TART

ÓSZ

ERKE

ZETE

K 2.

Fa kapcsolatok kialakítása, méretezéseAz előadásvázlat Dr. Halvax Katalin Tartószerkezetek V. tantárgy Fa kapcsolatok kialakítása, méretezése című

előadásvázlatára épül.

Fa k

apcs

olat

ok m

éret

ezés

e FA KAPCSOLATOK → a gyenge pont

Milyen típusú fa kapcsolatokat ismerünk/használunk?

ácskötésekméretezést nem

igénylő „hagyományos”

kapcsolatok

méretezést igénylő fakötésekkapcsolatok acél

kapcsolóelemekkel:„csap típusú (tipli)” kapcsolóelem

acél lemez vagy tárcsa/gyűrű

ragasztott kapcsolatok

ÁCSKÖTÉSEKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

- EC szabványokban nem szerepel ! → nemzeti mellékletekre bízzák- nyomóerő átadás összekapcsolt faelemek között MSZ szabvány alapján

ÁCSKÖTÉSEKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

LAPOLÁS

egyenes lapolás egyenes ütközéssel

egyenes lapolás ferde ütközéssel

ferde lapolás egyenes ütközéssel

saroklapolás

teljes rálapolás

ÁCSKÖTÉSEKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

FOGAS LAPOLÁS

egyenes fogas lapolás egyenes ütközéssel

ferde fogas lapolás ferde ütközéssel

egyenes fogas lapolás ferde ütközésselfecskefarkú bekötő lapolás

ÁCSKÖTÉSEKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

BEERESZTÉS

egyenes beeresztés

ferde beeresztés

ferde csapos beeresztés

ferde kettős beeresztés

ÁCSKÖTÉSEKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

CSAPOZÁS

egyenes csap

vállcsap

ferde csap

oszlopok toldása csapozással

ollós csap

ÁCSKÖTÉSEKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

HORGOLÁS

egyszerű horgolás

fészkes horgolás

egyszerű horgolás éltompítással

csapos fészkes horgolás

RAGASZTOTT KAPCSOLATOKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

- EC szabványokban nem szerepel ! → nemzeti mellékletekre bízzák- jelenleg kutatási/kísérleti fázisban

ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Dowel type fasteners „csap típusú” kötőelemekhuzalszeg d<8mm csavar d>8mm acélhenger d>6mm facsavar

Connectors acél kapcsolóelemekszeglemez gyűrűk és tárcsák

(dowel)

ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Connectors acél kapcsolóelemek2mm vtg. horganyzott acéllemez

2mm vtg. horganyzott acéllemez

6mm vtg. alumínium

3mm vtg. horganyzott acéllemez

ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Connectors acél kapcsolóelemek

ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

EUROCODE 5 szerint: →méretezés laborkísérletek alapján (design by testing)

EN 1075 – szeglemez kapcsolatok EN 1380 – csap típusú kötőelemek kapcsolatokEN 26891 – próbatestekEN 28970 – vizsgálati módszerek

→méretezés számítás alapján (design by calculation):MSZ EN 1995-1-1 alapján

SZERKESZTÉSI SZABÁLYOKFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Átmenőcsavar legkisebb osztásközei rostirányú erő α=0° esetén:a1=5d a4,t=3d a4,c=3da2=4d a3,t=7d a3,c=4d

a1 (rostirányban) 0º ≤ α ≤ 360º (4+|cosα|d)

a2 (rostirányra merőlegesen)

0º ≤ α ≤ 360º 4d

a3,t (terhelt vég) -90º ≤ α ≤ 90º max(7d , 80mm)

a3,c(terheletlen vég) 90º ≤ α < 150º150º ≤ α < 210º210º ≤ α ≤ 270º

(1+6sinα)d4d

(1+6|sinα|)d

a4,t (terhelt szél) 0º ≤ α ≤ 180º max((2+2sinα)d; 3d)

a4,c(terheletlen szél) 180º ≤ α ≤ 360º 3d

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

→keresztirányban terhelt kapcsolóelem → tengelyirányban terhelt kapcsolóelem

EdvRdv FF ,, ≥EdaxRdax FF ,, ≥

1,

,

,

, ≤+Rdv

Edv

Rdax

Edax

FF

FF

→kereszt- és tengelyirányban terhelt kapcsolóelem esetében:

Fv,Ed: keresztirányú terhelő erő tervezési értékeFv,Rd: keresztirányú teherbírás tervezési értéke

Fax,Ed: tengelyirányú terhelő erő tervezési értékeFax,Rd: tengelyirányú teherbírás tervezési értéke

TENGELYIRÁNYÚ TEHERBÍRÁS Fax,RkFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Tengelyirányban terhelt szegek teherbírásának meghatározásarostirányra merőleges ill. ferde szegezés esetében

kihúzódási teherbírás simafelületű szegek esetében:

fax,k: a kihúzódási szilárdság karakterisztikus értéke a szegcsúcs felőli elembenfhead,k: a fejáthúzódási szilárdság karakterisztikus értéke a szegfej felőli elembend: a szeg átmérőjetpen: a szeg benyúlása a szegcsúcs felőli elembet: a szegfej felőli elem vastagságadh: a szegfej átmérője

2,,

,, min

hkheadkax

penkaxRkax dftdf

tdfF

⋅+⋅⋅

⋅⋅=

26,

26,

1070

1020

kkhead

kkax

f

f

ρ

ρ

⋅⋅=

⋅⋅=−

−

M

RkaxRdax

kFF

γmod,

,

⋅=

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Keresztirányban terhelt csap típusú kapcsolóelem

egyszer-nyírt fa-fa kapcsolat

négyszer-nyírt fa-acél kapcsolat

egyszer-nyírt fa-acél kapcsolat

egyszer-nyírt fa-falemez kapcsolat

szeglemezes kapcsolat

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

dtf kh ⋅⋅ 1,1,

dtf kh ⋅⋅ 2,2,

4112

1,

1

2

2

1

232

1

2

1

221,1, Rkaxkh Ftt

tt

tt

ttdtf

+

+⋅−

⋅+

++⋅+⋅

+⋅⋅

βββββ

4)2(4

)1(22

05,1 ,21,1,

,1,1, Rkax

kh

Rkykh FtdfMdtf

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅++⋅⋅

+⋅⋅

⋅ βββ

βββ

42

1215,1 ,

,1,,Rkax

khRky

FdfM +⋅⋅⋅⋅

+⋅

ββ

= min,RkVF

4)21(4

)1(22

05,1 ,22,1,

,22,1, Rkax

kh

Rkykh FtdfMdtf

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅++⋅⋅

+⋅⋅

⋅ βββ

βββ

FA-FA kapcsolat, teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként és kapcsoló-elemenként a következő összefüggések közül a legkisebb érték adja:

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

FV,Rk teherbírás karakterisztikus értéke egy kapcsolóelem egy nyírt síkján!d kapcsolóelem átmérője f h,i,k beágyazási szilárdság karakt. értéke az i jelű elemnélti faelem vastagsága vagy a behatolási mélységMy,Rk kapcsolóelem képlékeny határnyomatékának karakt. értékeFax,Rk kapcsolóelem kihúzódási teherbírásának karakt. értéke

a faelemek beágyazási szilárdságának aránya

dtf kh ⋅⋅ 1,1,

dtf kh ⋅⋅ 2,2,

4112

1,

1

2

2

1

232

1

2

1

221,1, Rkaxkh Ftt

tt

tt

ttdtf

+

+⋅−

⋅+

++⋅+⋅

+⋅⋅

βββββ

4)2(4

)1(22

05,1 ,21,1,

,1,1, Rkax

kh

Rkykh FtdfMdtf

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅++⋅⋅

+⋅⋅

⋅ βββ

βββ

42

1215,1 ,

,1,,Rkax

khRky

FdfM +⋅⋅⋅⋅

+⋅

ββ

= min,RkVF

4)21(4

)1(22

05,1 ,22,1,

,22,1, Rkax

kh

Rkykh FtdfMdtf

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅++⋅⋅

+⋅⋅

⋅ βββ

βββ

kh

kh

ff

,1,

,2,=β

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

fh,k: beágyazási szilárdság karakterisztikus értéke (embedment strength)

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Myk: kapcsolóelem képlékeny határnyomatékának karakt. értéke (yield moment)

6,2, 3,0 dfM ukRky ⋅⋅=

fu,k: a húzószilárdság karakterisztikus értéke [N/mm2]d: a kapcsolóelem átmérője [mm]

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

= min,RkVF

dtf kh ⋅⋅ 1,1,

dtf kh ⋅⋅⋅ 2,2,5,0

4)2(4

)1(22

05,1 ,21,1,

,1,1, Rkax

kh

Rkykh FtdfMdtf

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅++⋅⋅⋅

+⋅⋅

⋅ βββ

βββ

42

1215,1 ,

,1,,Rkax

khRky

FdfM +⋅⋅⋅⋅

+⋅

ββ

FA-FA kapcsolat, teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként és kapcsoló-elemenként a következő összefüggések közül a legkisebb érték adja:

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

ACÉLLEMEZ-FA kapcsolatok, a teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként éskapcsolóelemenként a következő összefüggések közül a legkisebb értékű adja:

Vékony acéllemez és egyszer nyírt kapcsolat esetén:

Vastag acéllemez és egyszer nyírt kapcsolat esetén:

acéllemez: vékony ha v ≤ 0,5dvastag ha v ≥ d(kettő között lineáris interpoláció!)

+⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅=

4215,1

4,0min

,,,

1,

, RkaxkhRky

kh

RkV FdfM

dtfF

+⋅⋅⋅

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅⋅

⋅⋅

=

43,2

41

42min

,,,

,21,

,1,

1,

,

RkaxkhRky

Rkax

kh

Rkykh

kh

RkV

FdfM

Ftdf

Mdtf

dtf

F

CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

ACÉLLEMEZ-FA kapcsolatok, a teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként éskapcsolóelemenként a következő összefüggések közül a legkisebb értékű adja:Bármilyen vastagságú acéllemez mint kétszer nyírt kapcsolat középső eleme esetén:

Acéllemez mint kétszer nyírt kapcsolat külső eleme:vékony acéllemez esetén: vastag acéllemez esetén:

+⋅⋅⋅

+

−

⋅⋅

⋅+⋅⋅⋅

⋅⋅

=

43,2

41

42min

,,1,,

,21,1,

,1,1,

1,1,

,

RkaxkhRky

Rkax

kh

Rkykh

kh

RkV

FdfM

Ftdf

Mdtf

dtf

F

+⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅=

4215,1

5,0min

,,2,,

2,2,

, RkaxkhRky

kh

RkV FdfM

dtfF

+⋅⋅⋅

⋅⋅⋅=

43,2

5,0min

,,2,,

2,2,

, RkaxkhRky

kh

RkV FdfM

dtfF

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

Be carefull with „cheese connections”!

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

„cheese connections”

Csap típusú kapcsolóelemmel kialakított, rostirányú erő(komponens)el terhelt acél-fa kapcsolatok esetében vizsgálni kell a következő törési lehetőségeket is:

⋅⋅

⋅⋅=

kttnet

kvvnetRkbs fA

fAF

,0,,

,,, 5,1

7,0max

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

dtfF khRkv ⋅⋅= 1,1,, dtfF khRkv ⋅⋅= 2,2,,

4112

1,

1

2

2

1

232

1

2

1

221,1,,

RkaxkhRkv

Ftt

tt

tt

ttdtf

F +

+⋅−

⋅+

++⋅+⋅

+⋅⋅

= βββββ

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa

kap

csol

atok

mér

etez

ése

TART

ÓSZ

ERKE

ZETE

K V.

Köszönöm a figyelmet!