TARTÓSZERKEZETEK 2. · HORGOLÁS egyszerű horgolás fészkes horgolás. egyszerű horgolás...
Transcript of TARTÓSZERKEZETEK 2. · HORGOLÁS egyszerű horgolás fészkes horgolás. egyszerű horgolás...
TART
ÓSZ
ERKE
ZETE
K 2.
Fa kapcsolatok kialakítása, méretezéseAz előadásvázlat Dr. Halvax Katalin Tartószerkezetek V. tantárgy Fa kapcsolatok kialakítása, méretezése című
előadásvázlatára épül.
Fa k
apcs
olat
ok m
éret
ezés
e FA KAPCSOLATOK → a gyenge pont
Milyen típusú fa kapcsolatokat ismerünk/használunk?
ácskötésekméretezést nem
igénylő „hagyományos”
kapcsolatok
méretezést igénylő fakötésekkapcsolatok acél
kapcsolóelemekkel:„csap típusú (tipli)” kapcsolóelem
acél lemez vagy tárcsa/gyűrű
ragasztott kapcsolatok
ÁCSKÖTÉSEKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
- EC szabványokban nem szerepel ! → nemzeti mellékletekre bízzák- nyomóerő átadás összekapcsolt faelemek között MSZ szabvány alapján
ÁCSKÖTÉSEKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
LAPOLÁS
egyenes lapolás egyenes ütközéssel
egyenes lapolás ferde ütközéssel
ferde lapolás egyenes ütközéssel
saroklapolás
teljes rálapolás
ÁCSKÖTÉSEKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
FOGAS LAPOLÁS
egyenes fogas lapolás egyenes ütközéssel
ferde fogas lapolás ferde ütközéssel
egyenes fogas lapolás ferde ütközésselfecskefarkú bekötő lapolás
ÁCSKÖTÉSEKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
BEERESZTÉS
egyenes beeresztés
ferde beeresztés
ferde csapos beeresztés
ferde kettős beeresztés
ÁCSKÖTÉSEKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
CSAPOZÁS
egyenes csap
vállcsap
ferde csap
oszlopok toldása csapozással
ollós csap
ÁCSKÖTÉSEKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
HORGOLÁS
egyszerű horgolás
fészkes horgolás
egyszerű horgolás éltompítással
csapos fészkes horgolás
RAGASZTOTT KAPCSOLATOKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
- EC szabványokban nem szerepel ! → nemzeti mellékletekre bízzák- jelenleg kutatási/kísérleti fázisban
ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Dowel type fasteners „csap típusú” kötőelemekhuzalszeg d<8mm csavar d>8mm acélhenger d>6mm facsavar
Connectors acél kapcsolóelemekszeglemez gyűrűk és tárcsák
(dowel)
ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Connectors acél kapcsolóelemek2mm vtg. horganyzott acéllemez
2mm vtg. horganyzott acéllemez
6mm vtg. alumínium
3mm vtg. horganyzott acéllemez
ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Connectors acél kapcsolóelemek
ACÉL KAPCSOLÓELEMES KAPCSOLATOKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
EUROCODE 5 szerint: →méretezés laborkísérletek alapján (design by testing)
EN 1075 – szeglemez kapcsolatok EN 1380 – csap típusú kötőelemek kapcsolatokEN 26891 – próbatestekEN 28970 – vizsgálati módszerek
→méretezés számítás alapján (design by calculation):MSZ EN 1995-1-1 alapján
SZERKESZTÉSI SZABÁLYOKFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Átmenőcsavar legkisebb osztásközei rostirányú erő α=0° esetén:a1=5d a4,t=3d a4,c=3da2=4d a3,t=7d a3,c=4d
a1 (rostirányban) 0º ≤ α ≤ 360º (4+|cosα|d)
a2 (rostirányra merőlegesen)
0º ≤ α ≤ 360º 4d
a3,t (terhelt vég) -90º ≤ α ≤ 90º max(7d , 80mm)
a3,c(terheletlen vég) 90º ≤ α < 150º150º ≤ α < 210º210º ≤ α ≤ 270º
(1+6sinα)d4d
(1+6|sinα|)d
a4,t (terhelt szél) 0º ≤ α ≤ 180º max((2+2sinα)d; 3d)
a4,c(terheletlen szél) 180º ≤ α ≤ 360º 3d
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
→keresztirányban terhelt kapcsolóelem → tengelyirányban terhelt kapcsolóelem
EdvRdv FF ,, ≥EdaxRdax FF ,, ≥
1,
,
,
, ≤+Rdv
Edv
Rdax
Edax
FF
FF
→kereszt- és tengelyirányban terhelt kapcsolóelem esetében:
Fv,Ed: keresztirányú terhelő erő tervezési értékeFv,Rd: keresztirányú teherbírás tervezési értéke
Fax,Ed: tengelyirányú terhelő erő tervezési értékeFax,Rd: tengelyirányú teherbírás tervezési értéke
TENGELYIRÁNYÚ TEHERBÍRÁS Fax,RkFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Tengelyirányban terhelt szegek teherbírásának meghatározásarostirányra merőleges ill. ferde szegezés esetében
kihúzódási teherbírás simafelületű szegek esetében:
fax,k: a kihúzódási szilárdság karakterisztikus értéke a szegcsúcs felőli elembenfhead,k: a fejáthúzódási szilárdság karakterisztikus értéke a szegfej felőli elembend: a szeg átmérőjetpen: a szeg benyúlása a szegcsúcs felőli elembet: a szegfej felőli elem vastagságadh: a szegfej átmérője
2,,
,, min
hkheadkax
penkaxRkax dftdf
tdfF
⋅+⋅⋅
⋅⋅=
26,
26,
1070
1020
kkhead
kkax
f
f
ρ
ρ
⋅⋅=
⋅⋅=−
−
M
RkaxRdax
kFF
γmod,
,
⋅=
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Keresztirányban terhelt csap típusú kapcsolóelem
egyszer-nyírt fa-fa kapcsolat
négyszer-nyírt fa-acél kapcsolat
egyszer-nyírt fa-acél kapcsolat
egyszer-nyírt fa-falemez kapcsolat
szeglemezes kapcsolat
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
dtf kh ⋅⋅ 1,1,
dtf kh ⋅⋅ 2,2,
4112
1,
1
2
2
1
232
1
2
1
221,1, Rkaxkh Ftt
tt
tt
ttdtf
+
+⋅−
⋅+
++⋅+⋅
+⋅⋅
βββββ
4)2(4
)1(22
05,1 ,21,1,
,1,1, Rkax
kh
Rkykh FtdfMdtf
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅++⋅⋅
+⋅⋅
⋅ βββ
βββ
42
1215,1 ,
,1,,Rkax
khRky
FdfM +⋅⋅⋅⋅
+⋅
ββ
= min,RkVF
4)21(4
)1(22
05,1 ,22,1,
,22,1, Rkax
kh
Rkykh FtdfMdtf
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅++⋅⋅
+⋅⋅
⋅ βββ
βββ
FA-FA kapcsolat, teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként és kapcsoló-elemenként a következő összefüggések közül a legkisebb érték adja:
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
FV,Rk teherbírás karakterisztikus értéke egy kapcsolóelem egy nyírt síkján!d kapcsolóelem átmérője f h,i,k beágyazási szilárdság karakt. értéke az i jelű elemnélti faelem vastagsága vagy a behatolási mélységMy,Rk kapcsolóelem képlékeny határnyomatékának karakt. értékeFax,Rk kapcsolóelem kihúzódási teherbírásának karakt. értéke
a faelemek beágyazási szilárdságának aránya
dtf kh ⋅⋅ 1,1,
dtf kh ⋅⋅ 2,2,
4112
1,
1
2
2
1
232
1
2
1
221,1, Rkaxkh Ftt
tt
tt
ttdtf
+
+⋅−
⋅+
++⋅+⋅
+⋅⋅
βββββ
4)2(4
)1(22
05,1 ,21,1,
,1,1, Rkax
kh
Rkykh FtdfMdtf
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅++⋅⋅
+⋅⋅
⋅ βββ
βββ
42
1215,1 ,
,1,,Rkax
khRky
FdfM +⋅⋅⋅⋅
+⋅
ββ
= min,RkVF
4)21(4
)1(22
05,1 ,22,1,
,22,1, Rkax
kh
Rkykh FtdfMdtf
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅++⋅⋅
+⋅⋅
⋅ βββ
βββ
kh
kh
ff
,1,
,2,=β
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
fh,k: beágyazási szilárdság karakterisztikus értéke (embedment strength)
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Myk: kapcsolóelem képlékeny határnyomatékának karakt. értéke (yield moment)
6,2, 3,0 dfM ukRky ⋅⋅=
fu,k: a húzószilárdság karakterisztikus értéke [N/mm2]d: a kapcsolóelem átmérője [mm]
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
= min,RkVF
dtf kh ⋅⋅ 1,1,
dtf kh ⋅⋅⋅ 2,2,5,0
4)2(4
)1(22
05,1 ,21,1,
,1,1, Rkax
kh
Rkykh FtdfMdtf
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅++⋅⋅⋅
+⋅⋅
⋅ βββ
βββ
42
1215,1 ,
,1,,Rkax
khRky
FdfM +⋅⋅⋅⋅
+⋅
ββ
FA-FA kapcsolat, teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként és kapcsoló-elemenként a következő összefüggések közül a legkisebb érték adja:
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
ACÉLLEMEZ-FA kapcsolatok, a teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként éskapcsolóelemenként a következő összefüggések közül a legkisebb értékű adja:
Vékony acéllemez és egyszer nyírt kapcsolat esetén:
Vastag acéllemez és egyszer nyírt kapcsolat esetén:
acéllemez: vékony ha v ≤ 0,5dvastag ha v ≥ d(kettő között lineáris interpoláció!)
+⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅=
4215,1
4,0min
,,,
1,
, RkaxkhRky
kh
RkV FdfM
dtfF
+⋅⋅⋅
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅⋅
⋅⋅
=
43,2
41
42min
,,,
,21,
,1,
1,
,
RkaxkhRky
Rkax
kh
Rkykh
kh
RkV
FdfM
Ftdf
Mdtf
dtf
F
CSAP TÍPUSÚ KAPCSOLÓELEM TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
ACÉLLEMEZ-FA kapcsolatok, a teherbírás karakterisztikus értékét nyírt síkonként éskapcsolóelemenként a következő összefüggések közül a legkisebb értékű adja:Bármilyen vastagságú acéllemez mint kétszer nyírt kapcsolat középső eleme esetén:
Acéllemez mint kétszer nyírt kapcsolat külső eleme:vékony acéllemez esetén: vastag acéllemez esetén:
+⋅⋅⋅
+
−
⋅⋅
⋅+⋅⋅⋅
⋅⋅
=
43,2
41
42min
,,1,,
,21,1,
,1,1,
1,1,
,
RkaxkhRky
Rkax
kh
Rkykh
kh
RkV
FdfM
Ftdf
Mdtf
dtf
F
+⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅=
4215,1
5,0min
,,2,,
2,2,
, RkaxkhRky
kh
RkV FdfM
dtfF
+⋅⋅⋅
⋅⋅⋅=
43,2
5,0min
,,2,,
2,2,
, RkaxkhRky
kh
RkV FdfM
dtfF
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
Be carefull with „cheese connections”!
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
„cheese connections”
Csap típusú kapcsolóelemmel kialakított, rostirányú erő(komponens)el terhelt acél-fa kapcsolatok esetében vizsgálni kell a következő törési lehetőségeket is:
⋅⋅
⋅⋅=
kttnet
kvvnetRkbs fA
fAF
,0,,
,,, 5,1
7,0max
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
dtfF khRkv ⋅⋅= 1,1,, dtfF khRkv ⋅⋅= 2,2,,
4112
1,
1
2
2
1
232
1
2
1
221,1,,
RkaxkhRkv
Ftt
tt
tt
ttdtf
F +
+⋅−
⋅+
++⋅+⋅
+⋅⋅
= βββββ
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
KAPCSOLATOK TEHERBÍRÁSAFa
kap
csol
atok
mér
etez
ése
TART
ÓSZ
ERKE
ZETE
K V.
Köszönöm a figyelmet!