A tartószerkezeti tervezés alapjai Basis of structural design

1. A tartószerkezeti tervezés alapjaiBasis of structural design AZ EN 1990 EUROCODE 0 SZABVÁNY FOGALMAI, ÖSSZEFÜGGÉSEI

2. A tartószerkezeti tervezés alapjai 1 A SZERKEZETTERVEZŐ FELADATA RENDELTETÉST SZOLGÁLÓ TEREK KÖRÜLVÉTELE, VÉDELME A HASZNÁLAT IDŐTARTAMA ALATT VÁRHATÓ KÖZVETLEN ÉS KÖZVETETT ERŐTANI HATÁSOKKAL SZEMBEN … FEDÉLSZÉK, FÖDÉM, PILLÉR, HÍD, ALAGÚT, GÁT, FÖLDMŰ, ANTENNATORONY …

3. A tartószerkezeti tervezés alapjai 2 ALAPKÖVETELMÉNYEK TARTÓSELLENÁLLÓKÉPESSÉG HATÁSOKKAL SZEMBEN A MEGVALÓSÍTÁS SORÁN, HASZNÁLAT KÖZBEN ÉS RENDKÍVÜLI ÁLLAPOTBAN TARTÓS HASZNÁLHATÓSÁG RENDELTETÉST ZAVARÓ ELMOZDULÁSOK, ALAKVÁLTOZÁSOK, LENGÉSEK, REPEDÉSEK NÉLKÜL

4. A tartószerkezeti tervezés alapjai 3 TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS TAPASZTALATI MÉRETEZÉS MEGENGEDETT FESZÜLTSÉGEK OSZTOTT BIZTONSÁGI TÉNYEZŐK ÉS HATÁRÁLLAPOTOK EUROCODE Gábori Pál, Kazinczy Gábor, Korányi Imre, Menyhárd István, Rózsa Mihály

5. A tartószerkezeti tervezés alapjai 4 A MEGFELELŐSÉG IGAZOLÁSÁNAK LOGIKÁJA (1) A TARTÓSZERKEZETNEK ELLENÁLLÓKÉPESSÉGE VAN, AMELYNEK MECHANIKAIMENNYISÉGEKKEL JELLEMZETT HATÁRÁLLAPOT FELELTEHETŐ MEG A TARTÓSZERKEZETBEN A HATÁSOKMECHANIKAIMENNYISÉGEKKEL JELLEMEZHETŐ ÁLLAPOTOKAT ÉBRESZTENEK A MECHANIKAI MENNYISÉGEK ÉS HATÁSOKVALÓSZÍNŰSÉGI VÁLTOZÓK, EGYMÁSTÓL KÜLÖNBÖZŐ MEGBÍZHATÓSÁGGAL ADHATÓK MEG A HATÁS ÉS ELLENÁLLÓKÉPESSÉG JELLEGÉTŐL FÜGGŐEN

6. VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLETI ALAPFOGALMAK ÉS ÖSSZEFÜGGÉSEK A(matematikai ismétlés) BELE KELL TÖRŐDNÜNK ABBA, HOGY EZEK NÉLKÜL NEM ÉRTHETJÜK MEG A TARTÓSZERKEZETEK MÉRETEZÉSÉNEK GONDOLATMENETÉT ÉS AZ EUROCODE SZABVÁNYSOROZAT ÉSZJÁRÁSÁT Két dolog vigasztalhat: a) másoknak is bele kell ebbe törődniük b) ismerjük és használjuk az osztott biztonsági tényezők módszerét

7. VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLETI ALAPFOGALMAK ÉS ÖSSZEFÜGGÉSEK B VALÓSZÍNŰSÉG, KOCKÁZAT, MEGBÍZHATÓSÁG HISZTOGRAM, GYAKORISÁG, SŰRŰSÉGFÜGGVÉNY R RELATÍV GYAKORISÁG 1 1 F R,F

8. VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLETI ALAPFOGALMAK ÉS ÖSSZEFÜGGÉSEK C MEGBÍZHATÓSÁG, KOCKÁZAT, SZÓRÓDÁS/SZÓRÁS 0,05SS0,95 βS

9. A tartószerkezeti tervezés alapjai 5 A MEGFELELŐSÉG IGAZOLÁSÁNAK LOGIKÁJA (1) A TARTÓSZERKEZETNEK ELLENÁLLÓKÉPESSÉGE VAN, AMELYNEK MECHANIKAIMENNYISÉGEKKEL JELLEMZETT HATÁRÁLLAPOT FELELTEHETŐ MEG A TARTÓSZERKEZETBEN A HATÁSOKMECHANIKAIMENNYISÉGEKKEL JELLEMEZHETŐ ÁLLAPOTOKAT ÉBRESZTENEK A MECHANIKAI MENNYISÉGEK ÉS HATÁSOK VALÓSZÍNŰSÉGI VÁLTOZÓK, EGYMÁSTÓL KÜLÖNBÖZŐ MEGBÍZHATÓSÁGGAL ADHATÓK MEG A HATÁS ÉS ELLENÁLLÓKÉPESSÉG JELLEGÉTŐL FÜGGŐEN

10. A tartószerkezeti tervezés alapjai 6 IGÉNYBEVÉTEL ÉS ELLENÁLLÁS SŰRŰSÉGFÜGGVÉNYE A HATÁSOK KÖVETKEZMÉNYÉNEK TERVEZÉSI ÉRTÉKE≤ A SZERKEZET ELLENÁLLÁSÁNAK TERVEZÉSI ÉRTÉKE 0  R - F RELATÍV GYAKORISÁG F,E R teherbírási tartalék(R-F) F,E,R

11. A tartószerkezeti tervezés alapjai 7 TEHERBÍRÁSI TARTALÉK R - F SŰRŰSÉGFÜGGVÉNYE (GAUSS~NORMÁLIS) ~ 0,2 = f* SR-F SR-F R – F (R – F)*

12. A tartószerkezeti tervezés alapjai 8 A MEGFELELŐSÉG IGAZOLÁSÁNAK LOGIKÁJA (2) A HATÁSOK KÖVETKEZMÉNYEKÉNT KIALAKULÓ ÁLLAPOTOKAT ÖSSZE KELL HASONLÍTANI AZ ANYAGOK, MÉRETEK, ALAKZATOK ÁLTAL MEGHATÁROZOTT ELLENÁLLÓKÉPESSÉGNEK MEGFELELŐ ÁLLAPOTOKKAL

13. A tartószerkezeti tervezés alapjai 9 A MEGFELELŐSÉG IGAZOLÁSÁNAK LOGIKÁJA (3) FEL KELL ISMERNI AZ ÖSSZEHASONLÍTÁST IGÉNYLŐ ESETEKET A MECHANIKAI MENNYISÉGEK EGYMÁSTÓL ELTÉRŐ MEGBÍZHATÓSÁGGAL ÁLLAPÍTHATÓK MEG, AMIT PARCIÁLISTÉNYEZŐKKEL KELL FIGYELEMBE VENNI A HATÁSOK KÖVETKEZTÉBEN KIALAKULÓ ÁLLAPOTOKHOZ TARTOZÓ MECHANIKAI JELLEMZŐK NEM LÉPHETIK TÚL AZ ELLENÁLLÓKÉPESSÉGHEZ TARTOZÓ ÁLLAPOTOK JELLEMZŐIT.

14. A tartószerkezeti tervezés alapjai 10 FOGALOMKÉSZLET (KIVONATOS) TARTÓSZERKEZETI MODELL TERVEZÉSI HELYZET IDEIGLENES, TARTÓS, RENDKÍVÜLI, SZEIZMIKUS TERVEZÉSI KÖVETELMÉNYEK, HASZNÁLHATÓSÁGI KÖVETELMÉNYEK TERHELÉSI ESET TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOTOK, HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOTOK MEGBÍZHATÓSÁGI SZINT HATÁS ÁLLANDÓ, ESETLEGES, DOMINÁNS, RENDKÍVÜLI, SZEIZMIKUS, GEOTECHNIKAI RÖGZÍTETT, NEM RÖGZÍTETT, DINAMIKUS, KVÁZI-STATIKUS, HATÁS ÉRTÉKE KARAKTERISZTIKUS, REPREZENTATÍV, TERVEZÉSI DOMINÁNS ESETLEGES, KOMBINÁCIÓS ANYAGJELLEMZŐK, GEOMETRIAI MÉRETEK ÉRTÉKE KARAKTERISZTIKUS, TERVEZÉSI, NÉVLEGES

15. A tartószerkezeti tervezés alapjai 11 SZERKEZETI MODELL KIALAKÍTÁSA közelítő méretekkel, becsült anyagjellemzőkkel mechanikai vizsgálatokhoz - statikai váz VISELKEDÉSI MODELL MEGVÁLASZTÁSA elsőrendű, lineárisan rugalmas másodrendű, lineárisan rugalmas elsőrendű, nemlineárisan rugalmas …. elsőrendű, képlékeny harmadrendű ...

16. A tartószerkezeti tervezés alapjai 12 AZ ÖSSZEHASONLÍTÁS KÉT HALMAZA (A) IGÉNYBEVÉTELT OKOZÓ HATÁSOK SZÁMBAVÉTELE, TERHELÉSI ESETEK, HELYZETEK, ÁLLAPOTOK ÉRTELMEZÉSE (B) ELLENÁLLÁS, ELLENÁLLÓKÉPESSÉG, ELŐÍRT IDEIG MEGKÖVETELT HASZNÁLHATÓSÁG JELLEMZÉSE OLYAN HATÁRÁLLAPOTOKKAL, AMELYEKBEN TELJESÜLNEK A TERVEZÉSI KÖVETELMÉNYEK

17. A tartószerkezeti tervezés alapjai 13 AZ ÁLLAPOTOK MEGKÜLÖNBÖZTETÉSÉNEK SZEMPONTJAI követelmények, ellenálló-képességek, hatások anyagok viselkedése, méretváltozások, pontatlanságok rendeltetés, szerkezet-kialakítás, környezeti adottságok …..

18. A tartószerkezeti tervezés alapjai 14 A MEGFELELÉS ÉRTELMEZÉSE HATÁSOKBÓL KÖVETELMÉNYEKBŐL LEVEZETETT LEVEZETETT IGÉNYBEVÉTEL ≤ ELLENÁLLÁS (HATÁS) (TEHERBÍRÁS)

19. A tartószerkezeti tervezés alapjai 15 A HATÁSOK KÖVETKEZMÉNYÉNEK TERVEZÉSI ÉRTÉKE- Ed ≤ A SZERKEZET ELLENÁLLÁSÁNAK TERVEZÉSI ÉRTÉKE - Rd RELATÍV GYAKORISÁG IGÉNYBEVÉTEL ELLENÁLLÁS Ed Rd Ed Rd

20. A tartószerkezeti tervezés alapjai 16 TEHERBÍRÁSI HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOTOK VIZSGÁLATÁNAK CÉLKITŰZÉSEI SZERKEZETEK TÖNKREMENETELE SZERKEZETEK ÉPSÉGE ELLENI VÉDELEM EMBERI KOMFORTÉRZET EMBERI ÉLET BIZTONSÁGA RENDELTETÉSI MŰKÖDŐKÉPESSÉG KÜLSŐ MEGJELENÉS, TARTÓSSÁG ÉS A VIZSGÁLAT TÁRGYAI HELYZETI ÁLLÉKONYSÁG ALAKVÁLTOZÁSOK, ELMOZDULÁSOK SZILÁRDSÁG, ALAKI STABILITÁS REZGÉSEK, LENGÉSEK FÁRADÁS KÜLSŐ MEGJELENÉS TALAJKÖRNYEZET TÖNKREMEBNETELE FESZÜLTSÉGEK NEM TEHERVISELŐ SZERKEZETEKBEN

21. A tartószerkezeti tervezés alapjai 17 TERVEZÉSI HELYZETEK TARTÓS, RENDELTETÉSSZERŰ A RENDELTETÉSNEK MEGFELELŐ HASZNÁLAT KÖRÜLMÉNYEIT LEÍRÓ, AZ ÉLETTARTAMMAL AZONOS NAGYSÁGRENDŰ IDŐTARTAMRA VONATKOZÓ ALAPÁLLAPOT IDEIGLENES, ÁTMENETI A HASZNÁLAT ÉS A KÖRNYEZETI HATÁSOK ÁTMENETI KÖRÜLMÉNYEIT LEÍRÓ, NAGY VALÓSZÍNŰSÉGGEL, DE AZ ÉLETTARTAMNÁL LÉNYEGESEN RÖVIDEBB IDEIG FELLÉPŐ ÁLLAPOT (ÉPÍTÉS, BONTÁS, JAVÍTÁS) RENDKÍVÜLI KIVÉTELES MŰKÖDÉSI KÖRÜLMÉNYEKET LEÍRÓ, KIS VALÓSZÍNŰSÉGGEL BEKÖVETKEZŐ, DE KI NEM ZÁRHATÓ ÁLLAPOT (PL. ROBBANÁS) SZEIZMIKUS FÖLDRENGÉS KIVÉTELES KÖRÜLMÉNYEI KÖZÖTTI MŰKÖDÉST LEÍRÓ, RÖVID IDEIG FENNÁLLÓ ÁLLAPOT, ÖVEZETRE ELŐÍRT ÉRTÉKEKKEL

22. A tartószerkezeti tervezés alapjai 18 KOCKÁZATI SZINTEK TEHERBÍRÁSI HATÁRÁLLAPOT K ≤ 10-4 – 10-5 HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOT K ≤ 10-2 – 10-3 TERVEZÉSI ÉLETTARTAM (ÉV) 10 IDEIGLENES TARTÓSZERKEZETEK 10-25 CSERÉLHETŐ RÉSZEK (DARUPÁLYÁK, SARUK) 15-30 MEZŐGAZDASÁGI SZERKEZETEK ÉPÜLETEK TARTÓSZERKEZETEI 100 MONUMENTÁLIS ÉPÜLETEK TARTÓI, HIDAK, ALAGUTAK

23. A tartószerkezeti tervezés alapjai 19 MEGBÍZHATÓSÁG ÉS KOCKÁZAT K S S 1-K βS

24. A tartószerkezeti tervezés alapjai 20 MEGBÍZHATÓSÁGI SZINTEK osztályai és szorzói NAGY KOCKÁZAT, JELENTŐS KÁROK 1,1 lelátók, koncerttermek független, kibővített ellenőrzés KÖZEPES KOCKÁZAT, SZÁMOTTEVŐ KÁROK 1,0 lakó-, irodaházak szabályzatszerű ellenőrzés KICSI KOCKÁZAT, CSEKÉLY KÁROK 0,9 mezőgazdasági tárolók önellenőrzés

25. A tartószerkezeti tervezés alapjai 21

26. A tartószerkezeti tervezés alapjai 22 SZERKEZETI ANYAGJELLEMZŐK KARAKTERISZTIKUS, REPREZENTATÍV ÉS TERVEZÉSI ÉRTÉKE KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK AZ ELŐFORDULÁSRA JELLEMZŐ GYAKORISÁGI ADATOK ÉS MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOK ALAPJÁN FELVETT KIINDULÓ ÉRTÉK REPREZENTATÍV ÉRTÉK A SZÓBAJÖHETŐ KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEK KÖZÜL KIVÁLASZTOTT, ELŐÍRT VAGY MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOKAT TÜKRÖZŐ TÉNYEZŐKKEL SZORZOTT ÉRTÉK TERVEZÉSI ÉRTÉK A KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKBŐL KÖZVETLENÜL, VAGY A REPREZENTATÍV ÉRTÉKBŐL A PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐ ALKALMAZÁSÁVAL MEGKAPHATÓ ÉRTÉK

27. A tartószerkezeti tervezés alapjai 23 KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉK AZ ELŐFORDULÁSRA JELLEMZŐ GYAKORISÁGI ADATOK ÉS MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOK ALAPJÁN FELVETT KIINDULÓ ÉRTÉK

28. A tartószerkezeti tervezés alapjai 24 REPREZENTATÍV ÉRTÉK A SZÓBAJÖHETŐ KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEK KÖZÜL KIVÁLASZTOTT, ELŐÍRT VAGY MEGBÍZHATÓSÁGI MEGFONTOLÁSOKAT TÜKRÖZŐ TÉNYEZŐKKEL SZORZOTT ÉRTÉK

29. A tartószerkezeti tervezés alapjai 25 TERVEZÉSI ÉRTÉK A KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKBŐL KÖZVETLENÜL, VAGY A REPREZENTATÍV ÉRTÉKBŐL A A PARCIÁLIS BIZTONSÁGI TÉNYEZŐ ALKALMAZÁSÁVAL MEGKAPHATÓ ÉRTÉK

30. A tartószerkezeti tervezés alapjai 26 EGY JELLEGZETES SZERKEZETI ANYAGJELEMZŐ KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKEI ÉS TERVEZÉSI ÉRTÉKE RELATÍV GYAKORISÁG f SŰRŰSÉGFÜGGVÉNY 100 % fd= f0,05/γ 5 % f0,05 f0,95 5 %

31. A tartószerkezeti tervezés alapjai 27 IDŐBEN ÁLLANDÓ HATÁS (ÖNSÚLY) Gk KARAKTERISZTIKUS ÉRTÉKE ÉS TERVEZÉSI ÉRTÉKEI RELATÍV GYAKORISÁG GkSŰRŰSÉGFÜGGVÉNY 100 % Gdinf = γGinfGk Gdsup = γGsupGk

32. A tartószerkezeti tervezés alapjai 28 IDŐBEN VÁLTOZÓ (ESETLEGES) HATÁSOK Qk Q TERVEZÉSI TEHERSZINT RITKA ~ KARAKTERISZTIKUS TEHERSZINT EN1991 GYAKORI ~ (AZ ÉLETTARTAM 1 %-A) KVÁZI-ÁLLANDÓ (TARTÓS) 50% 100 %

33. A tartószerkezeti tervezés alapjai 29 IDŐBEN VÁLTOZÓ (ESETLEGES) Qk HATÁSOK REPREZENTATÍV ÉRTÉKEI KOMBINÁCIÓS ÉRTÉK Ψ0Qk GYAKORI ÉRTÉK Ψ1Qk KVÁZI-ÁLLANDÓ ÉRTÉK Ψ2Qk TERVEZÉSI ÉRTÉKγQQk

34. A tartószerkezeti tervezés alapjai 30

35. A tartószerkezeti tervezés alapjai 31A HATÁSOK γF PARCIÁLIS (BIZTONSÁGI) TÉNYEZŐI

36. A tartószerkezeti tervezés alapjai 32 TERHELÉSI ESETEK A TERHELÉSI ESET FÜGGETLEN HATÁSOK KOMBINÁCIÓJA, EGY ADOTT ELLENŐRZÉS SORÁN EGYIDEJŰLEG ÖSSZETARTOZÓ TEHERELRENDEZÉSEK, ALAKVÁLTOZÁSOK, PONTATLANSÁGOK FIGYELEMBE VÉTELE

37. A tartószerkezeti tervezés alapjai 33 A hatások tervezési értékei teherbírási határállapotban

38. A tartószerkezeti tervezés alapjai 34 A hatások tervezési értékei használhatósági határállapotban

39. A tartószerkezeti tervezés alapjai 35 MEREVSÉGI KÖVETELMÉNYEK HASZNÁLHATÓSÁGI HATÁRÁLLAPOTBAN FÜGGŐLEGES LEHAJLÁS TÁMASZVONALTÓL MÉRT LEHAJLÁS ALAKVÁLTOZÁS HATÁSA A RENDELTETÉSRE ÉS ÉÜLETSZERKEZETEKRE ELTÉRŐ ANYAGÚ SZERKEZETEK ALAKVÁLTOZÁSÁNAK KÖLCSÖNHATÁSA REZGÉSEK ÁLTAL OKOZOTT KELLEMETLEN KÖZÉRZET