A globális felületi teher, bár elsősorban mérnöki és statikai kontextusban értelmezendő, tágabb értelemben utalhat a rendszereken belüli általános hatásokra is. Jelen cikkünkben bemutatjuk a globális felületi teher fogalmát az építészmérnöki tervezésben, különös tekintettel a végeselemes modellezésre és az emelőkampók méretezésére. Emellett kitérünk a globális és lokális figyelmi rendszerek adaptív képességére, melyek az építési folyamatok és a szoftveres modellezés során egyaránt kulcsfontosságúak.
Az Építészeti Tervezés és a Globális Felületi Teher
Az épületszerkezetek modellezéséhez többfajta végeselemet használhatunk. A felületi teher hozzárendelhető végeselemekhez és tartományokhoz is, lehetővé téve a hálófüggetlen felületi terhek elhelyezését tartományokra. A program érzékeli a felület síkját, típusát, és a kurzor aktuális helyén koncentrált teher helyezhető el a tartományra vagy végeselemre. Héjelemek esetén a globális irányú teher lehet vetületi jellegű is. A kijelölt rúd/borda szerkezeti elemekre megoszló terhet (erőt és csavarónyomatékot) írhatunk elő.
A AxisVM program lehetővé teszi, hogy különböző tehereseteket és tehercsoportokat határozzunk meg. A program automatikusan mértékadó kombinációt tud számítani, ehhez a szabványoknak megfelelően a tehereseteket tehercsoportokba kell rendezni. Egy kombináció definiálása során minden teheresethez egy szorzót rendelünk, attól függően, milyen arányban vesz részt a kombinációban. Az imperfekciós tehereseteket felhasználhatjuk teherkombinációkban, melyeket geometriai nemlineáris számítással vizsgálunk.
Különleges Teherfajták és Menedzsmentjük
- Mozgó terhek: A mozgó terhek lehetővé teszik a szerkezetet érő, azonos intenzitású, de vándorló erőhatás modellezését. Ilyen lehet például a járműterhek.
- Imperfekciók és geometriai nemlinearitás: A valóságban a szerkezet geometriája, az anyag és a teher pozíciója is imperfekt, azaz tökéletlen. Imperfekt modellen végrehajtott, geometriai és anyagi nemlinearitást figyelembe vevő analízis (GMNIA) segítségével végrehajtható a szerkezet, illetve szerkezeti részletek szilárdsági ellenőrzése és stabilitásvizsgálata.
- Építési fázisok figyelembevétele: Az építési fázisok figyelembevétele különösen fontos lehet a tervezési folyamat során, amennyiben a végleges állapothoz képest a szerkezet statikai váza változik, vagy a szerkezeti elemek jelentősen eltérő terhelési viszonyoknak vannak kitéve építés közben.
Az építési folyamatok modellezése megoldást jelenthet a feljebb felsorolt problémákra. Ebben az esetben az egyes építési fázisoknak megfelelő részmodelleket külön futtatjuk és az eredményeket összegezzük. Az építési, vagy bontási folyamat során jelentkező terheket táblázatos formában, a tehereset (tehercsoport) sornak és a kijelölt építési fázisnak megfelelő oszlopnak megfelelő cellába kattintással lehet megadni.
A SOIL modul a talaj és a felszerkezet közötti kölcsönhatás pontosabb modellezését teszi lehetővé. A térbeli talajmodell az ágyazási tényezőkön alapuló számításnál pontosabban képes követni a talaj és szerkezet kölcsönhatását, ezáltal a süllyedés különbségekből származó többlet igénybevételek pontosabban meghatározhatók.
Emelőkampók Méretezése és a Globális Biztonsági Tényezők
Jelen cikkünkben előregyártott vasbeton kéregfalpanelekhez tartozó emelőkampók főbb méretezési lépéseit ismertetjük. Az emelőkampó egy sima rúdacélból vagy bordázott betonacélból hajlított elem, melynek méretezése több mérnöki feltételezést és kutatómunkát igényel. A globális biztonsági tényezőket a DIN EN 13155 szabványból vezettük le, melyek tartalmazzák az emelésből és mozgatásból származó kedvezőtlen hatásokat, valamint ψdyn=1.30 dinamikus tényezőt.
A legveszélyesebb női foglyok az Egyesült Államokban
Az Emelőkampók Méretezésének Részletei
A kéregfalpanelek mozgatása történhet segédszerkezettel (emelőhimbával), ennek előnye, hogy az emelőkampóra csak húzóerő jut. Segédszerkezet nélküli emeléskor a ferde kötélszár közvetlenül az emelőkampót terheli, ilyenkor a húzóerővel egyidejű nyírásra kell méretezni. Az emelés esetén az alábbi erőjáték feltételezhető:
A betontakarástól függő tényező egyenes betonacél esetén Į2 =1-0.15*(cd -Φ)/Φ képlettel számolható, legkisebb értéke 0.7, legnagyobb értéke 1.0 lehet. A fib Bulletin 43:2008 alapján visszavezethető, hogy a fenti képlet akkor alkalmazható, ha a betontakarás értéke minimum a vizsgált betonacél átmérője. A gyakorlatban egy emelőkampó betontakarása cd =10 mm, tehát az e feletti átmérők felett (ami elég gyakori) Į2 tényező nem használható.
Az emelőkampók esetén a korlátozás a peremhez közeli elhelyezés esetén számottevő, de nagyobb emelőkampó -átmérő esetén közbenső szakaszokban is mértékadó lehet. A betonba helyezett nyírócsapok méretezését a DIN EN 1992-4:2019 taglalja, azonban a DIN CEN/TR 15728 emelőberendezések esetén a fib Bulletin 43:2008 cikke alapján kéri ennek vizsgálatát.
Külpontosság és Teherbírás
Egy emelőkampó külpontossága függ a kéregfalpanel szélességétől és az emelőkampó hajlítási sugarától, de általában 50-200 mm-ig változhat. A képletekből adódóan a nyírási teherbírást a külpontosság mértéke nagyságrendileg befolyásolja, azonban a legtöbb gyártó teherbírás táblázata nem tesz különbséget eltérő kéregfalpanel-szélességek esetén.
Az emelőkampó átmérője, valamint a kéregre merőleges és párhuzamos betontakarás ismeretében I-IV kategóriába sorolható az emelőkampó, ami alapján αc meghatározható. Az összekötő rúd általában az emelőkampó ferde komponense alatt helyezkedik el, tengelyben elhelyezett összekötő rúd esetén központos nyomásra, külpontos elhelyezés esetén hajlítással egyidejű nyomásra kell ellenőrizni.
A legegyszerűbb módszer, ha az FE terhet addig növeljük, amíg a kihasználtság el nem éri a 100%-ot, ez mondható az emelőkampó teherbírásának.