Tisztelt Kollégák!
A kültéri betonlemezek statikai méretezéséhez a környezeti és a mechanikai igénybevételeket egyaránt figyelembe kell venni. Az alábbi kiindulási adatok szükségesek ahhoz, hogy ezen terhelésekre méretezni lehessen egy kültéri, vasalatlan betonlemezt:
· Alépítmény, ágyazat ágyazási tényezője: k (N/mm3).
· Betonlemez vastagsága: h (cm)
· Beton nyomószilárdsági osztály: pl. C30/37 (a CP 4/2,7 bazaltbeton ebbe az osztályba tartozik)
· Beton egyéb tervezési tulajdonságai, amik általában az Eurocode szerint vannak felvéve a nyomószilárdsági osztálynak megfelelően. Pl. rugalmassági modulus, hajlító-húzószilárdság, harántkontrakció (keresztirányú alakváltozási képesség) stb.
· Várható max. hőmérsékletváltozás: ΔT (˚C)
· Fugatávolság egyik és másik irányban (fugatávolság): L (m)
· Jármű kerékteher és kontaktfelület: P (kN) és A (mm2)
Természetesen, kiegészítő adatokra is szükség van, pl. a beton hajlító-húzószilárdságára, hőtágulási együtthatójára, hőtágulási grádiense. A grádiens azt fejezi ki meg, hogy a beton felületi hőmérsékletéhez képest hogyan alakul a változik hőfok a keresztmetszet alsóbb rétege felé és ebből mekkora mértékű boltozódás, vetemedés keletkezik. A beton hőmérsékleti grádiense 0,09 ˚C/mm (a közép-európai térségre elfogadott Eisenmann ajánlás), ami a napi hőingadozás hatását számszerűsíti. Ha a betonlemez felső síkja hidegebb mint az alsó, a táblaszélek felhajlanak, és a szerkezet önsúlyából adódóan felül húzófeszültségek keletkeznek. Ez a húzófeszültség, ahol nagyobb, mint a betonhajlító-húzószilárdsága, akkor a szerkezet ott megreped, eltörik.
A vetemedési feszültség nagysága függ az egyenlőtlen hőmérsékletváltozáson túl, a táblamérettől (ami nem szabad nagyobb legyen, mint a lemezvastagság 25-szöröse /pl. 20 cm-es vastagság esetén max. 5 m/) és az oldalak arányától (ami nem szabad nagyobb legyen 3:2-nél), az alépítmény, ágyazat teherbírásától (amit azágyazási tényező jellemez) és az ún. merevségi hossztól (rugalmas hossz, ami az ágyazási tényezőtől, a beton rugalmassági modulusától, a keresztirányú alakváltozási képességtől függ). A cél mindig az, hogy minél kisebb legyen a vetemedési feszültség és magának a felhajlásnak a mértéke. A felhajlás mértékét és a letörésérzékenységet hézagvasalással lehet még csökkenteni.
A hőmérsékletváltozás nem csak vetemedést, hanem vízszintesen fellépő kényszeralakváltozást, hőmozgást is okoz, illetve mozgásgátlás esetén nyomó-, illetve húzófeszültségeket is kelt. A betonlemez súrlódása annak alsó síkjában gátolja a mozgási képességét a lemeznek. Ezért is szükséges polietilén fóliát, lehetőleg 2 rétegben az ágyazat felső síkjára fektetni és erre építeni a térbeton burkolatot. Minél kisebb a súrlódási ellenállás, annál kisebb lesz a gátolt alakváltozásból származó feszültség, annál kisebb lesz a betonszerkezet repedésérzékenysége. A súrlódási feszültségeknek a vékonyabb és hosszabb tábláknál van nagyobb jelentősége, ezért szükséges terjeszkedési hézagokat is beépíteni, illetve vakhézagokat képezni a fent jelzett távolságokban lemezvastagság x 25 (25xh). A hőmérsékletváltozást a betonozáskori betonhőmérséklethez képest kell figyelembe venni.
A beton zsugorodásából származó feszültségeket is figyelembe kell venni, de általában erre az igénybevételre nem méreteznek, hanem a vakhézagok kiosztásával és ennek megfelelő képzésével védekeznek a zsugorodási repedések kialakulásával szemben.
Ezen fenti környezetfizikai hatásokba tartozik még az ún. nedvesség-grádiensből eredő feszültségek kialakulása és figyelembevétele. A betontáblák nedvessége a felső és alsó zónában, főleg az időjárás következtében, különböző. Ebből feszültség keletkezik, aminek a nagysága olyan csekély, hogy azt a tervezéskor nem szükséges figyelembe venni. Természetesen, az utókezelés, a nedvesen tartás a száradáskor szükséges, de ez főleg nem ezen igénybevétel miatt.
A környezeti hatások figyelembevétele nagyobb jelentőséggel bír a kültéri betonszerkezetek esetén, sokkal mértékadóbbak ezek, mint pl. a beltéri ipari padlóknál. Ezek mellett, természetesen, a forgalmi, és más hasznos terhelésekre kell még a méretezést elvégezni.
A forgalmi terhelés főleg kerékterhelést jelent, ami a táblák szélén és középső zónájában más-más feszültséget gerjeszt. Általában a lemezek széle és sarka az, ami kritikus a teherbírás, lehajlás szempontjából. A betonlemezek tönkremenetelei is ezeken a helyeken szoktak kezdődni, végbe menni. A mértékadó feszültségek, nyomatékok lehajlások számításához a kerékterheléseken kívül (beleszámítva a dinamikus hatásokat és a kerékfelfekvést is) az ágyazási tényezőt, a lemezvastagságot, a vetemedési feszültséget, a beton rugalmassági modulusát is figyelembe kell venni. A vakhézagok, dilatációs és egyéb hézagok vasalása esetén a számított szélső feszültség csökkenthető (általában 30%-kal) a szomszéd lemezek felé történő teherátadás miatt. Ha vannak egyéb terhek (pl. küldő pocrendszerek, állványok, rakatok, stb.), azokra is el kell végezni a statikai méretezést. Vasalatlan szerkezet estében repedésmentes, ún. I. feszültségi állapotban maradó szerkezetet kell tervezni.
A kültéri betonlemezek statikai méretezése a fenti szempontok alapján, általában már elégséges ahhoz, hogy stabil, állékony szerkezet készülhessen. A teljes tervezéshez azonban még beletartozik a hézag- és táblakiosztás, azok kialakításának, csomópontjának, vasalásának meghatározása. Ezen feladatrész jó megoldása a jó statikai méretezéssel együtt már biztosítja azt, hogy szakszerű kivitelezés és a használat során megfelelő karbantartás esetén a szerkezet a rendeltetésszerű használatra tartósan alkalmas lesz. A hézagok kiosztásának, megtervezésének szempontjai sokrétűek, az erre vonatkozó tervezési és építési instrukciók az útügyi műszaki előírásokban (e-UT 06.03.15, régi számozás szerint ÚT 2-3.211 és az e-ÚT 06.03.31, régi számozás szerint ÚT 2-3.201) megtalálhatók.
Csorba Gábor
okl. építőmérnök, MSc Civil Eng.
igazságügyi szakértő, szakterület: építéstechnológia
kivitelezéstechnológiai, építési ár- és költségszakértő (ÉT-Sz)
felelős műszaki vezető
elnök, Esztrich és Ipari Padló Egyesület
Tel.: 06-30-900-3552
http://iparipadlo.blogspot.com (itt megtalálhatók a korábbi hírlevelek)
Innen letölthető szabadon, ingyenesen az ipari padló műszaki irányelv:
http://www.emi.hu/EMI/web.nsf/Pub/JDTUDE/$FILE/Ipari_padlok_tervezesi_es_kivitelezesi_szabalyai.pdf
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése