Magasépítési acélszerkezetek -keretszerkezet méretezése-

Az előadások a következő témára: "Magasépítési acélszerkezetek -keretszerkezet méretezése-"— Előadás másolata:

1 Magasépítési acélszerkezetek -keretszerkezet méretezése-
6. hét

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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 Geometriai modell felvétele – Melegen hengerelt szelvények
Rövid kiékelés Hosszú kiékelés

8 Geometriai modell felvétele – Melegen hengerelt szelvények
Hosszú kiékelés

9 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

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

11 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

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

13 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!

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

15 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)

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

17 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

18 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

19 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

20 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.

21 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.