HASZNLHATSGI KVETELMNYEK 1 elads 2011 szeptember 9 Bevezets

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 σh. H Mérsékelt repedésmentesség: 1. fesz. állapot 2σh. H

1971. Alakváltozás: 2. fesz. állapot; L/h határértékei Repedésmentesség: 1. fesz. állapot σb σb. H 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 EC 2 EC 3 … EC 8 Hatáskövetkezmény (lehajlás, repedéstágasság) A követelmény tervezési értéke (használhatósági határérték) pl. L/250 pl: w ≤ weng EC 0

TEHERBÍRÁS ÉS HASZNÁLHATÓSÁG Kárszintek TÖRÉS

Használhatósági vizsgálatok hatáskombinációi Látvány (megjelenés) kvázi-állandó kombináció pl. lakás, iroda: p = gk + 0, 3 × qk Vízelvezetés (reverzibilis kár) Válaszfal épsége (irreverzibilis kár) gyakori kombináció karakterisztikus kombináció

Használhatósági vizsgálatok fajtái a) Merevségi vizsgálatok a 1) Alakváltozás (lehajlás, szögelfordulás) b) Repedéstágasság (vasbeton) a 2) 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 w 1 wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés) w 1 kezdeti lehajlás, tartós terhek hatására

Lehajlás - definíciók w 2 wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés) w 1 kezdeti lehajlás, tartós terhek hatására w 2 „lassú” lehajlás, tartós terhek hatására (kúszás, zsugorodás)

Lehajlás - definíciók wtot wmax w 3 wc terheletlen szerkezet felhajlása (túlemelés, előfeszítés) w 1 kezdeti lehajlás, tartós terhek hatására w 2 „lassú” lehajlás, tartós terhek hatására (kúszás, zsugorodás) w 3 lehajlás-növekmény a rövididejű terhek hatására wtot teljes lehajlás a terhek hatására (w 1 + w 2 + w 3) 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 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 Szerkezet

Lehajlás korlátozása - látvány L/w AJÁNLOTT HATÁRÉRTÉKEI Igényszint 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 Szerkezet

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 frekvenciája térjen el a szerkezet sajátfrekvenciájától (rezonancia elkerülése)

A lengések okai – hatások, gerjesztések Ember mozgások - ismétlődő hatások Járás: f. F = 1, 0 -2, 5 Hz ugrás: f. F = 1, 8 -3, 0 Hz tánc: f. F = 2, 1 -3, 0 Hz Gerjesztési spektrum általában: f. F = 1, 0 - 3, 0 Hz Erőmérő-lemezek Gdyn Gstat Gerjesztőerő F(t),

Lengés - követelmények f 0 3 Hz - vasbeton Emberi mozgás: f. F = 1, 0. . . 3, 0 Hz f 0 5 Hz - könnyű (fa, acél) - tánc és tornatermek EC 5 -fa Általános követelmény a rezonancia-jelenség megakadályozása lengés okozta kellemetlen emberi érzések elkerülése EC 0 f. F Vasbeton födémek 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: • 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 m = mg, k + 0, 3 × mq, k • statikus lehajlás (kúszás nélkül, kvázi-állandó teherkombináció) • 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 Hatáskombináció Tervezett repedések megjelenése nem jelent szerkezeti tönkremenetelt! kvázi-állandó kombináció

Repedéstágassági határértékek Repedéstágasság követelményei: környezeti osztály szerint (EN 206 -1) leggyakoribb hatás: karbonátosodás X 0 nagyon száraz (max RH 35%) XC 1 száraz (csekély rel. páratartalmú épületben) wk ≤ 0, 4 mm XC 2 - XC 4 változóan száraz és nedves (pl. hosszú idejű vízhatás, esőtől védett kültéri beton) XD 1 - XD 3 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): xc 2≥ 50 mm wk Öngyógyulás várható: wk ≤ 0, 2 mm Öngyógyulás nem várható: wk ≤ 0, 1 mm Átmenő repedések ? !