Magasépítési acélszerkezetek -keretszerkezet méretezése- 6. hét 2017.04.08.

Segédletek keret_meretezese_4.pdf Tervezés az Eurocode alapján – Acélszerkezetek 1. Általános eljárások 2. Speciális eljárások

A méretezési eljárás Kiindulási állapot: a vázlatterv és a terhek rendelkezésre állnak Geometriai- és tehermodell Számítás és dokumentálás Tervezési igénybevételek meghatározása Keresztmetszetek ellenőrzése (szilárdsági teherbírás) Szerkezeti elemek globális stabilitási teherbírásának ellenőrzése Szerkezeti elemek lokális teherbírásának ellenőrzése Használhatósági határállapot ellenőrzése Kapcsolatok számítása

Geometriai modell felvétele Vázlatterv alapján, tartalmazza: Főbb geometriai méreteket Keresztmetszeteket Peremfeltételeket Cél: az igénybevételek és elmozdulások meghatározása Előállított teherkombinációk alapján Síkbeli modell elegendő Gyenge tengely körüli hajlítás és Csavarás nem hat a szerkezetre

Geometriai modell felvétele Keret jellege: Melegen hengerelt elemekből kiékeléssel Hegesztett elemekből kiékeléssel (ekvivalens szelvényméretek a melegen hengerelt szelvényekkel) Teljes hosszán változó gerincmagasságú elemekből Megjegyzés: Oszlop (column): H – keret függőleges eleme GB – nyomott elem Gerenda (beam): H – keret közel vízszintes eleme GB – hajlított szerkezeti elem

Geometriai modell felvétele – Melegen hengerelt szelvények Cél: homloklemezes kapcsolat csavarai egymástól távol lehessenek  kapcsolat merev lehessen Geometriai modellben nem vesszük figyelembe Cél: kapcsolati merevségen túl a gerenda merevségét és teherbírását is növeli Kezdő- és végkeresztmetszetek súlypontjai határozzák meg a referenciatengelyt Rövid kiékelés Hosszú kiékelés

Geometriai modell felvétele – Melegen hengerelt szelvények Rövid kiékelés Hosszú kiékelés

Geometriai modell felvétele – Melegen hengerelt szelvények Hosszú kiékelés

Geometriai modell felvétele – Hegesztett elemek Melegen hengerelt szelvényekével azonos falvastagságú elemekből kialakított szelvények Nagyüzemi körülmények között gazdaságos A hegesztett szelvény a szerkezeti elem teljes hosszán változó gerincmagassággal készül Vékonyabb lemezvastagságokkal Előny: a hálózati modell egyszerűsödik (eltűnik a kiékelés miatti töréspont) Melegen hengerelt szelvényekkel ekvivalens Teljes hosszán változó gerincmagasságú

Geometriai modell felvétele – Hegesztett elemek Változó gerincmagasságú hegesztett szelvényekből álló keret

Keret globális tökéletlensége Geometriai modell felvétele – Geometriai tökéletlenségek (imperfekciók) Feltételezés: a keret alakja nem tökéletes Ezt a rugalmas kihajlási alak adja meg: Globális tökéletlenség Lokális tökéletlenség (szerkezeti elemen belüli) Keret globális tökéletlensége

Geometriai modell felvétele – Geometriai tökéletlenségek (imperfekciók) A ferdeség értéke szabvány szerint: , ahol m az oszlopok száma a keret síkjában (jelen esetben m=2)

Geometriai modell felvétele – Geometriai tökéletlenségek (imperfekciók) A globális tökéletlenségnek sok esetben nincs számottevő hatása a méretezési igénybevételekre, ezért nem kötelező alkalmazni, ha teljesül az alábbi feltétel: Ahol HEd a keretre ható vízszintes eltoló terhek, VEd a függőleges terhek eredője A geometriai imperfekció modellbe történő beépítése helyett lehetőség van helyettesítő erő alkalmazására!

Geometriai modell felvétele – Geometriai tökéletlenségek (imperfekciók) Megjegyzés: Igénybevétel számítása esetén a ferde alak felvétele egyszerűbb, mint az utóbbi feltétel kiértékelése.

Tehermodell felvétele Egyes teheresetek általában felület menti megoszló teherként modellezendők A keretre a terheket a tető- és falburkolati rendszer közvetíti Teherátadás jellege: Szelemenes, falvázgerendás rendszer: a megoszló teher a szelemen és a tartó kapcsolati helyén koncentráltan adódik át Közvetlen leerősítésű paneles rendszer: A burkolati rendszer vonal menti megoszló terhet közvetít Vonal menti megoszló terhelést viszonylag sűrű szelemen-, ill. falvázgerenda-kiosztás esetén alkalmazunk (1,5-2,0 m)

Belső kapcsolatok modellezése Keretszerkezet belső kapcsolatai: Oszlop-gerenda kapcsolata Gerenda-gerenda kapcsola Kapcsolatok tervezésekor mechanikai folytonosság feltételezése  merev kategóriájú

Megtámasztások modellezése Két lehetőség: Teljes befogás a megtámasztott pont semmiféle elmozdulást (eltolódás, elfordulás) nem képes elszenvedni Csuklós megtámasztás a megtámasztott pontban szabadon létrejöhet az elfordulás Tökéletes csukló alkalmazása már nem használatos, az oszloptalp tényleges kialakítása így viszont könnyen bekerülhet a „félmerev” kategóriába. Iterációs eljárás

Tervezési igénybevételek meghatározása Összes egyidejű igénybevétel megadása teherkombinációnként Összes szükséges hely meghatározása, igénybevételek rögzítése Keresztmetszeti teherbírás igazoló vizsgálatokhoz a mértékadó km.-i helyek meghatározása Globális stabilitási vizsgálata: interakciós méretezési képletek: szakaszok végein az oldalsó irányú megtámasztás és a tengelye körüli elfordulás meggátolt. Legnagyobb nyomaték keresése Feltételezés: a nyomaték okozta kifordulás dominánsabb a normálerő okozta kihajlásnál

Keresztmetszetek teherbírásának ellenőrzése Keresztmetszeti osztályozás: szerepe annak meghatározása, hogy milyen mértékben csökkenti a keresztmetszet ellenállását és elfordulási képességét a lemezhorpadás esetleges kialakulása. Elvégzése: Tiszta hajlításra Tiszta nyomásra

Keresztmetszetek teherbírásának ellenőrzése Nyomaték-elfordulás görbék: 1.) A keresztmetszet alkotólemezeinek horpadása csak igen nagy képlékeny deformációknál alakul ki. A keresztmetszet ellenállását a képlékeny ellenállás jelenti. 2.) Lemezhorpadás kialakul, de csak a képlékeny ellenállás elérése után. A keresztmetszet ellenállását ekkor is a képlékeny ellenállás jelenti. 3.) A lemezhorpadás a képlékeny ellenállás elérése előtt alakul ki, de a rugalmas tartományon túl. A keresztmetszeti ellenállást a rugalmas ellenállás adja. 4.) A lemezhorpadás a rugalmas tartományban kialakul. A keresztmetszet ellenállását a horpadáshoz tartozó csökkentett ellenállás adja meg.

Keresztmetszetek teherbírásának ellenőrzése Az EC3 keresztmetszeti osztályai: 1.) Azok a keresztmetszetek, amelyekben a képlékeny csukló kialakulhat, rendelkezik a képlékeny számításhoz szükséges elfordulási képességgel. 2.) Amelyekben képlékeny nyomatéki ellenállás kialakulhat, de az elfordulási képességet a lemezhorpadás behatárolja 3.) Nyomott szélső szálban a feszültség elérheti a folyáshatárt, de lemezhorpadás miatt a képlékeny ellenállás nem alakulhat ki 4.) Lemezhorpadás következik be, mielőtt a feszültség bárhol elérné a folyáshatárt.