Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Méretezés földrengésre Különleges tartószerkezetek.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Méretezés földrengésre Különleges tartószerkezetek."— Előadás másolata:

1 Méretezés földrengésre Különleges tartószerkezetek

2 Ajánlott irodalom Dulácska E., Joó A., Kollár L.: Tartószerkezetek Tervezése Földrengési Hatásokra, Akadémiai Kiadó, Sajtos I., Hegyi D., Sipos A.Á., Vető D.: Falazott szerkezetek méretezése – Falazott szerkezetű épületek méretezése földrengésre – Példatár. Wienerberger Téglaipari Zrt., 2010.

3

4 Fontosabb magyarországi földrengések IdőHelyM 456. szept. 7.Szombathely jún. 28.Komárom ápr. 22.Komárom jan. 14.Mór máj.27.Mór júl.1.Komárom jún.21.Jászberény júl. 8.Kecskemét jan.31.Eger jan.12.Dunaharaszti aug.15.Berhida4.9 Magyarország Földrengés Információs Rendszere (FIR). GEORISK KFT

5 Földrengés hatásának szemléltetése 0.1 g esetén

6 Néhány országban a kipattanó földrengések várható gyakorisága [Georisk, Dulácska]

7 EC8 Alapkövetelmények az emberi élet kioltását el kell ke- rülni, még igen nagy (ritkán bekö- vetkező) földrengés esetében is, korlátozni kell a bekövetkező káro- kat (ez különösen fontos gyakran be- következő földrengések esetében), biztosítani kell, hogy létfontosságú létesítmények használhatóak maradjanak. Teherbírási követelmény (no-collapse requirement) Fontossági tényező Korlátozott károk követel- ménye (damage limitation requirement)

8 Teherbírási követelmény (no-collapse requirement) Az Eurocode-8 szerint az épület nem dőlhet össze (de károsodhat) egy olyan földrengés hatására, amelynek túllépési valószínűsége 50 év alatt 10%. Ekkor a földrengés visszatérési periódusa: 475 év Ennek a követelménynek megfelelően kell az egyes országokban meghatározni a talajgyorsulás referencia értékeit (a múltbeli földrengés statisztikai elemzése nyomán)

9 Korlátozott károk követelménye (damage limitation requirement) A szerkezet nem károsodhat jelentősen egy olyan földrengés hatására, amelynek túllépési valószínűsége 10 év alatt 10%. Ekkor földrengés visszatérési periódusa: 95 év A gyakorlati számításban úgy járhatunk el, hogy a teherbíráshoz meghatározott alapgyorsulást – az Eurocode-8 szerint – csökkentjük. Ennek mértéke függ az épület fontossági osztályától: I. és II. fontossági osztály esetén a csökkentő szorzó =0.5; III. és IV. fontossági osztály esetén pedig =0.4.

10 Magyarország zónatérképe (GEORISK, 475 év)

11 Mennyiben lehet előre jelezni? A Magyarországon kipattant földrengések összegzett energiája [Dulácska]

12 Földrengés hatása a szerkezetekre Merev vs. hajlékony szerkezet maximális amplitúdó, maximális gyorsulás, energiatartalom, földrengés időtartama, szerkezet rezgésideje és a földrengés domináns periódusideje, szerkezet csillapítása

13 A számítás módszerei Statikus számításDinamikus számítás Lineárisan rugalmas Helyettesítő terhek módszere Modális válasz spektrum Nem lineárisEltolásvizsgálatIdőbeli viselkedés követése Síkbeli modell – Térbeli modell A számítás lehet: statikus vagy dinamikus. Az anyagmodell lehet: lineárisan rugalmas vagy nem lineáris. Egyszerűbb estekben megengedhető a síkbeli vizsgálat, de általában térbeli vizsgálatot végzünk

14 Válaszspektrum analízis A válasz spektrum S e a rugalmas pszeudó gyorsulási válaszspektrum, a g a sziklán megadott maximális gyorsulás, a gR a sziklán megadott maximális gyorsulás referenciaértéke (átlagos fontosságú szerkezetre),  I a fontossági tényező (bekövetkezés valószínűsége), Sa talaj szorzó, amely azt veszi figyelembe, hogy a puha talajok felerősítik a földrengés hatását,  az ún. gyorsulásnövelő tényező, amely a szerkezet rezgésidejének (T n ) függvénye, EC8 adja meg képletszerűen

15 ( általában 1 ) Helyettesítő terhek módszere,,, Csak az első rezgés alakot vesszük figyelembe (esetleg azt is egyenessel közelítjük) Alacsony, középmagas és magas épület első lengésalakja A módszer lépései: Az alapnyíróerő meghatározása (F b =S d m) A terhek szétosztása lineáris lengésalakot vagy az első lengésalakot feltételezve Szerkezet számítása ezekre a terhekre

16 A duktilitás hatása Következmény: egy szerkezet földrengéssel szembeni biztonságát első- sorban nem a teherbírása, hanem az elmozdulási képessége szabja meg. Veletsos és Newmark (1960): egy szerkezet a földrengésre bekövet- kező maximális elmozdulása csak kis mértékben függ attól, hogy a szerkezet képlékenyedik-e, vagy sem. Ez az „azonos elmozdulások törvénye” (Equal displacement rule) Duktilitás: Földrengés szempont- jából „hasonló”

17 A duktilitás hatása A válasz-csökkentő tényező, R ≈ q (viselkedési tényező) q (viselkedési tényező) az Eurocodeban használt fogalom

18 Rugalmas S e (T n ) és tervezési S d (T n ) (pszeudó) gyorsulási válasz spektrum

19 Csavarás hatása (véletlen külpontosságok) Figyelembe kell venni a tömegek pontatlan elhelyezését. Egy épület esetében a födémeket a főirányokban az adott irányba eső épületméret 5%-ának megfelelő külpontossággal kell elhelyezni

20 Szerkezeti elemek méretezése (Lényegében) rugalmas számítás hagyományos méretezés Képlékeny számítás kapacitás tervezés (q ≤ ) (q > )

21 Kapacitás tervezés A képlékeny csuklók tervezése (vasbeton esetében sűrű kengyelezést és jelentős lehorgonyzási hosszakat, acél esetében zömök keresztmetszeteket tervezünk) A szerkezet képlékeny csuklókon kívüli szakaszait rugalmasnak tekintjük és a megszokott módon tervezzük, de az igénybevételeket megnöveljük a következőképpen: számításból kapott igénybevétel a képlékeny csukló tervezett és szükséges teherbírásának a hányadosa „overstrength factor”, a tényleges folyáshatár és a képlékeny csukló számításában figyelembe vett (tervezési) folyáshatárt hányadosa biztonsági tényező Földrengési igénybevételek (q> ) Képlékeny csuklók helyének (mozgási mechanizmus) tervezése.

22 Korlátozott károk követelménye Épületek esetében vizsgálni kell az emeletek egymásközti relatív elmozdulását, az ún. „interstory drift”-et. Az elmozdulások számításánál a q tényezőt nem szabad figyelembe venni. (Hidak esetében az Eurocode-8 szerint a teherbírásra megfelelően tervezett hidakat nem kell külön alakváltozásra ellenőrizni.) A megengedett emeletközi relatív elmozdulás, ha a nem szerkezeti elemek ridegek: h, ha a nem szerkezeti elemek duktilisak: h, ha a nem szerkezeti elemek úgy vannak csatlakoztatva a szerkezethez, hogy a szerkezet elmozdulásai nem hatnak rájuk: h. S eDL = S e (Ti).

23 Az Eurocodeban megfogalmazott tervezési elvek Az építményekre vonatkozó rész kiemeli: a szerkezet egyszerűségét, az „uniformitását”, szimmetriáját, kétirányú merevségét, csavarási merevségét, a födémek tárcsaszerű viselkedését és a kellő alapozás „A szerkezeti egyszerűség, amely elsősorban a szeizmikus erők tiszta és egyértelmű levezetésében nyilvánul meg, fontos feltétel, amit követnünk kell, hiszen az egyszerű szerkezetek modellezése, számítása, méretezése, részleteinek kialakítása és építése, sokkal kevesebb bizonytalanságot tartalmaz [mint a szerkezeti egyszerűségnek eleget nem tevő szerkezeteké], és így a szeizmikus hatásokra való viselkedésük is sokkal megbízhatóbb. [...] Szakkönyv vagy szabvány ???

24 Tulajdonos Építész Statikus Az építész és a statikus a tervezés kezdetétől működjön együtt! Koncepcionális tervezés Még a legtudományosabb számítások és igen részletes statikai tervezés sem tudja ellensúlyozni a tartószerkezet szeizmikus koncepcionális tervezésének hibáit ill. hiányosságait! Azonban jól tervezett épület esetén nincs jelentős többletköltség az új módszereknek köszönhetően!

25 Az EC8 kiegészítő előírásai falazott szerkezetekre (9. fejezet) Falazóelem: Minimális nyomószilárdság (szabványos nyomószilárdság): fekvőhézagra merőlegesen: f b,min = 5 N/mm 2 fekvőhézaggal párhuzamosan, a fal síkjában: f bh,min = 2 N/mm 2 Alacsony szeizmicitás esetén nem kell betartani a fentieket (1. zóna). Habarcs: vasalatlan-, közrefogott falak: f m,min = 5 N/mm 2 vasalt falak: f m,min = 10 N/mm 2 Fal: kitöltött állóhézaggal, kitöltetlen állóhézaggal, kitöltetlen állóhézag mechanikus kapcsolattal

26 Vasalatlan falazott szerkezetek: Jellemző: kicsi húzószilárdság, alacsony duktilitás DCL duktilitási osztályban használható szerkesztési szabályokat ez esetben is be kell tartani (ld.: később) nem használható, ha a g S > a g, urm = 0,20g (N.A.) (hazánkban minden zónában használható lakóépülethez) Kizárólag az EC6 szerint méretezett fal csak alacsony szeizmicitású zónában használható (1. zóna). Az EC8 kiegészítő előírásai falazott szerkezetekre (9. fejezet)

27 Viselkedési tényező Szerkezettípus q viselkedési tényező Csupán az EN 1996-nak megfelelő vasalatlan falazat 1.5 Az EN nek megfelelő vasalatlan falazat 1.5 – 2.5 Közrefogott falazat2.0 – 3.0 Vasalt falazat2.5 – 3.0 Szabálytalan magassági elrendezés esetén: q = max {1,5; 0,8·q}

28 Szerkezet számítása Merevség: hajlítási + nyírási merevség (berepedt merevség = 0,5*repedésmentes merevség) Nyílássoros falaknál keretmodell használható. Parapet átkötésnek vehető, ha kiváltóhoz és koszorúhoz csatlakozik és kötésben van a környező falakkal. Az alapnyíróerő – az egyensúly megtartásával – átrendezhető (min: 3/4, max: 4/3 )

29 Részletek kialakítása Az épület összekapcsolt falakból és tárcsamerev födémekből áll. - kapcsolat: vasbeton koszorú, acél falkapcsok - bármilyen födém használható, ha a tárcsahatás és a folytonos kapcsolat biztosított Merevítőfalak : két irányban - vastagság: t ef ≥ t ef,min - karcsúság: h ef /t ef ≤ (h ef /t ef ) max - falhossz / nyílásmagasság: l/h ≥ (l/h) min Vasalatlan falak : - max. 4,0 m - ként vízszintes koszorú kell a falba a magasság mentén, minimális vasalás A s =200 mm 2.

30 Ha a fal ezeknek nem tesz eleget, akkor másodlagos teher- hordó elemnek tekintendő! Falazat típust ef,min (mm)(h ef /t ef ) max (l/h) min Vasalatlan terméskő Bármely más vasalatlan Bármely más vasalatlan falazat kis szeizm. zónában Közrefogott falazat Vasalt falazat24020Nincs korl t ef = falvastagság h ef = falmagasság l = falhossz h = szomszédos nyílás magassága Részletek kialakítása

31 Közrefogott falak: - a közrefogó koszorúkat össze kell kötni és a fő szerkezethez kell kapcsolni. - a kibetonozást a fal építésével egy időben kell elvégezni. - méret: min. 15 x 15 cm. - függőleges koszorúk: a nyílások (> 1,5 m 2 ) két oldalán, fal keresz- tezésnél, a fal mentén legfeljebb 5,0 m-enként. - vízszintes koszorúk: födémszinten és legfeljebb 4,0 m – enként magassági értelemben - minimális hosszvasalás: min{ 300 mm 2 ; 0,01A c } - minimális kengyelezés: d k ≥5 mm, s k ≤150 mm (!) - átfogásos toldás: min 60·d (!) - acél osztály: B vagy C Részletek kialakítása

32 Vasalt falak: - acél B vagy C osztályú (megfelelő duktilitás biztosítására). - vízszintes vasalás: fekvőhézagban, horonyban, legfeljebb 600 mm- ként. Minimális vasalás: min 0,05%. - függőleges vasalás: a szabad széleken, fal keresztezésnél, a fal mentén legfeljebb 5,0 m-enként, min 0,08%. - minimális vasalás: legalább 200 mm 2 bármely faltestben! - minimális kengyelezés: d k ≥5 mm, s k ≤150 mm (!) - átfogásos toldás: min 60·d (!) Részletek kialakítása

33 Ellenőrzés Földrengési megfelelőséget számítással kell igazolni, kivéve egyszerű épületeknél. A földrengési terheket az EC8 szerint kell meghatározni. Lehetőségek: - vízszintes erők módszere - modális válaszspektrum módszer - push-over analízis Az ellenőrzést az EC6 szerint kell végrehajtani, úgy, hogy - a falazat biztonsági tényezője:  M = max. {2/3  M ; 1,5} - az acél biztonsági tényezője:  s = 1,0 Falazott szerkezetű épület keretmodellje

34 Egyszerűsített módszer I. vagy II. fontossági osztály Közel téglalap (ki-be ugrás max. 15%) Elnyújtottság legfeljebb 1:4 Függőleges teher legalább 75%-a a falakon vasalatlan fal: f b,min = 12 N/mm 2 vasalt és közrefogott fal: f b,min = 5 N/mm 2

35 Merevítőfalak: - majdnem szimmetrikus, kétirányú elrendezés - legalább két - két merevítőfal egymásra merőleges irányban, a hosszuk az adott épülethossz 30%-a - egyirányú merevítőfalak közötti távolság legalább az adott épülethossz 70%-a - a függőleges teher 75%-át a merevítőfalakra kell hárítani. - a merevítőfalnak végig kell mennie az épület teljes magasságán - A szintek közötti tömeg és merevítő-fal terület különbség legfeljebb 20% Egyszerűsített módszer

36 S a g Szint- szám ≤0.07k g≤0.10k g≤0.15 k g≤0.20k g 12.0% 3.5%n/a 22.0%2.5%5.0%n/a 33.0%5.0%n/a 45.0%n/a A merevítőfalak irányonkénti minimális összes keresztmetszeti területe a szintenkénti teljes födémterület %-ában, vasalatlan falazat Ha a figyelembe vett merevítőfalak legalább 70%-a 2 m-nél hosszabb, k = 1 + (l av - 2)/4 ≤ 2, ahol l av a figyelembe vett merevítőfalak átlagos hossza m-ben. Más esetekben k = 1. Egyszerűsített módszer

37 S a g Szint- szám ≤0.07k g≤0.10k g≤0.15 k g≤0.20k g 12.0%2.5%3.0%3.5% 22.0%3.0%4.0%n/a 34.0%5.0%n/a 46.0%n/a A merevítőfalak irányonkénti minimális összes keresztmetszeti területe a szintenkénti teljes födémterület %-ában, közrefogott falazat Ha a figyelembe vett merevítőfalak legalább 70%-a 2 m-nél hosszabb, k = 1 + (l av - 2)/4 ≤ 2, ahol l av a figyelembe vett merevítőfalak átlagos hossza m-ben. Más esetekben k = 1. Egyszerűsített módszer


Letölteni ppt "Méretezés földrengésre Különleges tartószerkezetek."

Hasonló előadás


Google Hirdetések