban

-

34

67

Az oszloptalp méretezése

cdj

0Mj

y

ff

f3f

tc

d

t

jf

N

V

b effc

cc

1 2

3

Ed

Ed

eff

b eff

68

Talpfelület, lehorgonyzás, varratok

Az oszloptalp effektív felülete:

EdcdeffRdj

effeffeff

NfANbA

,

A lehorgonyzó csavar (minősége max. 8.8) A talplemez és a cementhabarcs kiöntés közötti súrlódás 0,2-es súrlódási tényezővel figyelembe vehető.

Rdp

RdVRd

EdRdEdcRdj

BB

B

VBnN20F

,

,

,,

min

,

(A csavar menetes része a furatba kerül!) A varrat ellenőrzése:

a3

fNN2Mw

uRdwEd ,