Architecture | Building materials » Falazott szerkezetek méretezése

Falazott szerkezetek méretezése A falazatok alkalmazásának előnyei: - Építészeti szempontból: szabadon kialakítható alaprajzi megoldások, változatos homlokzati megjelenés lehetőségei - Tartószerkezeti szempontból: tartós építőanyag, jó anyagszilárdsági jellemzők, kedvező teherbírású szerkezet -Építésfizikai szempontból: kedvező térelhetárolás, hő-és hangszigetelés, tűzvédelem, lég- és vízzárás biztosítható az alkalmazásával -Építéstechnológiai szempontból: „egynemű”, azaz egyetlen építőelem(fajta) felhasználásával készülhet A falazatok alkalmazásának hátrányai: - Építészeti szempontból: a teherhordófalak nagy területet foglalnak el az alaprajzban - Tartószerkezeti szempontból: a teherhordó falak súlya, viszonylag nagy, a fajlagos szilárdság viszonylag alacsony -Építéstechnológiai szempontból: az építési idő viszonylag hosszú, képzett és gyakorlott munkaerő szükséges a kivitelezéshez.

1 A falak funkciója, tervezési szempontok teherbírás EC6 hıvédelem hangvédelem tőzvédelem EC6 Teherbírás 2 Falazott szerkezetek modellezési szintjei A falazott szerkezet két modellezési szintje A fal anyagai: • Falazóelem (égetett agyag elem, mészhomok elem, beton elem, pórusbeton elem, természetes vagy mesterséges kı) • Habarcs (falazó-, hıszigetelı falazó-, ragasztó habarcs) Jellemzıi: • Nyomószilárdság (fekvıhézagra merılegesen és fekvıhézaggal párhuzamosan) • Nyomószilárdság • Kapcsolat a falazóelem és • Húzó- és a habarcs között nyírószilárdság • Kötési mód 3 Falazat: szilárdsági tönkremenetel • Homogénnek tekinthetı viselkedés: függ a falazóelem, a habarcs és a kapcsolatok jellemzıitıl és a kötési módtól • A számításban használt mechanikai jellemzık:
nyomószilárdság (fekvıhézaggal párhuzamosan és arra merılegesen)
húzószilárdság


nyírószilárdság
hajlítószilárdság Falazott szerkezet: szilárdsági tönkremenetel stabilitásvesztés Teherbírási határállapotok EC 6 Repedések keletkezhetnek! Használhatósági határállapot 4 Határállapotok, biztonság • Teherbírási határállapot • Szilárdsági tönkremenetel • Stabilitásvesztés • Helyzeti állékonyság fd = fk γM , γM >1 • Használhatósági határállapot • Alakváltozás • Repedezettség • Rezgés γM =1 Falazóelem 1. • Falazóelem (minıségellenırzési) osztály: EN771 I. (minıségellenırzési) osztály: átlagos nyomószilárdság 95%-os megbízhatósággal II. (minıségellenırzési) osztály: átlagos nyomószilárdság • Falazóelem csoport: Üregtérfogat, üregméret, bordavastagság 1. falazóelem csoport: tömör, kevés üreg (max25%) 2. falazóelem csoport: közepesen sok (max55%) üreg 3. falazóelem csoport: sok üreg (max 70%) 4. falazóelem csoport: falazóelem vízszintes

lyukkal 5 Falazóelem 2. Szabványos (átlagos) nyomószilárdság: A falazóelem (átlagos) nyomószilárdsága fb fbr Méret: 100x100x100 mm fb=δ fbr Méret: b x h x t mm 0,65 < δ < 1,55 - alaki tényezı; EN 772 szerint, a terhelés irányának megfelelıen. Habarcs • Fajtái: – általános falazóhabarcs, 6 – 15 mm – hıszigetelı falazóhabarcs, 6 – 15 mm – ragasztóhabarcs, 0,5 – 3 mm • Jellemzése: – nyomószilárdság: fm, EN 1015-11 szerint – tapadó-szilárdság • Jelölése: Mfm, N/mm2, pl. M5; min M1 6 • Kitöltı beton: fck, fcvk, MSZ EN 206 • Vasalás: – betonacél: fyk, MSZ EN 1992-1-1 – feszítıacél: EN 10038 szerint Vasalatlan falazat mechanikai jellemzıi • nyomószilárdság, fk, EN 1052-1 • nyírószilárdság, fvk, EN 1052-3, EN 1052-4 • hajlítószilárdság, fxk, EN 1052-2 Meghatározható kitöltetlen és kitöltött állóhézaggal készülı falazatra. Kitöltött állóhézag: habarcs az elem

teljes magasságában és a falvastagság legalább 40% - ban. 7 A falazat biztonsági tényezıje, γM γ M, parciális biztonsági tényezı Osztály Falazat 1 2 3 I. gyártásellenırzési kategória, 1,5 1,7 2,0 tervezett habarcs I. gyártásellenırzési kategória, 1,7 2,0 2,2 recept habarcs II. gyártásellenırzési kategória, 2,0 2,2 2,5 tetszıleges habarcs 4 5 2,2 2,5 2,5 2,7 2,7 3,0 A falazat nyomószilárdsága, fk Falazat általános vagy hıszigetelı falazó habarccsal: f k = K ⋅ f b0, 7 f m0 ,3 Falazat ragasztó habarccsal: fk = K ⋅ f Azonos kitöltetlen állóhézag esetében is. 0 ,85 b K – a falazóelem anyagának és a falazóelem csoportnak a függvénye. Alkalmazhatósági korlátozás fb – re és fm – re (Végigmenı álló hossz-hézag esetén 0,8 K használandó.) 8 Falazat nyomószilárdságának összehasonlítása Falazóelem Kismérető tégla Nagymérető tégla Lyukas kézi falazóelem Pórusbeton elem RT, Méret, mm

σ fH, RH, 2 2 2 fb, fm, fk, fd, 2 N/mm , 2 2 2 N/mm , N/mm N/mm N/mm γ M=2,5 (II.o) N/mm N/mm 250x120x65 10 5 1,4 8,1 5 3,85 1,54 300x150x65 10 5 1,4 7,5 5 3,65 1,46 300x250x238 10 5 1,6 11,4 5 4 1,6 600x200x300 5 5 1 5,5 5 2,94 1,18 EC6 MSZ fd , N/mm2 A hosszhézag hatása a falazat szilárdságára 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,00 γM=2,5 2,50 Hosszhézaggal T100 kismérető tégla 5,00 Hosszhézag nélkül 7,50 MSZ 15023 10,00 f m , N/mm2 9 A falazat nyírószilárdsága, fvk Falazat általános, hıszigetelı falazó habarccsal vagy ragasztó habarccsal: EN1052-3, EN1052-4 (kísérlet) f vk = f vk 0 + 0,4σ d fv σd fvk Kitöltetlen állóhézaggal: f vk = 0,5 f vk 0 + 0,4σ d fvk0 fk σd Szigetelési síkon kísérlettel határozható meg a nyírószilárdság. A falazat hajlítószilárdsága, fxk fxk1 = 0 földnyomás és földrengés esetén. Meghatározása kísérlettel: EN1052-2 szerint Tönkremenetel a

fekvıhézaggal párhuzamosan, fxk1 A fal leterhelésével jelentısen megnövelhetı. Tönkremenetel a fekvıhézagra merılegesen, fxk2 10 A falazat egyéb mechanikai jellemzıi: • σ - ε diagram, rugalmassági modulus E=1000fk – égetett agyag E=700fk - pórusbeton • Kúszási tényezı: φ∞= 0,5 – 3,0 • A zsugorodás és duzzadás mértéke: −1,0 - +1,0 mm/m • Hıtágulási együttható: 1 – 18 x10-6/K° Falazott szerkezetek méretezése Teherbírási határállapot 11 Függılegesen terhelt falak 1. M1d Nmd Mmd N2d M2d Merevített épület, N1d hef = ρn h Külpontos nyomás a fal alján, tetején N Rd = Φ ⋅ t ⋅ f d Φi = 1 − 2 ⋅ ei = ei t M id + ehe ± einit N id pl. szél hef / 450 ei ≥ 0,05 t Szilárdsági tönkremenetel Függılegesen terhelt falak 2. M1d Nmd Mmd N2d M2d Merevített épület, N1d hef = ρn h Külpontos nyomás a fal közepén N Rd = Φ ⋅ t ⋅ f d Φm = Φm (E , f k , emk , hef , t ) emk = em

+ ek ≥ 0,05 t kúszás miatt M em = md + ehe ± einit N md pl. szél hef / 450 Stabilitásvesztés! 12 Kapacitáscsökkentı tényezı, φ m Kapacitáscsökkentı tényezı 1. 1,0 emk/t=0,05 0,9 emk/t=0,10 0,8 0,7 emk/t=0,15 0,6 emk/t=0,20 0,5 0,4 emk/t=0,25 0,3 emk/t=0,30 0,2 0,1 emk/t=0,35 0,0 0 5 10 15 20 tényleges stabilitásvesztés és nem másodrendő hatás melletti szilárdsági tönkremenetel 25 30 karcsúság, hef/tef emk/t=0,40 E=1000fk – égetett agyag Kapacitáscsökkentı tényezı, Φm Kapacitáscsökkentı tényezı 2. 1 0,9 0,8 0,7 0,6 emk/t=0,05-700fk emk/t=0,2-700fk 0,5 emk/t=0,05-1000f k emk/t=0,2-1000fk 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 5 10 15 4% E=1000fk – égetett agyag, 20 8-10 % 25 30 karcsúság, hef /tef E=700fk - pórusbeton 13 Példa: földszintes merevített épület külsı fala N Legyen: h = 3,00 m t = 300 mm, a = 0 a einit=3000/450=6,67 mm 0,05 t = 0,05*300=15 mm h t hef=3000 mm hef /t= 3000/300 = 10

Központos nyomás 1. Hely Mi,m/Ni,m ea, mm ei,mk , mm , mm felül 0 6,67 15 középen alul 0 0 6,67 6,67 15 15 Eurocode 6 emk /t 0,05 NRd, kN/m Φ i,m E=1000fk E=700fk E=1000fk E=700fk 0,9 0,9 270⋅fd 270⋅fd 0,838 0,806 251,4⋅ fd 241,8⋅ fd 0,9 0,9 270⋅fd 270⋅fd 4% 14 Példa: földszintes merevített épület külsı fala Legyen: h = 6,00 m t = 300 mm, a = 0 N a einit=6000/450=13,33 mm 0,05 t = 0,05*300=15 mm h t hef=6000 mm hef /t= 6000/300 = 20 Központos nyomás 2. Hely Mi,m/Ni,m ea, mm ei,mk, mm , mm felül 0 13,33 15 középen alul 0 0 13,33 13,33 15 15 Eurocode 6 emk/t 0,05 NRd, kN/m Φ i,m E=1000fk E=700fk E=1000fk E=700fk 0,9 0,9 270⋅fd 270⋅fd 0,627 0,528 188,1 177⋅ fd 147,6 158,4 ⋅ fd 0,9 0,9 270⋅fd 270⋅fd 16 % 15 Példa: földszintes merevített épület külsı fala M N a N a=5 10 Legyen: h = 3,00 m h/2 t = 300 mm, a = 50 mm einit=3000/450=6,67 mm h 20 30 M/4 t 0,05 t = 0,05*300=15 mm M h/2 hef=3000

mm hef /t= 3000/300 = 10 M/2 Külpontos nyomás 1. Hely Mi,m/Ni,m, einit , mm ei,mk , mm mm felül középen 50 12,5 6,67 6,67 56,67 19,17 alul -25 -6,67 -31,67 Eurocode 6 emk/t 0,064 NRd, kN/m Φ i,m E=1000fk E=700fk E=1000fk E=700fk 0,622 0,622 180⋅ fd 186,6 180⋅ fd 186,6 0,809 0,777 242,7 ⋅fd 226,2 235,8 233,1 ⋅fd 0,789 0,789 236,7 ⋅fd 229,8 236,7 ⋅fd 229,8 0% Szilárdsági tönkremenetel a felsı csomópontban. 16 Példa: földszintes merevített épület külsı fala M N a N a=5 10 Legyen: h = 6,00 m h/2 t = 300 mm, a = 50 mm einit=6000/450=13,33 mm h 20 30 M/4 t 0,05 t = 0,05*300=15 mm M M/2 h/2 hef=6000 mm hef /t= 6000/300 = 20 Kúszás hatását is figyelembe kell venni. φ∞ = 1 Külpontos nyomás 2. Hely Mi,m /N i, mm 50 Eurocode 6 ea, mm ei,m, mm ek , mm ei,mk, mm emk/t m, felül középen alul 12,5 -25 13,33 63,33 13,33 -13,33 25,83 -38,33 63,33 3,52 29,35 -38,33 NRd, kN/m Φ i,m E=1000fk E=700fk E=1000fk E=700fk

0,578 0,578 173,4 160⋅fd 173,4 160⋅fd 0,0978 0,523 0,426 156,9 127,8 ⋅ fd 141⋅ fd 112,8 0,744 0,744 223,3 210⋅fd 223,3 210⋅fd 19 % Stabilitásvesztés. h ef Kúszás okozta külpontosság növekmény: ek = 0,002 φ ∞ t t ⋅ em ef 17 Vázkitöltı fal µα h w α α α N L w (Táblázatok az igénybevételek meghatározására.) L Méretezés: Hajlított lemezek törésvonal elmélete alapján. A falazat hajlítószilárdságának ismeretében. (fxk1 / fxk2). Leterheletlen pincefal q h Gf he t t Nad 0,8t-da qlat la Méretezés: keresztfalakra támaszkodó lapos ívként. Szükséges: a falazat fekvıhézaggal párhuzamos nyomószilárdsága. Ehhez a falazóelem fekvıhézaggal párhuzamos nyomószilárdsága. A fal kitöltött állóhézagokkal készüljön. t N ad = 1,5 f d 10 t qlat , d t  = f d    la  2 18 Szakirodalom - MSZ EN 1996-1-1 Eurocode 6: Falazott szerkezetek tervezése - Sajtos I.: Az Eurocode 6:

Tervezési elvek, méretezési példák Konferenciakiadvány - EUROCODE 6 –Téglafalazatok (Szerk.: Balázs L Gy), Budapest (2001) - Jaeger W., -Marzahn G: Maurerwerk Ernst and Sohn, Berlin (2010) 19