A tartószerkezeti tervezés alapjai Basis of structural design

A tartószerkezeti tervezés alapjaiBasis of structural design

AZ EN 1990 EUROCODE 0

SZABVÁNY

FOGALMAI, ÖSSZEFÜGGÉSEI

A tartószerkezeti tervezés alapjai 1

A SZERKEZETTERVEZŐ FELADATA

RENDELTETÉST SZOLGÁLÓ TEREK KÖRÜLVÉTELE, VÉDELME

A HASZNÁLAT IDŐTARTAMA ALATT VÁRHATÓ KÖZVETLEN ÉS KÖZVETETT

ERŐTANI HATÁSOKKAL SZEMBEN

… FEDÉLSZÉK, FÖDÉM, PILLÉR, HÍD, ALAGÚT, GÁT, FÖLDMŰ, ANTENNATORONY …


ALAPKÖVETELMÉNYEK

TARTÓS ELLENÁLLÓKÉPESSÉG HATÁSOKKAL SZEMBEN

A MEGVALÓSÍTÁS SORÁN, HASZNÁLAT KÖZBEN ÉS RENDKÍVÜLI ÁLLAPOTBAN

TARTÓS HASZNÁLHATÓSÁGRENDELTETÉST ZAVARÓ ELMOZDULÁSOK,

ALAKVÁLTOZÁSOK, LENGÉSEK, REPEDÉSEK NÉLKÜL


TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS

TAPASZTALATI MÉRETEZÉS

MEGENGEDETT FESZÜLTSÉGEK

OSZTOTT BIZTONSÁGI TÉNYEZŐK ÉS HATÁRÁLLAPOTOK

EUROCODE

Gábori Pál, Kazinczy Gábor, Korányi Imre,

Menyhárd István, Rózsa Mihály


A MEGFELELŐSÉG IGAZOLÁSÁNAK LOGIKÁJA (1)

A TARTÓSZERKEZETNEK ELLENÁLLÓKÉPESSÉGE VAN, AMELYNEK MECHANIKAI MENNYISÉGEKKEL JELLEMZETT

HATÁRÁLLAPOT FELELTEHETŐ MEG

A TARTÓSZERKEZETBEN A HATÁSOK MECHANIKAI MENNYISÉGEKKEL JELLEMEZHETŐ ÁLLAPOTOKAT

ÉBRESZTENEK

A MECHANIKAI MENNYISÉGEK ÉS HATÁSOK VALÓSZÍNŰSÉGI VÁLTOZÓK, EGYMÁSTÓL KÜLÖNBÖZŐ

MEGBÍZHATÓSÁGGAL ADHATÓK MEG A HATÁS ÉS ELLENÁLLÓKÉPESSÉG JELLEGÉTŐL FÜGGŐEN

VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLETI ALAPFOGALMAK ÉS ÖSSZEFÜGGÉSEK A

(matematikai ismétlés)

BELE KELL TÖRŐDNÜNK ABBA, HOGY EZEK NÉLKÜL NEM ÉRTHETJÜK MEG A TARTÓSZERKEZETEK MÉRETEZÉSÉNEK GONDOLATMENETÉT

ÉS AZ EUROCODE SZABVÁNYSOROZAT ÉSZJÁRÁSÁT

Két dolog vigasztalhat:a) másoknak is bele kell ebbe törődniük

b) ismerjük és használjuk az osztott biztonsági tényezők módszerét

VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLETI ALAPFOGALMAK ÉS ÖSSZEFÜGGÉSEK B

VALÓSZÍNŰSÉG, KOCKÁZAT, MEGBÍZHATÓSÁG

HISZTOGRAM, GYAKORISÁG, SŰRŰSÉGFÜGGVÉNY

RRELATÍV GYAKORISÁG

1 1

F

R,F

VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLETI ALAPFOGALMAK ÉS ÖSSZEFÜGGÉSEK C

MEGBÍZHATÓSÁG, KOCKÁZAT, SZÓRÓDÁS/SZÓRÁS

0,05 S S 0,95

βS



A TARTÓSZERKEZETNEK ELLENÁLLÓKÉPESSÉGE VAN, AMELYNEK MECHANIKAI MENNYISÉGEKKEL JELLEMZETT

HATÁRÁLLAPOT FELELTEHETŐ MEG

A TARTÓSZERKEZETBEN A HATÁSOK MECHANIKAI MENNYISÉGEKKEL JELLEMEZHETŐ ÁLLAPOTOKAT

ÉBRESZTENEK

A MECHANIKAI MENNYISÉGEK ÉS HATÁSOK VALÓSZÍNŰSÉGI VÁLTOZÓK, EGYMÁSTÓL KÜLÖNBÖZŐ

MEGBÍZHATÓSÁGGAL ADHATÓK MEG A HATÁS ÉS ELLENÁLLÓKÉPESSÉG JELLEGÉTŐL FÜGGŐEN


IGÉNYBEVÉTEL ÉS ELLENÁLLÁS SŰRŰSÉGFÜGGVÉNYE

A HATÁSOK KÖVETKEZMÉNYÉNEK TERVEZÉSI ÉRTÉKE ≤ A SZERKEZET ELLENÁLLÁSÁNAK TERVEZÉSI ÉRTÉKE

0 R - F

RELATÍV GYAKORISÁG

F,E R

teherbírási tartalék (R-F) F,E,R


TEHERBÍRÁSI TARTALÉK R - F

SŰRŰSÉGFÜGGVÉNYE (GAUSS~NORMÁLIS)

~ 0,2 = f*

SR-F SR-F

R – F (R – F)*



A HATÁSOK KÖVETKEZMÉNYEKÉNT KIALAKULÓ ÁLLAPOTOKAT

ÖSSZE KELL HASONLÍTANI

AZ ANYAGOK, MÉRETEK, ALAKZATOK ÁLTAL MEGHATÁROZOTT ELLENÁLLÓKÉPESSÉGNEK

MEGFELELŐ ÁLLAPOTOKKAL



FEL KELL ISMERNI AZ ÖSSZEHASONLÍTÁST IGÉNYLŐ ESETEKET

A MECHANIKAI MENNYISÉGEK EGYMÁSTÓL ELTÉRŐ MEGBÍZHATÓSÁGGAL ÁLLAPÍTHATÓK MEG, AMIT

PARCIÁLIS TÉNYEZŐKKEL KELL FIGYELEMBE VENNI

A HATÁSOK KÖVETKEZTÉBEN KIALAKULÓ ÁLLAPOTOKHOZ TARTOZÓ MECHANIKAI JELLEMZŐK NEM LÉPHETIK TÚL AZ ELLENÁLLÓKÉPESSÉGHEZ

TARTOZÓ ÁLLAPOTOK JELLEMZŐIT.


FOGALOMKÉSZLET (KIVONATOS)

TARTÓSZERKEZETI MODELL

TERVEZÉSI HELYZET

IDEIGLENES, TARTÓS, RENDKÍVÜLI, SZEIZMIKUS

TERVEZÉSI KÖVETELMÉNYEK, HASZNÁLHATÓSÁGI KÖVETELMÉNYEK

TERHELÉSI ESET

TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOTOK, HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOTOK

MEGBÍZHATÓSÁGI SZINT

HATÁS

ÁLLANDÓ, ESETLEGES, DOMINÁNS, RENDKÍVÜLI, SZEIZMIKUS, GEOTECHNIKAI

RÖGZÍTETT, NEM RÖGZÍTETT, DINAMIKUS, KVÁZI-STATIKUS,

HATÁS ÉRTÉKE

KARAKTERISZTIKUS, REPREZENTATÍV, TERVEZÉSI

DOMINÁNS ESETLEGES, KOMBINÁCIÓS

ANYAGJELLEMZŐK, GEOMETRIAI MÉRETEK ÉRTÉKE

KARAKTERISZTIKUS, TERVEZÉSI, NÉVLEGES


SZERKEZETI MODELL KIALAKÍTÁSA

közelítő méretekkel, becsült anyagjellemzőkkelmechanikai vizsgálatokhoz - statikai váz

VISELKEDÉSI MODELL MEGVÁLASZTÁSA

elsőrendű, lineárisan rugalmasmásodrendű, lineárisan rugalmas

elsőrendű, nemlineárisan rugalmas….

elsőrendű, képlékenyharmadrendű ...


AZ ÖSSZEHASONLÍTÁS KÉT HALMAZA

(A)IGÉNYBEVÉTELT OKOZÓ HATÁSOK SZÁMBAVÉTELE,

TERHELÉSI ESETEK, HELYZETEK, ÁLLAPOTOK ÉRTELMEZÉSE

(B)ELLENÁLLÁS, ELLENÁLLÓKÉPESSÉG, ELŐÍRT IDEIG

MEGKÖVETELT HASZNÁLHATÓSÁG JELLEMZÉSE OLYAN HATÁRÁLLAPOTOKKAL, AMELYEKBEN

TELJESÜLNEK A TERVEZÉSI KÖVETELMÉNYEK


AZ ÁLLAPOTOK MEGKÜLÖNBÖZTETÉSÉNEK SZEMPONTJAI

követelmények, ellenálló-képességek, hatások

anyagok viselkedése, méretváltozások, pontatlanságokrendeltetés, szerkezet-kialakítás,

környezeti adottságok…..


A MEGFELELÉS ÉRTELMEZÉSE

HATÁSOKBÓL KÖVETELMÉNYEKBŐL

LEVEZETETT LEVEZETETT

IGÉNYBEVÉTEL ≤ ELLENÁLLÁS

(HATÁS) (TEHERBÍRÁS)


A HATÁSOK KÖVETKEZMÉNYÉNEK TERVEZÉSI ÉRTÉKE - Ed

≤ A SZERKEZET ELLENÁLLÁSÁNAK TERVEZÉSI ÉRTÉKE - Rd


IGÉNYBEVÉTEL ELLENÁLLÁS

Ed Rd

Ed Rd


TEHERBÍRÁSI HASZNÁLHATÓSÁGI

HATÁRÁLLAPOTOK

VIZSGÁLATÁNAK CÉLKITŰZÉSEI

SZERKEZETEK TÖNKREMENETELE SZERKEZETEK ÉPSÉGE

ELLENI VÉDELEM EMBERI KOMFORTÉRZET

EMBERI ÉLET BIZTONSÁGA RENDELTETÉSI MŰKÖDŐKÉPESSÉG

KÜLSŐ MEGJELENÉS, TARTÓSSÁG

ÉS A VIZSGÁLAT TÁRGYAI

HELYZETI ÁLLÉKONYSÁG ALAKVÁLTOZÁSOK, ELMOZDULÁSOK

SZILÁRDSÁG, ALAKI STABILITÁS REZGÉSEK, LENGÉSEK

FÁRADÁS KÜLSŐ MEGJELENÉS

TALAJKÖRNYEZET TÖNKREMEBNETELE FESZÜLTSÉGEK NEM TEHERVISELŐ SZERKEZETEKBEN


TERVEZÉSI HELYZETEK

TARTÓS, RENDELTETÉSSZERŰA RENDELTETÉSNEK MEGFELELŐ HASZNÁLAT KÖRÜLMÉNYEIT LEÍRÓ, AZ ÉLETTARTAMMAL AZONOS NAGYSÁGRENDŰ IDŐTARTAMRA VONATKOZÓ ALAPÁLLAPOT

IDEIGLENES, ÁTMENETIA HASZNÁLAT ÉS A KÖRNYEZETI HATÁSOK ÁTMENETI KÖRÜLMÉNYEIT

LEÍRÓ, NAGY VALÓSZÍNŰSÉGGEL, DE AZ ÉLETTARTAMNÁL LÉNYEGESEN RÖVIDEBB IDEIG FELLÉPŐ ÁLLAPOT (ÉPÍTÉS, BONTÁS, JAVÍTÁS)

RENDKÍVÜLIKIVÉTELES MŰKÖDÉSI KÖRÜLMÉNYEKET LEÍRÓ, KIS VALÓSZÍNŰSÉGGEL BEKÖVETKEZŐ, DE KI NEM ZÁRHATÓ ÁLLAPOT (PL. ROBBANÁS)

SZEIZMIKUSFÖLDRENGÉS KIVÉTELES KÖRÜLMÉNYEI KÖZÖTTI MŰKÖDÉST LEÍRÓ,

RÖVID IDEIG FENNÁLLÓ ÁLLAPOT, ÖVEZETRE ELŐÍRT ÉRTÉKEKKEL


KOCKÁZATI SZINTEK

TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOT K ≤ 10-4 – 10-5

HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOT K ≤ 10-2 – 10-3

TERVEZÉSI ÉLETTARTAM (ÉV)

10 IDEIGLENES TARTÓSZERKEZETEK10-25 CSERÉLHETŐ RÉSZEK (DARUPÁLYÁK,

SARUK)15-30 MEZŐGAZDASÁGI SZERKEZETEK50 ÉPÜLETEK TARTÓSZERKEZETEI100 MONUMENTÁLIS ÉPÜLETEK TARTÓI,

HIDAK, ALAGUTAK


MEGBÍZHATÓSÁG ÉS KOCKÁZAT

K S S 1-K

βS


MEGBÍZHATÓSÁGI SZINTEK

osztályai és szorzói

NAGY KOCKÁZAT, JELENTŐS KÁROK 1,1 lelátók, koncerttermek független, kibővített ellenőrzés

KÖZEPES KOCKÁZAT, SZÁMOTTEVŐ KÁROK 1,0 lakó-, irodaházak szabályzatszerű ellenőrzés

KICSI KOCKÁZAT, CSEKÉLY KÁROK 0,9 mezőgazdasági tárolók önellenőrzés


A HATÁSOK

csoportjai fajtái példái

Időbeli változás szerint

(időben) állandó G, P önsúly

esetleges (időben változó) Qk

tartós (raktár) (ψ0,ψ1,ψ2)rövid idejű (meteorológiai)ritka (karakterisztikus)

rendkívüli A ütközés, robbanás

Eredet szerintközvetlen koncentrált, megoszló erők

közvetett (kinematikai)

hőmérsékletváltozás, támaszmozgás

Térbeli változás szerint

rögzített önsúly

nem rögzített daruteher

Jelleg és/vagy szerkezeti válasz szerint

statikus nem okoz szerkezeti gyorsulástkvázistatikus

dinamikus földrengés


SZERKEZETI ANYAGJELLEMZŐKKARAKTERISZTIKUS, REPREZENTATÍV ÉS TERVEZÉSI

ÉRTÉKE

KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKAZ ELŐFORDULÁSRA JELLEMZŐ GYAKORISÁGI ADATOK ÉS MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOK ALAPJÁN FELVETT

KIINDULÓ ÉRTÉK REPREZENTATÍV ÉRTÉK

A SZÓBAJÖHETŐ KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEK KÖZÜL KIVÁLASZTOTT, ELŐÍRT VAGY MEGBÍZHATÓSÁGI

MEGFONTOLÁSOKAT TÜKRÖZŐ TÉNYEZŐKKEL SZORZOTT ÉRTÉKTERVEZÉSI ÉRTÉK

A KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKBŐL KÖZVETLENÜL, VAGY A REPREZENTATÍV ÉRTÉKBŐL A PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐ ALKALMAZÁSÁVAL MEGKAPHATÓ ÉRTÉK


KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK

AZ ELŐFORDULÁSRA JELLEMZŐ GYAKORISÁGI ADATOK ÉS MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOK

ALAPJÁN FELVETT KIINDULÓ ÉRTÉK


REPREZENTATÍV ÉRTÉK

A SZÓBAJÖHETŐ KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEK KÖZÜL

KIVÁLASZTOTT, ELŐÍRT VAGY

MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOKAT TÜKRÖZŐ TÉNYEZŐKKEL SZORZOTT

ÉRTÉK


TERVEZÉSI ÉRTÉK

A KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKBŐL KÖZVETLENÜL,

VAGY A REPREZENTATÍV ÉRTÉKBŐL

A

A PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐ ALKALMAZÁSÁVAL MEGKAPHATÓ ÉRTÉK


EGY JELLEGZETES SZERKEZETI ANYAGJELEMZŐ KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEI

ÉS TERVEZÉSI ÉRTÉKE

RELATÍV GYAKORISÁG f

SŰRŰSÉGFÜGGVÉNY

100 %

fd= f0,05/γ

5 % f0,05 f0,95 5 %


IDŐBEN ÁLLANDÓ HATÁS (ÖNSÚLY) Gk

KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKE

ÉS TERVEZÉSI ÉRTÉKEI


Gk SŰRŰSÉGFÜGGVÉNY

100 %

Gdinf = γGinfGk Gdsup = γGsupGk


IDŐBEN VÁLTOZÓ (ESETLEGES) HATÁSOK Qk

Q TERVEZÉSI TEHERSZINT

RITKA ~ KARAKTERISZTIKUS TEHERSZINT EN1991

GYAKORI ~ (AZ ÉLETTARTAM 1 %-A)

KVÁZI-ÁLLANDÓ (TARTÓS) 50%

100 %


IDŐBEN VÁLTOZÓ (ESETLEGES) Qk HATÁSOK

REPREZENTATÍV ÉRTÉKEI

KOMBINÁCIÓS ÉRTÉK Ψ0Qk

GYAKORI ÉRTÉK Ψ1Qk

KVÁZI-ÁLLANDÓ ÉRTÉK Ψ2Qk

TERVEZÉSI ÉRTÉK γQQk


A reprezentatív értékek meghatározásához használandó ψ tényezők

Hatás jellege

Ψ0 Ψ1 Ψ2

egyidejűségi(kombinációs)

tényező

gyakoriteherszinttényezője

kvázi-állandóteherszinttényezője

Hasznos terhek

Lakóépületek, irodák 0,7 0,5 0,3

…

Raktárak 1,0 0,9 0,8

Nem járható tetők 0,0 0,0 0,0

…

Nehéz járművel járható födémek 0,7 0,3 0,3

Meteorológiaiterhek

Szélteher 0,6 0,5 0,0

Hóteher 0,5 0,2 0,0

Hőmérsékletkülönbség hatása 0,6 0,5 0,0

Gépi berendezések 1,0 0,9 -

…

Daruteher 1,0 0,9 -

TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOT

HASZNÁLHATÓSÁGIHATÁRÁLLAPOT

HATÁS(TEHER)JELLEGE

TERVEZÉSI HELYZET

tartós vagy ideiglenesrendkívüli/szeizmikus

szilárdsági/alaki

stabilitási

helyzetiállékonysági

állandókedvező 1,35 1,10

1,01,0

kedvezőtlen 1,00 0,90

esetleges 1,50

rendkívüli - -

feszítőerőkedvezőtlen 1,30 -

kedvező 1,0 -

zsugorodás 1,0


A HATÁSOK γF PARCIÁLIS (BIZTONSÁGI) TÉNYEZŐI


TERHELÉSI ESETEK

A TERHELÉSI ESET FÜGGETLEN HATÁSOK KOMBINÁCIÓJA,

EGY ADOTT ELLENŐRZÉS SORÁN EGYIDEJŰLEG ÖSSZETARTOZÓ TEHERELRENDEZÉSEK,

ALAKVÁLTOZÁSOK, PONTATLANSÁGOK FIGYELEMBE VÉTELE


A hatások tervezési értékei teherbírási határállapotban

Tervezési helyzet

Állandó hatások Gd

Független esetleges hatások Qd

Rendkívüli vagy szeizmikus hatások Ad

kedvezőtlen kedveződomináns, kiemelt, fő

többi-

Tartós és ideiglenes γsupGk γinfGk γQQk1 γQψ0Qki -

Rendkívüli Gk Ψ1Qk1 Ψ2iQki Ad

Szeizmikus Gk Nincs Ψ2iQki Ad


A hatások tervezési értékei használhatósági határállapotban

Hatáskombináció Állandó hatások

Független esetleges hatások Qd

domináns többi

Kvázi-állandó Gk Ψ2iQki

Gyakori Ψ1Q1 Ψ2iQki

Karakterisztikus Q1 Ψ0iQki


MEREVSÉGI KÖVETELMÉNYEK

HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOTBAN

FÜGGŐLEGES LEHAJLÁS

TÁMASZVONALTÓL MÉRT LEHAJLÁS

ALAKVÁLTOZÁS HATÁSA A RENDELTETÉSRE ÉS ÉÜLETSZERKEZETEKRE

ELTÉRŐ ANYAGÚ SZERKEZETEK ALAKVÁLTOZÁSÁNAK KÖLCSÖNHATÁSA

REZGÉSEK ÁLTAL OKOZOTT KELLEMETLEN KÖZÉRZET

Documents

A tartószerkezeti tervezés alapjai Basis of structural design