2010-03 A vékonypadlós gerendák nyíróerő-ellenállása - új tervezési megközelítés kidolgozása
Leírás: Stuttgarti Egyetem
Építőipari és Tervező Intézet
Kulcsszavak: DASt, kutatási jelentés, acélszerkezet, kutatás
Olvassa el a szöveges verziót
88 Vékonypadlós tartók nyíróerő-teherbírása 5-3. Táblázat: A HEB140 és az alsó húr keresztmetszeti értékei: h = 140mm alsó húr: h = 10mm b = 140mm b = 340mm ts = 7mm tg = 11mm Az (5.14) és (5.15) egyenletek eredménye A súlypont helyzete és a teljes keresztmetszet geometriai tehetetlenségi nyomatéka: zs = 103,68mm és Iy = 2571,3cm4 lesz. A nagy pontszám miatt a statikus pillanat értékei nem jelennek meg, és csak a nyírófeszültség értékei vannak megadva a különböző pontokon. Az értékeket ismét meghatároztuk az (5.17) egyenlet szerint: τ = 0,0266 kN τ = 0,0315 kN cm cm τ = 0,0912 kN τ = 0,0232 kN cm cm τ = 0,0115 kN τ ß = 0,0279 kN cm cm τ = 0,1077 kN τ = 0,0161 kN cm cm τ = 0,1097 kN τ = 0,0118 kN cm cm τ = 0,1079 kN cm Mivel a teszteknek csak a 4. pontban vannak mért értékei, A többi ponton lévő értékeket a következő aránytényezőkkel megszorozva lehet meghatározni: τ = 0,0912 τ = 0,8314 τ (5,26) 0,1097 τ = 0,1015 τ = 0,9253 τ (5,27) 0,1097 τ = 0,1077 τ = 0,9818 τ (5,28) 0,1097 DASt/AiF projekt sz. 15639 N
Vékonypadlós gerendák nyíróerő-teherbírása 89 τ = 0,1079 τ = 0,9836 τ (5,29) 0,1097 τ ß = 0,0279 τ = 0,2543 τ (5,30) 0,1097 futás integrálható. A szövedék nyírófeszültségei mellett figyelembe kell venni az alsó húr és a HEB közötti hegesztési varrat arányát is. A linearizált nyírófeszültség-görbét (lásd az alábbi ábrát) úgy integráljuk, hogy összeadjuk a felületeket és így meghatározzuk az acélprofil nyíróerejét. 11 30, 32 32,56 32,56 32,561 2 3 4 56 7 5-7. Ábra: Linearizált nyírófeszültség görbe A keresztirányú erő a linearizált nyírófeszültség görbe integrálásával a következőket eredményezi: V = 32,56 + + 32,56 + + 32,56 + 2 2 2 + 30, 32 + (5,31) 2 +2 11 ß 4 = 0,9612 kN Mivel a nyírófeszültségek lefutását 1 kN egységterhelés függvényében számoltuk, a profil keresztirányú erejének is meg kell felelnie ennek a terhelésnek. Ennek hibája: 0,0388 = 3,88% Ez a hiba abból adódik, hogy a nyírófeszültség-görbe leegyszerűsödött a linearizáción keresztül, és a HEB-profil kerekítési sugárának elhagyása mindkét kézi számítás során bekövetkezett. Ezt a hibát a további tanfolyam során elhanyagoljuk. DASt/AiF projekt: 15639 N
Vbeton/Vösszege [%] 94-ben Vékonypadlós tartók nyíróerő-teherbírása A betonszalag nyíróerő-része az R1-en 100 90 80 70 60 50 40 30 V-3 V3 20 Q-4Qlin4ks 10 Q4 jobb 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fő nyomóerő/terhelés [%] -ban 6-3. Ábra: A betonszalag nyíróerejének része a Ros 1-nél A 2. rozetta különböző gerendáinak görbéit összehasonlítva (lásd 6-4. Ábra) a görbékben is éles csökkenés tapasztalható, körülbelül 20-30% -on. A V3 folyamatos hatása alacsonyabb értékeket generál a terhelés 18% -ától (legfeljebb 5% -ig), mint a központi tartóval ellátott V1-nél. Míg a V4 görbéje kisebb betonszíj-magasságával a V1 görbe felett fekszik, addig a terhelés 55% -áig fut sőt ez alatt. Tehát a kisebb betonfödémű gerenda terhelésének 55% -ától kevesebb erő kerül át a betonból. A V5 görbéje megmagyarázhatatlan növekedést vagy csökkenést mutat a terhelés 60 és 85% -ánál. Pazarlás. Ezt és a teherbírási tartományt leszámítva a V5 görbéi, a V2-nél nagyobb megerősítéssel, közel vannak egymáshoz, vagy kissé felette vannak. A kisebb erősítésű V6 görbéi szintén hasonló mennyiségű erőt visznek át a betonszalagon keresztül, de kb. 2% kevesebb, a hasznos teher tartományban legfeljebb 5,5%. DASt/AiF projekt: 15639 N
Vékonypadlós tartók nyíróerő-teherbírása 95Vbeton/Vösszege [%] 100 A betonszalag nyíróerő-összetevője R2 90 80 V1 V2 70 V3 V4 60 V5 V6 50 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 40 30 Fő préserő/teherbírás [%] 20-ban 10 0 0 6-4. Ábra: A Ros 2 betonakkord nyíróerő-összetevője Amint az 1. rozettánál is láthattuk, a Q4 gerenda alacsonyabb dübelezésével nagyobb nyíróerőt visz át a betonakkordban, mint a V3 gerenda. A Q4 jobb oldali görbéjének éles esése a teherbírás kb. 30 és 35% -a, valamint a görbe hirtelen lefolyása nem magyarázható. A gerenda jobb felének kisebb mértékű rögzítése nagyobb erőket biztosít a betonban ezen a ponton, mint a gerenda bal felén. A betonszalag nyíróerő-része R2 100 90 80 V-nál Beton/V összérték [%] 70 60 50 40 30 V3 20 Q4 bal 10 Q4 jobb 0 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 Fő préserő/teherbírás [%] -ban: 6-5. Ábra: A betonszalag nyíróerejének része a Ros 2 DASt/AiF projektben, 15639 N
Vékonypadlós tartók nyíróerő-teherbírása 97 A betonszalag nyíróerő-összetevője az R3V betonnál/V-nál összesen [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 V3 20 Q4 balra 10 Q4 jobbra 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 Fő nyomóerő/teherbírás [ %] 6-7. Ábra: A betonakkord nyíróerő-összetevője a 3-as rozettán A 4-es rozettán három rozetta vagy irány teljes meghibásodása miatt csak a V2 tartóoszlop hasonlítható össze a V6-os talppal. A V6 alacsonyabb erősítési foka ellenére alig látható különbség a két görbében (lásd 6-8. Ábra). Mindkét görbében (a V4 kivételével) ismét erőteljes csökkenés tapasztalható a hasznos teher 20-25% -ánál. A betonszalag nyíróerő-része R4-en 100 90 80 V Beton/V összérték [%] 70 60 50 40 30 V1 V2 20 V3 V4 10 V5 V6 0 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70: A betonszalag nyíróerő-összetevője a Ros 4 DASt/AiF projektben, 15639 N
Vékonypadlós tartók nyíróerő-teherbírása 99 A betonszalag nyíróerő-része R5-nél 100 90 80VBeton/Vösszege [%] 70 60 50 40 30 V1 V2 20 V3 V4 10 V5 V6 0 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 Fő nyomóerő/terhelés be [%] 6-10. Ábra: A betonakkord nyíróerő-része a Ros 5-nél A betonakkord nyíróerő-része az R5-nél 100 90 80VBeton/Vösszeg [%] 70 60 50 40 30 V3 Q4 bal 20 Q4 jobb 10 90 100 0 80 0 10 20 30 40 50 60 70 Fő nyomóerő/terhelés [%] -ban 6-11. Ábra: A betonszalag nyíróerő-része a Ros 5-nél Összefoglalva, a tartók variációinak hatásait az alábbi táblázatok mutatják be: DASt/AiF projektszám 15639 N
Vékonypadlós tartók nyíróerő-teherbírása 133 = (7,16) ahol: a deformált lemez forgási szöge az oszlop szélén: =, a nyomási zóna magasságának és a statikus használható magasság (itt változtatható) aránya az oszlop geometriai megerősítési szintje a nyomási zóna statikus használható magasságának magassága: = a megerősítő acél rugalmassági modulusának rugalmassági modulusa a beton összehasonlítási sugárának értéke: = 0,4 + 1,6 a legmeredekebb héj sugara: = + + ≥ a leglaposabb héj sugara: = + 5 (-) sugár, amelyig a megerősítés folyik: = belső kar: = - a A beton merevítő acéljának jellemző szakítószilárdsága: = 0,7 a beton jellemző nyomószilárdsága A lyukasztási terhelés meghatározásához kx fölött iteráltunk, amíg a betonfeszültség σc és a betontörési feszültség σcu el nem éri ugyanazt az értéket. Ezt a két paramétert a következő képletekkel határozzuk meg: = cos (7.17) DASt/AiF projektszám 15639 N