PDF 10
Rövid leírás
1 RÖGZÍTÉSI TECHNIKÁK 10.1 RÖGZÍTŐK 10.1 Rögzítők Kihúzási ellenállás ragasztott laminált faanyagba ragasztva.
Leírás
EMPA20090310 JÖVŐ H O L Z
10 RÖGZÍTŐ TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK KIVONÁSI ELLENÁLLÁSA FŰTETT TENGELYEKKEL
10.1 Rögzítők Ragasztott laminált faanyagba ragasztott menetes acélrudak kihúzási ellenállása
René Steiger 1 Áttekintés A táblán lévő szemcsével párhuzamosan vagy derékszögben-
2 Teherviselő viselkedés 2.1 Befolyásoló paraméterek A párhuzamos vagy függőleges teherviselő ellenállás
A rostba ragasztott rudak fol-
rétegelt lemez ragasztott menetes rudak-
a paraméterektől függően:
Kis területen nagy erők vannak a faelemekben-
le bevezetik. Acél használatakor-
- Fa/ragasztó illesztés/rudak területi aránya-
metrikus menetű rudak eredményeznek
különösen egyszerű, praktikus kapcsolatok
- A ch rögzítési hossz és a fúrás aránya-
Beton és acél alkatrészek. A pólusok ent-
furatátmérő, azaz a
sem axiálisan nem feszül (kihúz), sem függõlegesen-
jobbra a tengely irányába (nyírás).
- Szél és sávok közötti távolság - sávok száma
Több mint 30 éve Ver-
- Erőszög a szál szögéhez (beleértve a nem tervezett szöget is)
Kutatott kötéseket ragasztott rudakkal és sikeresen felhasználta a faipari mérnöki gyakorlatban, főleg ragasztott laminált faanyagokhoz
rúdból, fából és ragasztóból
alapokban, merev csatlakozások
- A rugalmassági modulus és a nyírómodul aránya
fa alkatrészekből (gerenda illesztések, keret sarok)
egyedi anyagok (különösen a fa esetében, mivel a-
és a gerendákhoz való csatlakozások függőlegesen vagy átlósan (nyírás, keresztirányú húzás) és a helyi bevezetés nagy-
viselkedése ortotrop módon kifejezett) -
fa - tapadó/kohéziós szilárdság
Leggyakrabban acélrudakat Ar formájában készítenek-
- A rudak szilárdsága (acél esetében: áramlási forgács-
vasaló vagy menetes rúd szálerősítésű műanyag rudak metrikus alkalmazásával ismert, különösen, ha fennáll a korrózió veszélye az acél számára, vagy-
A fa és a ragasztó törési mechanikai tulajdonságai
Az erő alkalmazásának típusa - axiális vagy függőleges a rúdhoz képest
a szerkezet súlya alacsonyan tartható
amelyek könnyen alkalmazhatók és nagy teljesítményűek szilárdságuk, merevségük és tartósságuk szempontjából.
- Expozíciós idő (statikus, dinamikus)
Fából készült menetes rudakhoz optimalizált ragasztókat fejlesztettek ki (főleg 1- és 2-com-
A ragasztóipart kifejezetten az Einkle számára tervezték-
A felhasznált anyagok szilárdsága - nyíró-, keresztirányú húzó- és nyomószilárdság
a szálra merőleges ßer erők (keresztirányú nyomás).
Semfonal használt. De vannak ilyenek is
A felhasznált anyagok merevsége - a rugalmasság és a nyírómodulok aránya
[1], [2]. Az alkalmazási területek az oszlopok rögzítése-
a szálhoz, hanem a gerendák megerősítéséhez is
- Állandó terhelés vagy váltakozó terhelés -
További paraméterek - fa típusa - fa sűrűsége - csatlakozás típusa (keményedés-
a ragasztó ideje, a felületi tulajdonságok stb.).
10 RÖGZÍTÉSI TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK FELVONÓ ELLENÁLLÁSA
Minden befolyásoló paraméter változhat-
tet. Ezeket a variációkat, de az esetleges egyéb hiányosságokat is megfelelően meg kell ragadni a tervezési megközelítéseknek.
Bár a ragasztó és a rúd között bizonyos mértékű tapadás van, megbízható erőátvitel csak a ragasztó és a rúd közötti mechanikus reteszeléssel lehetséges.
A felhasznált rudaknak ezért profillal kell rendelkezniük, például bordákkal (erősítőacél) vagy hengerelt vagy vágott Ge-vel-
2.2 A törés típusai Néhány esetleges meghibásodás típusával-
1. ábra: Különböző típusú stressz
a ragasztott rudakat meg kell különböztetni-
beillesztett menetes rudak (azaz = lyuk fúrása-
az egyes rudak és csatlakozások között-
átmérő, d = a rúd külső átmérője)
rudak csoportjaiból áll. Az egyrúdú csatlakozások meghiúsulhatnak:
Az erő alkalmazásának típusa nagy hatással van
A rúd törése/meghibásodása az alábbiak következtében: - Az áramlási határ vagy a feszültség túllépése-
a csapágyellenállás. Értelmes eredményeket ezért csak kísérletek során lehet elérni,
szilárdság axiális húzóterhelés alatt (2. ábra)
ha a helyzet kísérleti beállítása a
- Hajlik a rögzítésen kívül a tengelyen-
Megfelel az építési gyakorlatnak. Például a feszültség-tömörítés-ver teszt eredményei eltérnek-
Húzza ki a rudat a rögzítési helyéről
keresés a fa közvetlen erőhatásával
(1c. Ábra) keresztnyomás előfordulása miatt-
világosan mondd el a
- Kötésképtelenség a fa átmeneténél
a reakcióerő folyamatos bevezetése
- Ragasztó ízület meghibásodása a rúd átmeneténél
Tolóerő a fa teljes keresztmetszetében a modell szerint
- Fatörés a ragasztóvonal közelében (5. ábra)
(1d. Ábra). Az 1c. Ábra szerinti feszítési-tömörítési tesztek szintén alkalmatlanok, a kapcsolat viselkedése-
jóslat húzógerendák esetén. Itt az 1d. Ábra szerinti tesztelrendezés érhető el-
A rúd kibontása, beleértve a rúd egy részét is
A fa hasítása, mert a peremtávolságok túl kicsiek (7. ábra), ha a szemcsével párhuzamosak
beragasztott rudak vagy a keresztirányú szakítószilárdság túllépése miatt merőlegesre
A Da helyes statisztikai értékeléséhez-
Rost ragasztott rudak
szimmetrikus próbatesteken (1a. ábra) vagy különböző típusú törésekkel végzett vizsgálatokból speciális statisztikai módszerekre van szükség [3].
A fa alkatrész szakítótörése (8. ábra).
10 RÖGZÍTŐ TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK KIVONÁSI ELLENÁLLÁSA FŰTETT TENGELYEKKEL
5. ábra: Törött fa a ragasztóvonal közelében
2. ábra: Az acélrúd szakítószilárdsága
3. ábra: Ragasztótörés a ragasztó és a fa között
6. ábra: A rácsok kiszaggatása, beleértve a környező fa egy részét
7. ábra: A fa hasítása
4. ábra: Ragasztótörés a ragasztó és az acél között
8. ábra: A fa szakítótörése
10 RÖGZÍTŐ TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK KIVONÁSI ELLENÁLLÁSA FŰTETT TENGELYEKKEL
kapcsolatok és kapcsolatok is előfordulnak a fol-
különböző típusú hibák:
A fa hasítása az elégtelen Ab miatt-
álljon az egyes rudak közé, egész rudacsoportok szakadnának ki.
2.3 A karcsúság/felület hatása a szálak tesztjeinek értékelésekor-
Kihúzási ellenállás Rax, 90 [kN]
Több rúdból álló csatlakozás esetén-
M12, M16 és M20 átmérőjű rudak
amely a GSA® rendszer [4] szerint epoxival-
gyanta ragasztókat ragasztott laminált faanyagba ragasztottak párhuzamosan és merőlegesen a szálra, a
A rögzítési zóna felülete A g = d h [mm2]
A l rögzítési hossz és a furat hatása-
10. ábra: Kihúzási ellenállás (átlagérték)
átmérő, azaz a legkönnyebb egy
Menet a szemre merőlegesen ragasztott ragasztóba-
Írja le a karcsúsági paramétert = /dh. ban,-ben
7,5 15, a szálral párhuzamosan ragasztott rudak karcsúságának a nyírószilárdság átlagértékére gyakorolt hatása a -1/3 megközelítéssel határozható meg (9. ábra).
a lehorgonyzó zóna területe. A rostra merőlegesen ragasztott rudak kihúzási ellenállása körülbelül 20-40% -kal nagyobb, mint a rosttal párhuzamosan ragasztott rudaké, és függ a köpeny felületétől-
rudak (GSA® rendszer) a felső függvényében-
a rögzítési zóna felülete (10. ábra).
Alacsony sűrűség Nagy sűrűségű
2.3 A sűrűség hatása A sűrűség hatása a csapágy ellenállására
a kihúzáskor fennálló stressz esetén a Li-
vitatottan tárgyalt. Míg a GIROD [5] európai kutatási projektben nincs Ein-
Megtalálták a sűrűség áramlását, mutassanak be új svájci kísérleteket [6], [7] menetes rudakon-
a GSA® rendszer [4] szerinti csatlakozásai, amelyek kihúzásától a teherbírás ellenállása szükséges-
8 10 12 Lyukkarcsúság = /d h
tíz metrikus menettel ellátott beragasztott acélrúd, feltéve, hogy a fa törése döntő
9. ábra: Nyírószilárdság (átlagérték) a veránban-
a fa sűrűségétől függ. A
kerungszone párhuzamosan a gabonával a ragasztóban-
A szerzők számszerűsítik a sűrűség hatását
ragasztott menetes rudak (GSA® rendszer) rádióban-
A rosttal párhuzamosan ragasztott rudak
fúrás vékonyságának vizsgálata.
0,5-től 0,6-ig terjedő kitevővel. A rostra merőlegesen ragasztott rudak esetében a hatás kisebb. Hanyagolható vagy rögzíthető 0,25-ös kitevővel.
10 RÖGZÍTÉSI TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK FELVONÓ ELLENÁLLÁSA
3 Méretezési filozófia A megfelelő teherbírás biztosítása érdekében-
4.1 Megközelítés az ENV 1995-2: 1997-től Az Eurocode 5 előkészítésében a 2. rész hidak
a beillesztett menetes rudak állapota
az Ausziehwi kiszámításához-
(Egyetlen pólus vagy csoport) mind
egyetlen acélrúd minden esetre
a fent említett hibamódok közül-
fában felsorolt nyíró törés:
keres vagy bebizonyosodott. Építés alatt-
Az xis olyan komponenseket, kapcsolatokat és csatlakozásokat részesíti előnyben, amelyek túlterhelésnek vannak kitéve
minél nagyobb deformációk a Versa előtt-
= a rúd rögzítési hossza
gen "kijelző", azaz alakítható magatartás. Mivel
0,2 fv, k 1,2 103 d equ 1,5 k
Ragasztott menetes rudak esetén mind a fa, mind a ragasztó törékeny viselkedést mutat, a ragasztott rudakkal való összekötéseket és csatlakozásokat lehetőleg acélrudak (menetes rudak vagy megerősítő acél) segítségével kell kialakítani. Ezután a csatlakozást úgy lehet méretezni, hogy az acélrúd a leggyengébb láncszem legyen a láncban, és akkor kezd folyni, amikor a csatlakozás teherbírása eléri a törékeny fa vagy ragasztó meghibásodását. Ez a tervezési filozófia még nem talált utat minden szabványban.
fv, k és k a nyírószilárdság és a sűrűség jellemző értékei. 4.2 GIROD megközelítés A kiterjedt európai For-
A GIROD kutatási projektben kvázi nemlineáris törésmechanikán alapuló tervezési megközelítést dolgoztak ki [5]: f
= átlagos nyírófeszültség a rúd mentén
f = lokális nyírófeszültség a ragasztócsuklóban connection = paraméter a csatlakozási geo függvényében-
Mivel az acél mechanikai tulajdonságai
metria, a fa merevsége/ragasztó /
kevésbé szóródnak szét, mint a ragasztó és
Rúd és a ragasztóvonal törési energiája.
Fa, ha a csatlakozást acélhibára tervezték, a terhelhetőség pontosabban megjósolható-
Számos kísérlet alapján-
mondani. Több vonattal való összeköttetéshez
a következő értékelési megközelítésből:-
egyidejűleg ható rudak egyenruha-
a kihúzási ellenállás alakulása:
Nagy erőeloszlás az egyes rudakban csak az egyes rudak csatlakozásának megfelelő alakíthatóságával és optimalizált rud/fa merevség arányokkal érhető el [8]. 4 Példák tervezési megközelítésekre A következő összes megadott méret-
d equ Min (d h, 1,25 d) fax, k = 5,8 N/mm2.
A megoldási megközelítések csak akkor érvényesek, ha a rudak bizonyos éle és közbenső távolsága megfigyelhető. Ezenkívül a rudak csapágyellenállása az-
4.3 Riberholt megközelítése A Riberholt tervezési megközelítést javasol (a
csoportok általában kevesebb, mint n-szerese a
Átlagos értékszint) a kihúzási ellenálláshoz
Egyetlen rúd teherbírása [8].
előtt, amely rövid és
10 RÖGZÍTŐ TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK KIVONÁSI ELLENÁLLÁSA FŰTETT TENGELYEKKEL
5 Minőségbiztosítás A befolyásoló paraméterek és az alom sokasága-
hosszú rögzítések megkülönböztetik [9]:
Ugyanez a minőségbiztosítás céljából ajánlatos tisztázni-
a fasűrűség értéke, amelyet nedves béltömeg és térfogat alapján kell meghatározni. Az erősségi paraméterek fws és
fwl értéke 520 és 650 N/mm, 1,5, illetve 37, illetve 2
46 N/mm törékeny vagy nem törékeny, meghibásodó ragasztók esetén.
A teherviselő viselkedés meghatározása érdekében előzetes vizsgálatokat végeznek. Bizonyítani kell, hogy a ragasztó viselkedése és kötése a profilos rúddal és a fával állandóan megbízható a szerkezet tervezett élettartama alatt a feltételezett hőmérsékleti és páratartalmi tartományon belül. Mit
Riberholt szerint a rezorcinolgyanták és néhány epoxigyanta a törékeny ragasztók csoportjába tartozott, míg a 2-komponensű PUR ragasztókat nem törékenyeknek. Manapság ismert, hogy a különféle ragasztók reológiai tulajdonságai nagymértékben "beállíthatók", függetlenül a ragasztó típusától.
Ami a környezeti páratartalmat illeti, a jelenlegi tervezési szabványok többsége korlátozza a beragasztott profilozott rudak használatát az 1. és 2. szolgáltatási osztályba sorolt alkatrészekben. Annak érdekében, hogy a csatlakozás vagy a ragasztott rudakkal való kapcsolat megfelelő minőségű legyen, ajánlott, hogy a rendszer-
4.4 Megközelítés a DIN 1052: 2004-től a jelenlegi német szerint
hogy a gondolatok kerüljenek az előtérbe. Az erNormnál
A DIN 1052: 2004 szerint a tapadási kötés meghibásodása esetén a jellemző kihúzási ellenállást az alábbiakkal lehet kiszámítani:
A sikeres rendszerek kiterjedt vizsgálatsorozatokon és elméleti megfontolásokon, a fa (lehetőleg ragasztott laminált fa), ragasztó, rúd (ok) befolyásoló paraméterein alapulnak
végleges geometria (karcsúság, él és közbenső távolságok) és alkalmazási technológia (központosított)-
A ragasztási kötés szilárdságának jellemző értéke-
rúdak fúrólyukban, ragasztóprés-
az fk1, k sebesség a rögzítéstől függ-
sen) annyira optimalizálták, hogy ezekkel a rendszerekkel
Nagy teljesítményű csatlakozók és csatlakozók
A modell Blass [10] kísérletein alapul, és szorosan Riberholt [9] modelljén alapul (lásd a 3.3. Szakaszt).
előállítható.
10 RÖGZÍTŐ TECHNIKA - 10.1 RÖGZÍTŐK KIVONÁSI ELLENÁLLÁSA FŰTETT TENGELYEKKEL
Források [1] Aicher S., Reinhardt H.-W. (Szerkesztő)
[7] Widmann R., Steiger R., Gehri E. 2006: Pull-
2001: A faszerkezetek kötései. Folytassa-
tengelyirányú terhelésű acélrudak szilárdsága
ingek PRO 22. RILEM Publications S.A.R.L.
ragasztva ragasztva merőleges a szemre.
[2] A munkabizottság munkája
Anyagok és szerkezetek 40: 8. 827-839.
W18 "belső szerkezetek"-
[8] Gehri E. 2001: Rugalmas viselkedés és csoport
a Nemzetközi Kutatási és Innovációs Tanács
beragasztott acélrudak hatása. In: Eljárások
Építőipar CIB.
A Nemzetközi RILEM Sympo PRO 22-je-
[3] Steiger R., Köhler J. 2005: CIBW18/38-17-1: Cenzúrázott adatpéldák elemzése a faanyagmérnöki kutatásban. In: Eljárások
Karlsruhe, Németország. [4] www.neueholzbau.ch
sium a faszerkezetek kötéseiről, Stuttgart, Németország. [9] Riberholt H. 1988: CIB-W18/21-7-2 papír: Ragasztott csavarok ragasztóban - Javaslat a CIB kódra. In: CIB-W18 Meeting 21, Parksville, Vancouver Island, Kanada.
[5] Gustafsson P.-J., Serrano E., Aicher S., Jo-
[10] Blass H. J., Eberhart O., Ehlbeck J., Gerold M.
hansson C.-J. 2001: A szilárdsági tervezés egyenértékű-
1996: A ragasztott Ge hatásmódja-
ragasztott rudakhoz. In: Proceedings PRO
csörlőoszlopok keresztirányú felvételkor-
Nemzetközi RILEM Szimpózium 22
húzóerők görbe gerendákban és
Csuklók a faszerkezetekben, Stuttgart, Ger-
3. rész: Acél-, fa- és acélipari kutatóintézet
[6] Steiger R., Gehri E., Widmann R. 2006: A szemcsével párhuzamosan ragasztóval ragasztott axiálisan terhelt acélrudak kihúzási szilárdsága. Anyagok és szerkezetek 40: 1. 69-78.
Kövek. Karlsruhei Egyetem.
ÁLLAPOTJEGYZÉK A FA ÉS FATERMÉKEK FELHASZNÁLÁSÁNAK JELENLEGI ÁLLAPOTÁRÓL AZ ÉPÍTÉSI IPARBAN ÉS A JÖVŐBENI FEJLESZTÉSI POTENCIÁL ÉRTÉKELÉSE
A FA JÖVŐJE Keresztmetszeti jelentés és fejlesztési potenciál
A Landesstiftung Baden-Württemberg Alapítvány finanszírozza a Future Offensive III 54-8214.07 számú IV/59-15 Faanyag-feldolgozó Intézet részeként Biberach Karlstrasse 11 88400 Biberach Tel .: 07351/582-521 Fax: 07351/582-529 [e-mail védett] Szerkesztő Prof. Dipl.-Ing. Kurt Schwaner alkalmazott diploma-ing. (FH) Johannes Sessing Okleveles – Ing. (FH) Karen Spanninger Dipl.-Ing. (FH) Stefanie Roßbach Dipl.-Ing. (FH) Timo Beutel okl.-Ing. (FH) Volker Knopp Peter Merk Peter Kaufmann Szerkesztõ Okleveles-Ing. Arnim Seidel, a fa vezetője, Stephan Klein
Állapotjelentés a fa és fatermékek építkezésben történő felhasználásának jelenlegi állapotáról és a jövőbeli fejlesztési potenciál értékelése