Tervezés földrengés hatásra: bevezetés az Eurocode 8 alapú ... ea _ Foldrenges.pdf · Tervezés földrengés hatásra: bevezetés az Eurocode 8 alapú tervezésbe Alapvet őfogalmak

1

Előadás /92014. október 31., péntek, 950-1130 , B-1 terem

Tervezés földrengés hatásra: bevezetés az Eurocode 8 alapú tervezésbe

Alapvető fogalmakFöldrengés hatás

Tervezési koncepciók

Viselkedési tényező

Papp FerencPh.D. Dr.habil, egy. docens

Tartószerkezetek IV. 2014/2015 I. félév

2

ALAPVET Ő FOGALMAKFöldrengés…

A Föld kéreglemezei

A rengések kialakulásának típusai:• varratok mentén keletkező• belső lemezrégiókban keletkező


3

Epicentrum

Hipocentrum

Föld-középpont

Nevezetes pontok…


4

( )( ) s

kmEvp 137

21

12

÷≈⋅−−

⋅−=ρνν

ν

A hipocentrumból kiinduló hullámmozgás két főkomponensből adódik össze:

• P (Primer) hullám

• S (Secunder) hulláms

kmGvs 54÷≈=

ρ

Hullámok típusai…


5

A felszíni hullámoknak két fajtája ismert:

• R (Rayleigh) hullám

• L (Love) hullám

Felszíni hullámok…


6

Az Eurocode 8 célja, hogy földrengés bekövetkezése esetén

• az emberéletvédve legyen,

• az épületekben legfeljebb csak korlátozott károsodástörténjen,

• a polgári védelem szempontjából fontos szerkezetek és berendezések működőképessége megmaradjon.

Az EC8 célkitűzései…

Speciális létesítményekre (atomerőmű, offshore szerkezetek) az EC8 nem vonatkozik.


7

EN 1998-1 - épületek és építőmérnöki létesítmények1-2 - alapvető követelmények, azok teljesítésének kritériumai

1-3 - földrengés hatás figyelembe vételének szabályai

1-4 -épületek tervezésének általános szabályai

1-(5-9) - vasbeton szerkezetek

- acélszerkezetek

- acél-vasbeton szerkezetek

- faszerkezetek

- kőszerkezetek

1-10 - földrengéstől védett szerkezetek

Az EC8 felépítése…


8

EN 1998-2 - hídszerkezetek

EN 1998-3 - felmérés és helyreállítás

EN 1998-4 - silók, tartályok és csővezetékek

EN 1998-5 - alapok, támaszszerkezetek …

EN 1998-6 - tornyok, kémények…


9

Az építményeknek a földrengés hatásával szemben két követelménynek kell megfelelő valószínűséggel megfelelnie:

• az összeomláselkerülésének követelménye

- hatás túllépésének referencia valószínűsége: PNCR= 10%

- visszatérési periódus:TNCR= 475 év

• a korlátozott károsodáskövetelménye

Differenciálás a fontossági osztálybevezetésével…

Követelmények…


10

Ahhoz, hogy az előbbi két követelmény teljesüljön a szerkezeteket a következő határállapotokra kell ellenőrizni:

• Teherbírási határállapotok (1. eset)- állékonyság, duktilitás,…

• Használhatósági határállapot (2. eset)- megfelelő biztonsággal el kell kerülni az elfogadhatatlan deformációk kialakulását …

Követelmények teljesítése…


11

∑ ∑ ⋅+⋅+ kii2edIkj QAG ψγahol:

Gkj - a j-edik állandó hatás jellemző értéke

γI - fontossági tényező

Aed - a referencia visszatérési periódushoz tartozó szeizmikus hatás tervezési értéke

Ψ2i - az i-edik esetleges hatás kvázi-állandó értékéhez tartozókombinációs együttható

Qki - az i-edik esetleges hatás jellemző értéke

Szeizmikus hatáskombináció…

FÖLDRENGÉS HATÁSA


12

Szeizmikus hatás…

• nemzeti szeizmikus zónák

• zónánként konstans jellemző: agR (referencia gyorsulás)


13

EI , L

ag

A szerkezet viselkedésének egyszerűsített leírása

m m

F = m × Se

dinamikai (sajátérték) feladat: T Se?


14

Rugalmasválasz spektrum: Se (T)

Se

TB TC TD T

T

Se

( )

2DC

geD

CgeDC

geCB

BgeB

T

TT5,2Sa(T)S TT

T

T5,2Sa(T)S TTT

5,2Sa(T)S TTT

15,2T

T1Sa(T) S TT0

⋅⋅⋅⋅⋅=≥

⋅⋅⋅⋅=≤≤

⋅⋅⋅=≤≤

−⋅⋅+⋅⋅=≤≤

η

η

η

η

A ηηηη csillapítási korrekciós tényező értékét az alábbi kifejezéssel lehet meghatározni:

+= 55,0;

5

10max

ξη ξξξξ = 5%


15

Tervezésiválasz spektrum (rugalmas analízishez): Sd (T)

Sd

TB TC TD T

T

Sd

⋅⋅⋅⋅=≥

⋅⋅⋅=≤≤

⋅⋅=≤≤

−⋅+⋅⋅=≤≤

g2DC

gdD

gC

gdDC

gdCB

BgdB

a;T

TT5,2Samax(T)S TT

a;T

T5,2Samax(T)S TTT

5,2Sa(T)S TTT

3

25,2

T

T

3

2Sa(T) S TT0

β

β

q

q

q

q

TDTCTBSTalajtípus

2,00,40,151,00A

2,00,50,151,40E

2,00,80,201,35D

2,00,60,201,15C

2,00,50,151,20B

Vízszintes komponens…

q viselkedviselkedéési tsi téényeznyezőő

ββββ alsó korlát… (0,2agR)


16

Földrengésnek ellenálló acélszerkezetű épületet az alábbi két koncepcióalapján lehet megtervezni:

a) koncepció: alacsony energiaelnyelő szerkezeti viselkedés

b) koncepció:energiaelnyelő (dissipative) szerkezeti viselkedés

a 2. táblázat szerintmagas (DCH)

≤≤≤≤ 4,0közepes (DCM)„B” koncepció(energiaelnyelőviselkedés)

≤≤≤≤ 1,5-2,0alacsony (DCL)„A” koncepció(alacsony energiaelnyelőképesség)

viselkedési tényezőreferencia értéke

(q)

duktilitási osztálytervezési koncepció

DCL – Ductility Class LowDCM – Ductility Class MediumDCH – Ductility Class High

TERVEZ ÉSI KONCEPCIÓK


17

„A” koncepció

• elsősorban alacsony szeizmikuszónában (0,08g-ig) javasolt;

• alkalmazható a rugalmasglobális analízis módszere;

• a tervezési spektrum alkalmazása esetén a q viselkedési tényezőnem lehet nagyobb, mint 1,5-2,0;

• magassági értelemben vett irregularitásesetén sem kell 1,5értéknél kisebb viselkedési tényezőt feltételezni;

• amennyiben 1,5-nél nagyobb viselkedési tényezőt alkalmazunk, akkor a szerkezet elsődleges szeizmikus elemei nem tartozhatnak 4. keresztmetszeti osztályba.


18

Rugalmas számítási elv (modál analízis)

1. gyorsulási válaszspektrumok számítása…

2. modális amplitúdók számítása…

3. maximális elmozdulások, majd a szeizmikus teher számítása…

4. számítás pontosságának ellenőrzése…

5. teherbírás vizsgálata az EC3 szerint a szeizmikus teherkombinációra…


19

Számpélda: Fordított inga

a) Számítás (pdf)

b) Gépi eljárás


20

„B” koncepció

Szerkezet típusok

a) nyomatékbíró keretszerkezet(a vízszintes erőket a szerkezet alapvetően hajlítással veszi fel);

b) központosan merevített keretszerkezet(a vízszintes erőket alapvetően a szerkezet húzott-nyomott merevítő elemei veszik fel);

c) külpontosan merevített keretszerkezet(a vízszintes erőket alapvetően a szerkezet húzott-nyomott merevítő elemei veszik fel, azonban olyan külpontos kialakítást alkalmazunk, amely biztosítja, hogy az energia a szeizmikus kapcsolatokban vagy ciklikus hajlítás, vagy ciklikus nyírás révén elnyelődjön);

d) „fordított inga” szerkezet (ahol az energiaelnyelő zónák az oszlopok alapjainál helyezkednek el);

e) betonfallal vagy betonmaggal merevített szerkezet(a vízszintes erőket betonfalak vagy betonmag veszi fel);

f) nyomatékbíró keretszerkezet központos merevítő rendszerrel;g) nyomatékbíró keretszerkezet kitöltő falakkal .


21

A K merevítő rendszer - ahol a metszéspont oszlopra esik - kerülendő:

c) Külpontosan merevített keret

Merevítő rendszerek (b-c típusok esetén)

b) Központosan merevített keret


224

lásd az acél és beton kompozit szerkezetekre

vonatkozó speciális szabályokat

2 2g) nyomatékbíró keretszerkezet kitöltő

falazattal- kerettel érintkező, de kapcsolat nélküli beton-vagy téglafalazat

- kapcsolt vasbeton falazat

- kerettel nem érintkező falazattal

4f) nyomatékbíró keretszerkezet központos merevítéssel

lásd a betonszerkezetekre vonatkozó speciális

szabályokat

e) betonfallal vagy betonmaggal merevített szerkezet

2d) „fordított inga”

4c) külpontosan merevített keretszerkezet

42,5

42

b) központosan merevített keretszerkezet- átlós merevítés- V merevítés

4a) nyomatékbíró keretszerkezet

DCHDCM

duktilitási osztály

szerkezet típusa

1

u5αα⋅

1

u5αα⋅

1

u2αα⋅

1

u4αα⋅

VISELKED ÉSITÉNYEZŐ

( q )

1

u5αα⋅


23

1,11

u =αα

2,11

u =αα 3,1

1

u =αα

a) nyomatékbíró keretszerkezetek


24

0,11

u =αα 1,1

1

u =αα

c) „fordított inga”


25

2,11

u =αα

(d) központosan merevített keretszerkezet


Documents

Tervezés földrengés hatásra: bevezetés az Eurocode 8 alapú ... ea _ Foldrenges.pdf · Tervezés földrengés hatásra: bevezetés az Eurocode 8 alapú tervezésbe Alapvet őfogalmak