Torokgerendás fa fedélszék számítása az Eurocode szerint: útmutató Archicad kontextusban
Az alábbi írás a torokgerendás fedélszék tervezésének és ellenőrzésének főbb elveit mutatja be az Eurocode szerint, kiemelve az anyag- és teherjellemzőket, igénybevételek számítását, kapcsolatok teherbírását, valamint a hosszirányú merevítés és vasbeton elemek szerepét. A dokumentum a 2.0-ás verzió alapján összegzi a szigorú szabványokkal összhangban végzett számítások lépéseit és megfontolásait.
Szerkezeti kialakítás és alapelvek
A torokgerendás fedélszék statikai vázát háromcsuklós, vonórudas rendszerként kezeljük, ahol a vonórúd szerepét a vasbeton födémlemez vagy kötőgerenda tölti be. A torokgerenda és a taréjszelemen kapcsolatai, valamint a szarufa-torokgerenda kapcsolatok kulcsfontosságúak a teherátvitel szempontjából. A torokgerenda és a szarufák felépítésénél a következő keresztmetszeteket fogadjuk el gyakorlati példák alapján: szarufa 10/16 vagy 10/18, torokgerenda 10/12 vagy 10/14, talpszelemen 10/10."
Anyagok és anyagjellemzők
Faanyag esetében a legfontosabb jellemzők közé tartozik a testsűrűség, a rugalmassági modulus a szálirányban és merőlegesen, a nyírási modulus, továbbá a szilárdsági jellemzők: hajlítószilárdság, nyomós és húzószilárdság rostokra merőlegesen és párhuzamosan. Az indexek: sz = szarufa, t = torokgerenda, köt = kötőelemek. A biztonsági tényezők közé tartozik γfa = 1,3 a faanyagoknál, γc = 1,5 a beton és betonacéloknál, illetve γköt = 1,1 kötőelemekre vonatkozóan.
Fém kötőelemek és szögacél heveder esetén az anyagminőség és a biztonsági tényezők meghatározóak: pl. facsavar fu,k = 340 N/mm2, kötőelemeknél γköt = 1,1 kerül számításba.
Terhek
Állandó terhek
Az állandó teher I esetnél a szarú állások önsúlyát vesszük figyelembe. A keresztmetszetek felvétele és a rúdelemek önsúlya a C mellékletből kerül ki. A szaruállás önsúlyát az 1. terhelési esetnek megfelelően számítják: a szaruállásokat önmagukban terhelő önsúlyt a programok automatikusan képesek meghatározni (AXIS, PFRAME).
Az állandó teher II-IV esetekben a tetőhéjazat felület mentén megoszló önsúlyból képződő vonalmenti terheket (gII) és az álmennyezet, hőszigetelés súlyából adódó terheket (gIII, gIV) vesszük figyelembe. Például hornyolt, deszkázott burkolat és lécezés esetén a gI-gIV értékek arányos megoszlást adnak a torokgerenda és a torokgerenda alatti területeken.
Esetleges terhek
Hóteher és szélteher értékeit az Eurocode 1 alapján vesszük fel. A hóteher számításának alapja a hóteher-terjedelem (sd), amelyet a tető dőlésének szöge és a terület jellemzői határoznak meg. A sk skála a talajviszonyoktól, a dunántúli és egyéb zónáktól függően változik. A hóteher alaki tényezője µi a tetősík hajlásszögétől függően adódik, és nyeregtetők esetén külön grafikont alkalmazunk a tengelye körüli hajlásszög figyelembevételéhez.
A szélteher számítása az Eurocode 1 szerint történik, az 200 m-ig magasságú épületekre fókuszálva, dinamikus hatásokat nem részletezünk. wd = γw · we, ahol we a külső felületen ható szélnyomás, qref pedig a referencia nyomás, amelyet zborszerűen határozunk meg. A ct(z) tényezőket és a beépítettségi kategóriákat grafikon alapján számítjuk ki. A tetőgerinc és a falak síkjára ható szélnyomások külön zónákat és elrendezéseket foglalnak magukban.
Igénybevételek számítása
Az igénybevételek számítása történhet számítógépes programokkal (pl. P-FRAME vagy AXIS-3D), amelyek a méretezés alapjául szolgáló igénybevételeket és reakciókat szolgáltatják: szarufák reakciói, torokgerenda reakciói, kapcsolatok és toldások. A terhek kombinációi a teherbírási határállapotokhoz igazodnak: önsúly + totális hóteher + szélteher; önsúly + féloldalas hóteher + szélteher. A teherkombinációk során a γ és ψ tényezők a "tartós és átmeneti" terhelésekhez igazodva kerülnek alkalmazásra.
Fa anyagú teherviselő elemek teherbírásának ellenőrzése
A teherbírási ellenőrzés során a torokgerenda és a szarufa teherbírását és kapcsolatait vizsgáljuk meg. A faanyag ászerkezeteit a szilárdsági jellemzők alapján ellenőrzésre kerülnek, figyelembe véve a kötőelemek és a szögacélok teherbírását is. A kapcsolatok teherbírása külön fejezetben kerül tárgyalásra: például a szarufa-torokgerenda kapcsolatok és a torokgerenda toldásának ellenőrzése.
Kapcsolatok teherbírásának ellenőrzése
Az ellenőrzés kiterjed a szarufa és talpszelemen kapcsolatára, a torokgerenda és kapcsolatai közötti híd-szerkezetekre, illetve a torokgerenda toldásának teherbírására. A kapcsolatok megtervezésekor fontos a méretezés: a csavarok és a kötőelemek méretének és számának megfelelő kiválasztása, figyelembe véve a hossz- és keresztirányú igénybevételeket is.
Hosszirányú merevítés közelítő ellenőrzése
A hosszirányú merevítés közelítő ellenőrzése során a torokgerenda és a szarufa síkjának merevségét, illetve a födém és a falak közti kapcsolatok alkalmasságát vizsgáljuk. Ez a rész biztosítja, hogy a teherátadási útvonalak hosszú távon stabilak maradjanak és a rezgés-zaj minimalizálható legyen.
Vasbeton szerkezeti elemek teherbírásának vizsgálata
Ez a fejezet a vasbeton koszorú és vasbeton merevítő oszlop teherbírását érinti, amelyek a torokgerendás fedélszék architektúrájában jelentős teherátadó elemek lehetnek. A vasbeton elemek terhelésének ellenőrzése kiegészíti a fa elemekhez és kapcsolatokhoz tartozó számításokat, biztosítva a rendszer integritását.
Infografikák és vizuális segédanyagok
A következő ábrák segítenek a szöveges leírások vizualizálásában:
Archicad gyakorlati oldal a torokgerendás fedélszék modellezéséhez
Az Archicad kiválóan használható a torokgerendás fedélszék BIM alapú modellezéséhez. A szoftver képes automatikusan generálni tervlapokat, metszeteket és homlokzatokat a 3D modell alapján, miközben a kapcsolatok és a teherátvitel minden részlete összefüggésben frissül. Az Archicad előnyei közé tartozik a valós, részletes BIM-modell, az automatikus dokumentáció, a testreszabható elemek, a csoportos együttműködés és a professzionális megjelenítés. A modell alapján a mennyiségek és anyagköltségek is kiértékelhetők, amely jelentősen gyorsítja a projekt előkészítését és a kivitelezést.
Hogyan kezdj hozzá Archicaddel?
A kezdéshez szükséges a megfelelő szoftver, egy erősebb számítógép és a kitartás. A logikus, lépésről lépésre felépített tanulási terv segít elkerülni a túlterheltséget. Számtalan oktatóvideó és kurzus áll rendelkezésre, és a Teamwork funkcióval több tervező valós időben dolgozhat ugyanazon modellen. A licencelés viszont a Graphisottól érhető el, licenctípusokat figyelembe véve: kereskedelmi, oktatási, illetve BIMcloud alapú csapatmunka megoldások.
tags: #torokgerendas #fedelszek #archicad