Transcript hasznalhatosag_kovetelmenyei_2011

HASZNÁLHATÓSÁGI
KÖVETELMÉNYEK
1. előadás
2011. szeptember 9.
Bevezetés
– építési
hibák
Kanadai felmérés
(1979)
150 bejelentett építési hibából
63 (42%) a használhatósággal függ össze
a szerkezet fajtája
vasbeton
a következmény
monolit
zavaró vizuális hatás
8
a használat zavarása
2
zavaró lengések
1
a csatlakozó
szerkezetek sérülése
31
egyéb
9
előregyártott
feszített
vasbeton
összesen
acél
1
9
2
egyéb
2
1
1
2
11
2
5
38
6
1
2
12
9
Összesen:
2
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
2007. 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
Hatáskövetkezmény
(lehajlás,
repedéstágasság)
A követelmény
tervezési értéke
(használhatósági
határérték)
pl. L/250
pl: w ≤ weng
EC0
TEHERBÍRÁS ÉS HASZNÁLHATÓSÁG Kárszintek
TÖRÉS
Használhatósági vizsgálatok hatáskombinációi
Látvány (megjelenés)
kvázi-állandó kombináció
Ed  Gk   ψ2  Qk,i
pl. lakás, iroda: p = gk + 0,3 × qk
gyakori kombináció
Vízelvezetés (reverzibilis kár)
Ed  Gk  ψ1  Qk,1   ψ2,i  Qk,i
i 1
Válaszfal épsége (irreverzibilis kár)
karakterisztikus kombináció
Ed  Gk  Qk,1   ψ0,i  Qk,i
i 1
Használhatósági vizsgálatok fajtái
a) Merevségi vizsgálatok
a1) Alakváltozás
(lehajlás,szögelfordulás)
b) Repedéstágasság
(vasbeton)
a2) Lengés (emeletközi födém)
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
wC
w1
wmax
wmax
w3
w2
w3
w
wtottot
L
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
L/250
L/200
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
L/250
L/200
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
födémek és hidak
emberi mozgás hatása
könnyű födémek
és hidak
szél
nagy fesztávú függőhidak
magas épületek, tornyok
Leggyakrabban megoldandó feladat: hatások okozta gerjesztés frekvenciája 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), dyn 
Gdyn
Gstat
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
 dyn
 dyn
f
fF
Vasbeton födémek
F
Könnyű fafödémek
Lengés - hatáskombinációk és számítás
Hatáskombináció
Emberi mozgás
→ nem okoz szerkezeti
tönkremenetelt
→ kellemetlen élettani
hatása lehet
→ kváziállandó terhek
rövididejű hatása
Kéttámaszú tartó számítása
1. sajátfrekvencia:
f0 

2l 2
EI
m

f min
• statikus lehajlás (kúszás nélkül,
kvázi-állandó teherkombináció)
Lengés - hatáskombinációk és számítás
Kéttámaszú tartó számítása
1. sajátfrekvencia:
kvázi-állandó kombináció
f0 
π
2L
2
EI
m
 fmin
Ed  Gk   ψ2  Qk,i
pl. lakás, iroda: p = gk + 0,3 × qk
m = mg,k + 0,3 × mq,k
• statikus lehajlás (kúszás nélkül,
kvázi-állandó teherkombináció)
wqp
5 pl4


384 EI
• egyszerűsített igazolás
f0 
5,5
wqp
( wqp
cm  ben)
Lengés - hatáskombinációk és számítás
• egyszerűsített igazolás
5,5
f0 
wqp
( wqp
cm  ben)
→ 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
Hatáskombináció
Tervezett repedések megjelenése nem jelent szerkezeti tönkremenetelt!
kvázi-állandó kombináció
Ed  Gk   ψ2  Qk,i
Repedéstágassági határértékek
Repedéstágasság követelményei:
környezeti osztály szerint (EN 206-1)
leggyakoribb hatás: karbonátosodás
X0
XC1
nagyon száraz (max RH 35%)
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 ?!