Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Szakmérnöki tanfolyam SZÉLTEHER Erdélyi Tamás BME Építészmérnöki kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék 2016. február 26.
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szabványok MSZ EN 1991-1-4: 2005. Wind actions prEN 1991-1-4 2004. January Wind actions MSZ 15 021 – 1986. Magasépítési szerkezetek terhei
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szabványok MSZ 15 021/1 – 1971. Magasépítési szerkezetek terhei és különleges követelményei MSZ 15 021 – 57 Épületek teherhordó szerkezetei Általános statikai előírások Országos magasépítési méretezési szabályzat 1949.
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szabványok Magyar országos szabványok (1936.) Építésügyi szabályzat Budapest székesfőváros területére (1914.)
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szabványok Magyar országos szabványok (1936.) Építésügyi szabályzat Budapest székesfőváros területére (1914.)
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Mekkora szél fúj? MSZ EN 1991-1-4: 2005. 23,6 m/s = 85,0 km/h 20,0 m/s =72,0 km/h MSZ 15 022 – 1986. (10 m magasságban) 33,5 m/s = 120,5 km/h Möller Károly 45-48 m/s = 162-173 km/h
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Mekkora szél fúj?
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Mekkora szél fúj?
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Mekkora szél fúj?
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Mekkora szél fúj? MSZ EN 1991-1-4: 2005. 10 m magasságban 10 perces átlag MSZ 15 021 – 1986. (10 m magasságban) Bármely irányba 3 s időtartamú széllökés Meteorológia, bulvársajtó: Általában maximális szélsebesség
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Mekkora szél fúj? MSZ 15 021 – 1971. Az adott magasságban 5 évente előforduló maximális szélsebesség 1957., 1949. Nincs szélsebesség és átszámítás
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Átlagos szélsebesség alapértéke vb = cdir·cseason·vb0 = 1 · 1 · 23,6 m/s Átlagos szélsebesség kiindulási értéke: vb0 = 23,6 m/s Iránytényező: cdir=1,0 Szezonális (évszak-) tényező cseason=1,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Átlagos szélsebesség alapértéke NA vb = cdir·cseason·vb0 = 0,85 · 23,6 = 20 m/s Átlagos szélsebesség kiindulási értéke: vb0 = 23,6 m/s Iránytényező: cdir= 0,85 Szezonális (évszak-) tényező cseason= 1,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Átlagos szélsebesség alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke qp(z)= [1+7·lv(z)]·0,5··vm2(z) 0,5··vm2(z) Torlónyomás értéke v sebesség esetén Iv(z) Szélsebesség ingadozásának variációs tényezője
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke qp(z)= [1+7·lv(z)]·0,5··vm2(z) Torlónyomás csökkenése: 0,852 = 0,72
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke qp(z)= [1+7·lv(z)]·0,5··vm2(z)
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke qp(z)= [1+7·lv(z)]·0,5··vm2(z)
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Átlagos szélsebesség alapértéke NA 2016. januártól vb = cdir·cseason·vb0 = 0,85 · 23,6 m/s Átlagos szélsebesség kiindulási értéke: vb0 = 23,6 m/s Iránytényező: cdir= 1,00 Szezonális (évszak-) tényező cseason= 1,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélteher mértékadó / tervezési értéke wp= w · qp(z) · cp Wp: Felületi (külső / belső / nettó) szélszívás / szélnyomás / szélsúrlódás w = 1,50 : Biztonsági tényező qp(z): Torlónyomás z (referencia)magasságban Cp : Alaki tényező (Cpe; Cpi; Cnet; Cfr; Cf) pw= · c · w0 pW: Szélteher = 1,20 : Biztonsági tényező w0: Torlónyomás adott magasságban C : Alaki tényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélteher mértékadó / tervezési értéke 1971.: p= · c · pT p: Szélteher = 1,20 : Biztonsági tényező pT: Torlónyomás adott magasságban C : Alaki tényező 1947.: p= c · pT p: Szélteher pT : Torlónyomás adott magasságban C : Alaki tényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélteher mértékadó / tervezési értéke wp= w · qp(z) · cp Wp: Felületi (külső / belső / nettó) szélszívás / szélnyomás / szélsúrlódás w = 1,50 : Biztonsági tényező qp(z): Torlónyomás z (referencia)magasságban Cp : Alaki tényező (Cpe; Cpi; Cnet; Cfr; Cf) Fw= cs · cd · wp · Aref Fw: Szélerő tervezési értéke Aref : Referencia felület cs · cd Szerkezeti tényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélteher mértékadó / tervezési értéke wp= w · qp(z) · cp Wp: Felületi (külső / belső / nettó) szélszívás / szélnyomás / szélsúrlódás w = 1,50 : Biztonsági tényező qp(z): Torlónyomás z (referencia)magasságban Cp : Alaki tényező (Cpe; Cpi; Cnet; Cfr; Cf) Fw= cs · cd · wp · Aref Fw: Szélerő tervezési értéke Aref : Referencia felület cs · cd Szerkezeti tényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Beépítési kategóriák - Általános eset - Csökkentett érték városi belterületen 0. Nyílt tenger Tavak, akadály nélküli sík területek Sík területek, növényzet, épületek kisebb csoportokban Alacsony beépítettség, a terület max. 15%-án, max. 15 m magasságban Sűrű, magas beépítés
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Torlónyomás alapértéke A szél torlónyomásának értékei Magyarországon qp(z) Magasság Beépítés övezet (beépítési kategória) I II III IV z [m] qp(z) [kN/m2] 1 0,536 0,495 0,446 0,409 26 1,172 1,042 0,826 0,639 2 0,654 28 1,189 1,060 0,845 0,658 3 0,727 0,571 30 1,205 1,077 0,863 0,676 4 0,781 0,627 33 1,227 1,101 0,888 0,702 5 0,824 0,672 36 1,248 1,123 0,911 0,725 6 0,860 0,709 0,484 40 1,272 1,150 0,940 0,754 7 0,891 0,742 0,516 45 1,300 1,180 0,972 0,786 8 0,918 0,770 0,545 50 1,326 1,207 1,001 0,816 9 0,942 0,796 55 1,349 1,232 1,028 0,843 10 0,964 0,819 0,595 60 1,370 1,255 1,052 0,868 11 0,984 0,840 0,617 0,431 65 1,390 1,277 1,075 0,892 12 1,002 0,637 0,451 70 1,408 1,297 1,096 0,913 13 1,019 0,878 0,655 0,469 75 1,425 1,315 1,117 0,934 14 1,035 0,895 0,673 0,486 80 1,441 1,333 1,135 0,953 15 1,050 0,689 0,503 90 1,471 1,365 1,170 0,989 16 1,064 0,926 0,705 0,518 100 1,498 1,395 1,202 1,022 17 0,720 0,533 110 1,522 1,421 1,230 1,051 18 1,090 0,734 0,546 120 1,545 1,446 1,257 1,079 19 1,102 0,966 0,747 0,560 130 1,565 1,469 1,282 1,104 20 1,113 0,978 0,760 0,572 140 1,585 1,490 1,305 1,128 22 0,783 0,596 160 1,620 1,529 1,347 1,171 24 1,154 0,805 0,618 180 1,651 1,563 1,384 1,210
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező fajtái cpe Külső felületi nyomás alaki tényező cpi Belső felületi nyomás alaki tényező cp, net Összesített felületi nyomás alaki t. cfr Szélsúrlódás alaki tényezője cf Erőtényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Felület mérete szerint 1 m2 alatt: cpe,1 10 m2 felett: cpe,10 1-10 m2 között: Logaritmikus interpolálás cpe(A)=cpe,1 - (cpe,1-cpe,10) log10(A)
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélteher függőleges megoszlása Pontos felvétel v. helyettesítő torlónyomás:
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – függőleges felület Külső nyomási (alaki) tényezők épületek függőleges felületeire cpe zóna A B C D E h/d Szélirányra merőleges felület Széltámadta oldal Szélárnyékos oldal cpe,10 cpe,1 ≥5 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 0,8 1,0 -0,7 1 ≤0,25 0,7 -0,3 Ha h/d > 5 a szélerő a 9.8.6 szakasz szerint meghatározott erőtényező segítségével is számítható.
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – függőleges felület
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – lapostető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – lapostető Külső nyomási tényezők épületek vízszintes felületein cpe,10 és cpe,1 Tető típusa Zóna F G H I Szélirányra merőleges felület Szélárnyékos oldal cpe,10 cpe,1 a) Szögletes peremű -1,8 -2,5 -1,2 -2,0 -0,7 +0,2 -0,2 b) Attikafalas hp/h=0,025 -1,6 -2,2 -1,1 hp/h=0,05 -1,4 -0,9 hp/h=0,10 -0,8 c) Lekerekített peremű r/h=0,05 -1,0 -1,5 -0,4 r/h=0,10 -0,3 r/h=0,20 -0,5 d) Kontyolt peremű α =30o α =45o -1,3 -1,9 α =60o
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Terhelési esetek szélirány 1 3 1 1 1 1 Lapostető Félnyeregtetők Nyeregtető Kontyolt tető Szabadon álló nyeregtető 1. Szabadon álló félnyeregtető Szabadon álló nyeregtető 2. Pilletető 1. Pilletető 2.
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Tetőfelület régi MSZ szerint
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Tetőfelület régi MSZ szerint
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Tetőfelület MSZ EN szerint
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – nyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – nyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – nyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – nyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – nyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – kontyolt nyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – félnyeregtető
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Szakmérnöki tanfolyam SZÉLTEHER II. Erdélyi Tamás BME Építészmérnöki kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék 2016. február 26.
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Egyszerűsített eljárás A teljes épületre ható szélteher meghatározására szolgál ha d >h vagy d >b/2 közül legalább az egyik teljesül, akkor szokásos tömegű az épület [1] Szélirány b d h ha d >h/2,5 vagy d >b/5 közül legalább az egyik teljesül, akkor vagy hosszú, vagy toronyszerű a tömeg [2]
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Egyszerűsített eljárás Ferde tetőfelületek tényezői cpe,10 Tetősík hajlásszöge (α) Tetősík a széltámadta oldalon Tetősík a szélárnyékos oldalon Félnyereg Nyereg Kontyolt [1] [2] 5º -0,9 -1,05 +0,04 +0,1 -0,36 -0,45 -0,72 -0,6 15º +0,2 -0,98 -1,1 -0,52 -0,7 -0,64 -0,85 -0,4 -0,55 30º +0,46 +0,55 -0,8 -0,42 -0,26 -0,35 45º +0,62 +0,65 -0,66 -0,22 -0,25 -0,3 60º +0,7 -0,5 75º +0,8 Hajlásszög Széliránnyal párhuzamos tetőfelület 5º - 75º - 1,10 -1,35 -1,04 -1,15 -0,92 -1,10
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Sorolt félnyeregtetők
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Sorolt félnyeregtetők
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Sorolt nyeregtetők
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Sorolt nyeregtetők
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – szabadon álló tető Oldalain nyitott ferdesíkú tető alaki tényezői cp,net és cf Tetősík hajlásszöge α Alaki tényező jellemzője Általános erőtényező zónák A B C cf cp,net 15° Maximum 0,7 1,4 2,7 1,8 Minimum φ = 0 -1,1 -1,8 -2,4 -2,5 φ = 1 -1,4 -1,6 -2,9 -3,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – szabadon álló tető Oldalain nyitott ferdesíkú tető alaki tényezői cp,net és cf Tetősík hajlásszöge α Alaki tényező jellemzője Általános erőtényező zónák A B C cf cp,net 15° Maximum 0,7 1,4 2,7 1,8 Minimum φ = 0 -1,1 -1,8 -2,4 -2,5 φ = 1 -1,4 -1,6 -2,9 -3,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – szabadon álló tető cp,net: A felület két oldalán ható szélnyomás összege cf: Erőtényező, a teljes felületre ható szélteher eredője Oldalain nyitott ferdesíkú tető alaki tényezői cp,net és cf Tetősík hajlásszöge α Alaki tényező jellemzője Általános erőtényező zónák A B C cf cp,net 15° Maximum 0,7 1,4 2,7 1,8 Minimum φ = 0 -1,1 -1,8 -2,4 -2,5 φ = 1 -1,4 -1,6 -2,9 -3,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – donga
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező – kupola
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélsúrlódás A szélsúrlódás alaki tényezője c minden esetben 0,03 A szélsúrlódás alaki tényezője cfr Felület jellege cfr súrlódási tényező sima (acél, simított beton) 0,01 durva (nyersbeton, kátránypapír) 0,02 igen durva (hullámos, bordás felület) 0,04
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Szélsúrlódás ze b d Afr=2·b·d ze=h Afr=2·h·d Referencia felület Afr min{2b;4h} a) b) c) 9-16. ábra
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Táblák A szabadonálló tábla alaki (erö-) tényezöje: cf feltétel cf erötényezö zg ≥ h/4 1,80 zg < h/4 és b/h ≤1 (álló tábla) zg < h/4 de b/h >1 (fekvö tábla) Szabadon álló falként!
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Zászlók erőtényezői és referencia felülete cf és Aref Rögzített peremű zászló (vitorla szerűen kifeszített) Szabadon lengő zászlók Zászló fajtája szélirány a zászló síkjára merőlegesen ze A zászló tetejének a terepszint feletti magassága Aref h·l 0,5 h·l cf 1,8 mf a zászló fajlagos tömege [kg/m2] ρ a levegő sűrűsége: 1,25 kg/m3 A szabadon lengő zászlók erőtényezője a zászló lobogásából származó dinamikus hatást is tartalmazza. h h h l l ze ze l ze
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Négyzetes oszlop – cf0 erőtényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Köroszlop – cP0 alaki tényező Re = 5 X 105
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Terep hatása
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Terep hatása
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Alaki tényező fajtái cpe Külső felületi nyomás alaki tényező cpi Belső felületi nyomás alaki tényező cp, net Összesített felületi nyomás alaki t. cfr Szélsúrlódás alaki tényezője cf Erőtényező
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Erőtényező Én 0,78
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Erőtényező Én 0,78 Tatra T77 0,21
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Erőtényező Én 0,78 Tatra T77 0,21 Air Force One 0,031
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Erőtényező Én 0,78 Tatra T77 0,21 Air Force One 0,031 Empire State Building 1,3-1,5
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Erőtényező Én 0,78 Tatra T77 0,21 Air Force One 0,031 Empire State Building 1,3-1,5 Eiffel torony 1,8-2,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Erőtényező Én 0,78 Tatra T77 0,21 Air Force One 0,031 Empire State Building 1,3-1,5 Eiffel torony 1,8-2,0
Üvegszerkezetek teherbírása Szélteher Eurocode tanfolyam Köszönöm a figyelmet!