HASZNÁLHATÓSÁGI KÖVETELMÉNYEK 1. előadás 2011. szeptember 9.
Bevezetés – építési hibák Kanadai felmérés (1979) 150 bejelentett építési hibából 63 (42%) a használhatósággal függ össze a következmény a szerkezet fajtája vasbeton acél egyéb monolit előre-gyártott feszített vasbeton összesen zavaró vizuális hatás 8 1 9 2 a használat zavarása zavaró lengések 11 a csatlakozó szerkezetek sérülése 31 5 38 6 12 Összesen: vasbeton acél+egyéb 53 31
Használhatóság a hazai vb előírásokban 1909. Alakváltozás: --------------- Repedések: --------------- 1931. Alakváltozás: számítás: EI = EIbeton becslés: gerenda h ≥ L/20; többt. gerenda: h ≥ L/30 Repedések: ----------------- 1951. Alakváltozás: számítás: EI = EI beton Repedések: 1. fesz. állapot σhH Mérsékelt repedésmentesség: 1. fesz. állapot 2σhH
1971. Alakváltozás: 2. fesz. állapot; L/h határértékei Repedésmentesség: 1. fesz. állapot σb σbH 1986. Merevségi követelmények (egységesen!) Statikusok könyve 1989. Alakváltozás: táblázatok is Repedéstágasság: határértékek, pontos számítás egyszerűsített számítás 2005. MSZ EN 1990 : 2005 Nemzeti Melléklettel MSZ EN 1992–1–1:2007 angolul 2010 . MSZ EN 1992–1–1:2010 magyarul, Nemzeti melléklettel
A használhatóság követelményei → külső megjelenés - túlzott lehajlások és repedések ne rontsák a megjelenést → rendeltetésszerű használat - túlzott lehajlás miatti ajtó-beszorulások elkerülése - garázsfödém repedésén átfolyó hólé ne károsíthassa az autókat - tetőről lefollyon az esővíz - stb. → emberi komfortérzet - szerkezet rezgése miatt a használó ne érezze magát bizonytalanul → csatlakozó szerkezet épsége - válaszfalak, homlokzati üvegfalak ne sérüljenek a födémlehajlás miatt → tartósság - korrózió elleni védelem
A használhatóság ellenőrzése Ed ≤ Cd EC2 EC3 … EC8 Hatás-következmény (lehajlás, repedéstágasság) A követelmény tervezési értéke (használhatósági határérték) pl. L/250 EC0 pl: w ≤ weng
TEHERBÍRÁS ÉS HASZNÁLHATÓSÁG - Kárszintek TÖRÉS
Használhatósági vizsgálatok hatáskombinációi Látvány (megjelenés) kvázi-állandó kombináció pl. lakás, iroda: p = gk + 0,3 × qk gyakori kombináció Vízelvezetés (reverzibilis kár) Válaszfal épsége (irreverzibilis kár) karakterisztikus kombináció
Használhatósági vizsgálatok fajtái a) Merevségi vizsgálatok a1) Alakváltozás (lehajlás,szögelfordulás) a2) Lengés (emeletközi födém) b) Repedéstágasság (vasbeton) c) Feszültség-korlátozás (feszített vb)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
A használhatóság sajátosságai - A kár fokozatosan növekszik - Eltérő érzékenység a megítélésben - Az építtető és a tervező megállapodása szükséges a követelményekről - Kisebb károk gyakrabban: kisebb „biztonság” - Reverzibilis – irreverzibilis határállapotok - A terhek és anyagjellemzők biztonsági tényezője 1,0 - A használat folyamata, terhelési történet szerepe - Kinematikai hatások: zsugorodás, hőmérsékletváltozás - Nagyobb variancia, mint teherbírásnál. (teherbírás: 6-12%; alakvált.:10-12%; rep.tág: 20-25%.)
ALAKVÁLTOZÁSOK HATÁRÉRTÉKEI
Lehajlás - definíciók wc wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés)
Lehajlás - definíciók w1 wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés) w1 kezdeti lehajlás, tartós terhek hatására
Lehajlás - definíciók w2 wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés) w1 kezdeti lehajlás, tartós terhek hatására w2 „lassú” lehajlás, tartós terhek hatására (kúszás, zsugorodás)
Lehajlás - definíciók wtot wmax w3 wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés) w1 kezdeti lehajlás, tartós terhek hatására w2 „lassú” lehajlás, tartós terhek hatására (kúszás, zsugorodás) w3 lehajlás-növekmény a rövididejű terhek hatására wtot teljes lehajlás a terhek hatására (w1 + w2 + w3) wmax teljes lehajlás a terhek hatására – a terheletlen szerk. felhajlása
Lehajlás korlátozása - látvány (reverzibilis határállapot) kísérleti „ház” födémmel
Lehajlás korlátozása - látvány L/w AJÁNLOTT HATÁRÉRTÉKEI Igényszint Szerkezet magas közepes alacsony nem érzékelhető nem zavaró nem okoz veszélyérzetet sík mennyezet L/250 L/200 L/150 látható bordák, élek, hézagok, vonalas mintázat L/300
Lehajlás korlátozása - látvány L/w AJÁNLOTT HATÁRÉRTÉKEI Igényszint Szerkezet magas közepes alacsony nem érzékelhető nem zavaró nem okoz veszélyérzetet sík mennyezet L/250 L/200 L/150 látható bordák, élek, hézagok, vonalas mintázat L/300
Lehajlás korlátozása - látvány (reverzibilis határállapot) kísérleti „ház” födémmel
Lehajlás - vízelvezetés (reverzibilis határállapot) Épületszigetelők Magyarországi Szövetsége – lapostető irányelv - általános felületen a 2% lejtés elegendő - 5% alatti tetőlejtésnél az időszakos pangó vizek megjelennek Javaslat: számítás: a támasz feletti szögforgás ill. a tartó-lejtés ellenőrzése konstrukció: fa lapostetők esetén legalább 4% tetőlejtés indokolt
Lehajlás - válaszfal, burkolat károsodás (irreverzibilis határállapot) Alakváltozási korlátozás beépítés után) Falazott válaszfal: Dw ≤ 10 mm Szerelt válaszfal: Dw ≤ l / 300 Dw ≤ 20 mm (lakószint) Kerámia burkolat: Dε ≤ 0,2-1,0 ‰
Az L/500 alakváltozási korlát Ha nincs pontosabb adat. Jellemzően növekmény. Függőleges elmozdulásokra: - egyéb csatlakozó szerkezetek épségének biztosítása berendezések működőképességének biztosítása (pl. számítóközpont) - sportpályák padozata Vízszintes elmozdulásokra: - oszlopvég, keretoszlop eltolódása födém, épület tetejének eltolódása
LENGÉSEK (EMELETKÖZI FÖDÉMEK)
Szerkezetek néhány dinamikai problémája gépek, járművek hatása emberi mozgás hatása szél födémek és hidak könnyű födémek nagy fesztávú függőhidak és hidak magas épületek, tornyok Leggyakrabban megoldandó feladat: hatások okozta gerjesztés frek-venciája térjen el a szerkezet sajátfrekvenciájától (rezonancia elkerülése)
A lengések okai – hatások, gerjesztések Ember mozgások - ismétlődő hatások Járás: fF = 1,0-2,5 Hz ugrás: fF = 1,8-3,0 Hz tánc: fF = 2,1-3,0 Hz Gerjesztési spektrum általában: fF = 1,0 - 3,0 Hz Erőmérő-lemezek Gdyn Gstat Gerjesztőerő F(t),
Lengés - követelmények Általános követelmény a rezonancia-jelenség megakadályozása lengés okozta kellemetlen emberi érzések elkerülése f0 3 Hz - vasbeton Emberi mozgás: fF = 1,0...3,0 Hz f0 5 Hz - könnyű (fa, acél) - tánc és tornatermek EC 0 EC5-fa fF fF Vasbeton födémek Könnyű fafödémek
Lengés - hatáskombinációk és számítás Kéttámaszú tartó számítása 1. sajátfrekvencia: Emberi mozgás → nem okoz szerkezeti tönkremenetelt → kellemetlen élettani hatása lehet → kváziállandó terhek rövididejű hatása • statikus lehajlás (kúszás nélkül, kvázi-állandó teherkombináció)
Lengés - hatáskombinációk és számítás Kéttámaszú tartó számítása 1. sajátfrekvencia: kvázi-állandó kombináció pl. lakás, iroda: p = gk + 0,3 × qk • statikus lehajlás (kúszás nélkül, kvázi-állandó teherkombináció) m = mg,k + 0,3 × mq,k • egyszerűsített igazolás
Lengés - hatáskombinációk és számítás • egyszerűsített igazolás → eljárás vasbeton szerkezeteknél rövididejű lehajlás: wqp / (1+φeff) itt wqp az alakváltozás ellenőrzéshez meghatározott lehajlás a terhek tartós (quasi permanent) részéből
REPEDÉSTÁGASSÁG HATÁRÉRTÉKEI (vasbeton)
Repedések okai
Repedések vizuális észlelése - tapasztalatok Kiindulás tapasztalat (ökölszabály): a = 0,1 mm tágasságú repedés sima, világos felületen 1 m-ről már nem érzékelhető. Következtetés: a = 0,3 mm tágasságú repedés sima, világos felületen kb. 2-3 m-ről már nem érzékelhető.
Repedéstágasság - hatáskombinációk Tervezett repedések megjelenése nem jelent szerkezeti tönkremenetelt! kvázi-állandó kombináció
Repedéstágassági határértékek Repedéstágasság követelményei: környezeti osztály szerint (EN 206-1) leggyakoribb hatás: karbonátosodás X0 nagyon száraz (max RH 35%) XC1 száraz (csekély rel. páratartalmú épületben) wk ≤ 0,4 mm XC2 - XC4 változóan száraz és nedves (pl. hosszú idejű vízhatás, esőtől védett kültéri beton) XD1- XD3 klórvegyületek hatása (pl. parkolóház, úszómedence) wk ≤ 0,3 mm feszítőhuzalok wk ≤ 0,2 mm wk ≤ 0,4 mm tágasság vakolt (elburkolt) szerkezetnél engedhető meg
Repedéstágassági határértékek Vízzárás (gátak és folyadéktárolók, EN 1992 - 3): xc2 xc2≥ 50mm wk Öngyógyulás várható: wk ≤ 0,2 mm Öngyógyulás nem várható: wk ≤ 0,1 mm Átmenő repedések ?!