acelvazas-foldrengesvizsgálata.pdf

Aclvzas szerelt fldrengsvizsglata

Ksztette:

Kovcs Pter s Vida Tams

Konzulensek:

Dr. Hortobgyi Zsolt

Dr. Duds Annamria

Dr. Tth Elek DLA

BME, Magasptsi Tanszk

2008.11.07.

Aclvzas szerelt hzak fldrengsvizsglata

Ksztette:

Kovcs Pter s Vida Tams

Konzulensek:

Dr. Hortobgyi Zsolt

Dr. Duds Annamria

Dr. Tth Elek DLA

BME, Magasptsi Tanszk

2008.11.07.

hzak fldrengsvizsglata

Aclvzas szerelt hzak fldrengsvizsglata o l d a l | 1 Kovcs Pter s Vida Tams

TARTALOMJEGYZK

Bevezets ............................................................................................................................................... 2

1 Fldrengs ltalnos ismertetse........................................................................................ 3

2 A Hardell rendszer ................................................................................................................. 13

3 Rzpados modellksrlet ................................................................................................... 17

3.1 A modell ............................................................................................................................. 18

3.2 A fogad szerkezet......................................................................................................... 20

3.3 A rzpad .......................................................................................................................... 21

3.4 A vizsglat folyamata .................................................................................................... 26

4 Szmtgpes szimulci ..................................................................................................... 32

4.1 A modellkpzs ............................................................................................................... 32

4.2 A vzszerkezet ................................................................................................................ 33

4.3 Az egyszerstett modell ............................................................................................. 37

4.4 A futtats s eredmnyei ............................................................................................ 39

4.4.1 Dinamikai tulajdonsgok meghatrozsa ..................................................... 39

4.4.2 Tervezsi vizsglatok, szimulcik .................................................................. 40

5 sszefoglals ............................................................................................................................ 43

Ksznetnyilvnts ...................................................................................................................... 43

6 Irodalomjegyzk ..................................................................................................................... 44


BEVEZETS

Jelen dolgozat tmjt a szerelt hzak fldrengsre trtn vizsglata adja. A

fmvzas szerelt hzakon bell is egy konkrt rendszeren, a Hardell nevet visel,

vkonyfal aclelemekbl felpl vzszerkezeten vgeztk a vizsglatokat. A rendszer

tulajdonosa a Protektorwerk Hungria Kft. Ezen cg megbzsbl Romniban zajlott

egy rzpados szimulcis ksrlet. A ksrlet rszleteinek ismertetsn kvl a

dolgozatban a szmtgpes modellezs lehetsgeivel foglalkoztunk. Mindezek eltt

azonban a fldrengsek, illetve a vizsglt pletszerkezeti rendszer ltalnos ismertetse

ad alapot vizsglatainknak.


1 FLDRENGS LTALNOS ISMERTETSE

A fldrengs a fldfelszn egy darabjnak hirtelen bekvetkez, s nha

katasztroflis kvetkezmnyekkel jr mozgsa. [1]Fldrengs kialakulhat vulkni

tevkenysg, vagy meteor becsapdsa miatt is, de a fldrengsek dnt tbbsgt a

fldkreg trsi skjainak mentn trtn hirtelen elmozdulsa okozza (1. kp). Ezek a

trsi skok meghatrozzk egy terlet tektonikus felptst. A tektonikus sz egy

terlet trsvonalak ltal meghatrozott szerkezeti viszonyaira utal. A fldrengsek a

meglv trsi skokhoz kapcsoldnak, vagy j trsi skokat hoznak ltre. Ezltal

hozzjrulnak a terlet tektonikus felptshez, s annak megvltozshoz, ezrt

tektonikus fldrengseknek nevezik ket. Nagyobb rengseknl a trsi sk menti

elmozduls a felsznen is megjelenhet. [2]

1. KP: A FLDN LEGGYAKRABBAN KIPATTAN FLDRENGSEK HELYEI [2]


A fldrengsek eloszlsa a Fld felsznn nem egyenletes, dnt tbbsgk jl

krlhatrolhat keskeny znkban keletkezik. ltalban hrom, fbb fldrengses

znt klnbztetnk meg. A legfontosabb a Csendes-cen krli n. Cirkum-Pacifikus

vezet, ahol a fldrengseknek mintegy 70 %-a pattan ki. A msodik az n. Alp-Himaljai

v, amely a Fldkzi-tenger trsgtl Trkorszgon, Kzp-zsin, Knn keresztl

hzdva Indonzinl csatlakozik a Cirkum-Pacifikus vbe. E znban keletkezik a vilg

fldrengseinek mintegy 15 %-a. A harmadik vezetet az cenkzpi htsgok alkotjk,

amelyek a rengseknek kb. 7 %-rt felelsek. A fennmarad mintegy 8 % gyakorlatilag

brhol kipattanhat, de a nagy, pusztt rengsek mindegyike a fenti hrom zna

valamelyikhez kthet.

A fldrengsek ilyen fldrajzi eloszlst sikeresen magyarzza a lemeztektonika

elmlete, amely szerint a Fldet burkol hatalmas kzetlemezek egymshoz kpest vi

nhny cm-es sebessggel elmozdulnak. A hatraik mentn a mozgs kvetkeztben

felhalmozd feszltsg okozza a fldrengseket. Az emltett f fldrengs zna

mindegyike kzetlemez-hatrokkal esik egybe. Kisebb felszltsg felhalmozds az

egyes kzetlemezeken bell is lehet, ezrt a lemezek hatraitl tvolabb is

keletkezhetnek kzepes, vagy kisebb rengsek.

A fldrengs a Fld felsznnek hirtelen rzkdsa, amely a Fld szilrd burkt

alkot kzetek hirtelen elmozdulsnak kvetkezmnye. Ezt a trs a szilrd rtegekben

felhalmozdott feszltsg okozza. A felszn mozgsnak intenzitsa tg hatrok kztt

vltozhat, az emberek ltal nem rezhet, csak mszeresen regisztrlhat enyhe

rezgstl egszen a teljes vrosokat elpusztt, esetleg a vidk domborzatt is

megvltoztat nagy erej rzkdsig. [2.]

A tektonikus tblk hatrvonalai krnykn az egyik tbla alnyomdik a

msiknak, s kzben szakaszos megcsszsok, tredezsek llnak el. Ezen hatsok

okozzk e terleteken a nagy fldrengsi aktivitst. A mozgsok azonban tvolabbi

terletekre is hatnak. Ahogy a fldrengshullm vgig terjed a fldkregben, s ahol a

trsvonalak menti srlds kimerlben van, ott ennek hatsra elbb-utbb csszs

kvetkezhet be. Ez fldrengst okozhat az intenzv fldrengsznk terletn kvl is, de

kisebb intenzitssal. [4.]


Azt a Fld mlyben lev pontot, ahol a kzet trse vagy a kzettestek

egymshoz kpesti elmozdulsa megindul, hipocentrumnak, magyar fordtsban

fszeknek nevezik.[2.] A hipocentrumbl a fld felletre hzott normlis a fldfelsznt

egy pontban, a fldrengs epicentrumban dfi t. A hipocentrum s epicentrum

tvolsga a fldrengs fszekmlysge. [4.] A fldrengsek fszekmlysge nhny km-

tl 600-700 km-ig terjedhet, de a rengsek dnt tbbsge legfeljebb 30 km mlysg.

[2.] A fldrengs intenzitsa az epicentrumtl tvolodva haranggrbe szerint cskken.

Ugyanazon magnitdhoz kisebb fszekmlysg esetn kisebb hatstv, s nagy

intenzits, mg nagy fszekmlysg esetn nagyobb hatstv, de kisebb intenzits

tartozik.[4.]

A magnitd (M) a fldrengs erssgnek mszeres megfigyelsen alapul

mrszma. A mai magnitdsklk alapja a Charles F. Richter, amerikai szeizmolgus

ltal 1935-ben a kaliforniai fldrengsek jellemzsre bevezetett skla. Magnitd (M)

hipocentrumban kipattant energia logaritmusval arnyos. A magnitd a fldrengskor

a fszekben felszabadul energia logaritmusval arnyos: egy magnitdfokozat

nvekeds mintegy 32-szeres energianvekedst jelent. [2.] A maximlis magnitd

M=9, ez jelenti a fldkreg teljes eltrst. (Korunkig mrt magnitd rtkek eddig

mind 9 alatt voltak) [4.]

Egy 4,5 mret fldrengs kipattansakor nagyjbl akkora energia szabadul fel,

mint egy kisebb (20 kt-s, nagasaki mret) atombomba robbansakor. Az eddig

mszeresen megfigyelt legnagyobb fldrengs magnitdja, 8,5 krl volt (Chile, 1960).

Ez mintegy 66 000 000 elbbi mret atombomba energijval volt egyenrtk. [2.]

Globlis viszonylatban a 3-as magnitdj rengs csak mszerekkel rzkelhet [4.], az

5-s magnitdj rengst kzepesnek, a 6-ost ersnek, a 7-est nagyon nagynak, a 8-ast

vagy nagyobbat, risi rengsnek nevezzk. 8-as, vagy annl nagyobb mret rengsbl

vente tlagosan egy pattan ki a Fldn. [2.] (2. kp)


2. KP: A MAGNITD SKLA ENERGIASZINTJEI S A FLDRENGSEK GYAKORISGA (forrs: http://www.georisk.hu)

A fldrengs tnyleges nagysgval nem egyenesen arnyos a fldrengs felszni

hatsa, melynek jellemzsre az intenzits-skla hasznlatos.[2.]

Magyarorszgon M=7-nl nagyobb rengsek nem fordulnak el, mr az 5-6-os

magnitdj rengseket is nagynak rtkeljk. A legels hazai fldrengs, amelyrl

tudunk Kr.u. 455-ben Sabarit (Szombathelyet) puszttotta el. 1400 ta tbb szz hazai

fldrengst tartanak nyilvn. [5.] Mai ismeretnk szerint a legnagyobb, a mai

Magyarorszg terletn valaha kipattant fldrengs Komromban keletkezett 1763.

jnius 28-n, mrete 6,3 volt. [2.]

A fldrengs erssgnek mrsre bevezetett msik mrszm az intenzits. A

fldrengs tnyleges nagysgval nem egyenesen arnyos a fldrengs felszni hatsa,

melynek jellemzsre az intenzits-skla hasznlatos (XIX. Szzad msodik feltl).[2.]

gy a fldrengs erssgnek mrsre elterjedt msik mrszm a Mercalli-Cancani-

Sieberg kutatk ltal bevezetett [3.] (1902 [2.]), s azta tbbszr mdostott intenzits

(I). Ez a bekvetkezett krral mutat tapasztalati arnyossgot. Az intenzits skla

zrustl 12-ig terjed. (1. tblzat), (3. kp) A I=12 epicentrlis intenzits az M=9

magnitdj rtknek felel meg.[3] Eurpban - gy Magyarorszgon is - jelenleg az EMS

Eurpai Makroszeizmikus Sklt hasznljk a legelterjedtebben.[2.]


Intenzits Jellemz hats

I Nem rezhet Nem rezhet, mg a legkedvezbb krlmnyek kztt sem.

II Alig rezhet A rezgst csak egy-egy, elssorban fekv ember rzi, klnsen magas pletek felsbb emeletein.

III Gyenge A rezgs gyenge, nhny ember rzi, fleg pleten bell. A fekv emberek lengst vagy gyenge remegst reznek.

IV Szles krben rezhet A rengst pleten bell sokan rzik, a szabadban kevesen. Nhny ember felbred. A rezgs mrtke nem ijeszt. Ablakok, ajtk, ednyek megcsrrennek, felfggesztett trgyak lengenek.

V Ers A rengst pleten bell a legtbben rzik, a szabadban csak nhnyan. Sok alv ember felbred, nhnyan a szabadba meneklnek. Az egsz plet remeg, a felfggesztett trgyak nagyon lengenek. Tnyrok, poharak sszekoccannak. A rezgs ers. Fell nehz trgyak felborulnak. Ajtk, ablakok kinylnak vagy bezrdnak.

VI Kisebb krokat okoz pleten bell szinte mindenki, szabadban sokan rzik. pletben tartzkodk kzl sokan megijednek, s a szabadba meneklnek. Kisebb trgyak leesnek. Hagyomnyos pletek kzl sokban keletkezik kisebb kr, hajszlrepeds a vakolatban, kisebb vakolatdarabok lehullanak.

VII Krokat okoz A legtbb ember megrml, s a szabadba menekl. Btorok elmozdulnak, a polcokrl sok trgy leesik. Sok hagyomnyos plet szenved mrskelt srlst: kisebb repedsek keletkeznek a falakban, kmnyek ledlnek.

VIII Slyos krokat okoz Btorok felborulnak. Sok hagyomnyos plet megsrl: kmnyek ledlnek, a falakban nagy repedsek keletkeznek, nhny plet rszlegesen sszedl.

IX Pusztt Oszlopok, memlkek ledlnek vagy elferdlnek. Sok hagyomnyos plet rszlegesen, nhny teljesen rombadl.

X Nagyon pusztt Sok hagyomnyos plet sszedl.

XI Elspr A legtbb plet sszedl.

XII Teljesen elspr Gyakorlatilag minden ptmny megsemmisl.

1. TBLZAT: AZ INTENZITS SKLA Forrs: [6.]


3. KP: AZ INTENZITSSKLA FOKOZATAINAK GRAFIKUS SZEMLLTETSE forrs: [6.]

Az intenzits-skla fokozatai a fldrengsnek egy megadott helyen az emberekre,

az emberi krnyezetre, valamint a termszeti krnyezetre gyakorolt hatst rjk le,

jellemzik, ilyen mdon rendszerint csak lakott terleteken hasznlhatk. A 12 fokozat

skln az I-es fokozat az emberek ltal az adott helyen nem rzkelhet rengst jellemzi,

a II-IV-es fokozatakat tbb-kevesebb ember mr rzi, de krok mg nem keletkeznek.

Az pletsrlsek az V-s fokozattl jelennek meg, a XII-es fok a teljes pusztulst

jelzi.[2.]

Az intenzits rtkels htrnya, hogy a kroknl nem tudjk figyelembe venni,

hogy pldul az sszedlt pletet mreteztk-e fldrengsre, vagy sem, s ha igen,

akkor mekkorra.[3.] Tovbbi htrnya mg, hogy az intenzits-skla fokozatai a

fldrengsnek egy megadott helyen az emberekre, az emberi krnyezetre, valamint a

termszeti krnyezetre gyakorolt hatst rjk le, jellemzik, ilyen mdon rendszerint

csak lakott terleteken hasznlhatk.

A fldrengs felszni hatsa tbb tnyeztl fgg. Lnyeges az rintett terlet s a

hipocentrum tvolsga, a rengskor felszabadult energia mrtke, vagyis a fldrengs

erssge s a rezgs hossza. A rengsnek az ptmnyekre gyakorolt hatst a talaj

minsge is nagymrtkben befolysolja. Egy fldrengst kveten a felszni hatsok

eloszlsa trkpen brzolhat. A trkpen az azonos intenzitssal jellemezhet

helyeket sszekt grbk az n. izoszeiztk.[2.](4. kp)


4. KP: AZ IZOSZEIZTK ALAKULSA MAGYARORSZGON forrs: [7.]

A fldrengs ltal okozott krok nagysgban, a talajminsgnek is nagy szerepe

van, ugyanis a talajminsg hatssal van a szeizmikus talajgyorsulsra. Minl kisebb

szilrdsg egy talaj, annl nagyobb a szeizmikus gyorsuls. A fldrengs ideje jobb talaj

(nagy szilrdsg talajok pl.: szikla, homokk) esetn 20-30 msodperc, mg gyengbb

talaj (kis szilrdsg talajok pl.: lsz) esetn ez az rtk 2-3 szoros is lehet.[4.]

A fldrengs hullmai a hipocentrumbl indulnak gmbhullm formjban, sugr

irnyban terjedve. [3.] A fldrengskor keletkez rugalmas hullmok kt f csoportba

oszthatk. Azokat, amelyek a Fld belsejn is kpesek keresztlhatolni, trhullmoknak,

mg azokat, amelyek csak a Fld felszne mentn tudnak terjedni, felleti hullmoknak

nevezzk.[2.]

A trhullmoknak kt fajtja van: longitudinlis s transzverzlis (nyr-) hullmok. A

szeizmolgiban a longitudinlis hullmok elnevezse P (primer) (5. kp), mg a

transzverzlis S (secunder) hullm (6. kp). A megfigyelsek szerint az S hullm nem

terjed a Fld magjnak kls rszben, ezrt felttelezzk, hogy az folyadkszer

llapotban van, hiszen a nyrhullmok folyadkban nem terjednek. [2.]


5. KP: A PRIMER-HULLM TERJEDSI ALAKJA forrs: [6.]

6. KP: A SECUNDER HULLM TERJEDSI ALAKJA forrs: [6.]

A felleti hullmok kt tpusa a Rayleigh- s Love-hullm (nevket az adott

hullmot elmletileg elsknt ler angol fizikusokrl kaptk). A Fld bels

szerkezetnek megismersben a fldrengshullmok vizsglata alapvet fontossg

volt. [2.]

A Rayleigh tpus hullmban a rszecskk terjedsi irnya merleges a hullm

haladsi irnyra. A hullm akr szemmel is lthat, mert hatsra pldul az autk fel-

le mozognak. (7. kp)

A Love tpus hullmban a rszecskk a hullm skjban mozognak. A sebessge

nagyobb, mint a Rayleigh tpus hullm. [1.] (8. kp)


7. KP: A RAYLEIGH HULLM TERJEDSI ALAKJA forrs: [6.]

8. KP: A LOVE HULLM TERJEDSI ALAKJA forrs: [2.]

A fldrengsek elrejelzse elg bizonytalan. A szeizmotektonikus mdszerekkel

kiegsztett szeizmikus znatrkpek olyan terleti beosztst tesznek lehetv, mely

tjkoztat a klnbz rszterleteken tnylegesen megfigyelt, illetve az elvileg

indokoltan vrhat maximlis intenzitsok terleti eloszlsrl, de arrl, hogy a rengs,

hol s mikor kvetkezik be, nem szolgltat informcit. [3.] Ezt a mdszert az pleteink

mretezsnl figyelembe kell venni, de kizrlag ennek a hasznlata ma kornt sem

elg.

A fldrengsek ltal okozott krok s vesztesgek cskkentse irnti igny oda

vezetett, hogy - fkpp a szeizmikusan aktv terletek orszgaiban - komoly kutatsok

folynak a rengsek elrejelzsnek megoldsra. A kutatk a legklnbzbb fizikai

paramtereket vizsgljk, amelyekrl felttelezik, hogy a fldrengs eljelei lehetnek.


Mrik a fldi ramok erssgben, a rengshullmok sebessgben, a kutak

vzszintjben, talajvizek sszettelben, a Fld mgneses terben bekvetkez

vltozsokat, figyelik a fldfelszn emelkedst, sllyedst, dlst, a mikrorengsek

gyakorisgnak hirtelen vltozst. Ezenkvl - fleg Japnban s Knban - vizsgljk

egyes llatfajok rendellenes viselkedst is. A kutatsok eredmnyekpp trtnt nhny

sikeres elrejelzs, amelyek kzl taln a legnevezetesebb az 1975. februr 4-i haicsengi

(Kna) 7,4-es magnitudj rengs megjslsa volt. A fldmozgs teljesen elpuszttotta a

90 ezer lakos vros pleteit, de az elrejelzsnek ksznheten alig nhnyan haltak

meg. Meg kell azonban emlteni, hogy egy v mlva az alig 400 km-re fekv Tangsan

vrosban (Kna) minden eljel nlkl keletkezett egy 7,6-os magnitdj rengs, amikor

a hrek szerint legalbb 650 ezer ember vesztette lett. [2.]

Az 1998. Janur 1-n letbelpett j trvny s OTK ktelezen elrta a

fldrengs elleni mretezst, de eddig nem volt olyan elrs, mely megmondan

hogyan.[4.] Az idn oktbertl elkszlt NAD (Nemzeti Alkalmazsi Dokumentum),

amely elrja s egysgesti a fldrengsre val mretezst haznkban. [8.]

A krok s vesztesgek cskkenthetk. Az elzetesen vgrehajtott krenyht

intzkedsek krbe tartozik egyebek mellett az ptmnyek telephelynek megfelel

kivlasztsa, az plet- s gpszeti szerkezetek fldrengsll tervezse, kivitelezse.

[2.]


2 A HARDELL RENDSZER

9. KP: HARDELL RENDSZERREL KSZTETT SZERELT HZ forrs: [12.]

A Hardell rendszer alkalmas csaldi, trsas s sorhzak, kz- s ipari pletek

megptshez, plettoldsok s bvtsek, tet rptsek s tettrbeptsek

kivitelezshez. Elnye, hogy a vlaszfalak knnyen talakthatk, thelyezhetk. [10.]

Az pletek kivl minsg horganyzott acl vzszerkezettel, magas hszigetel

kpessg falszerkezet kialaktsval kszlnek. A hzak tartszerkezeti falainak vzt

jellemzen a 62,5 cm-enknt elhelyezett, 1,5 mm-es falvastagsg, 150 mm szles

hidegen hajltott acl C profilok adjk. [11.] Andrs keresztek kerlnek elhelyezsre

ktelezen 4 m-knt 1 mter, ezek fokozzk a szl s a fldrengssel szembeni

stabilitst. A C profilok alul, s fell egy hidegen hajltott 1,5 mm vastagsg, szintn

150 mm szles U profilba vannak illesztve. Az als U profil a beton

fogadszerkezethez van erstve kln ennek a clnak megfelel csavarokkal.

A fdmgerendkat kt, gerinclemezkkel szembefordtott s sszeerstett C

profil adja. A koszort a gerendkkal prhuzamos falon kt egymssal szembe fordtott

U szelvny alkotja, melyeket a hosszuk mentn tvtart elemekkel tbbszr


sszekapcsolnak. Ehhez illeszkedik gerincvel a szls fdmgerenda. A gerendkat a

rjuk merleges skban egy-egy U profil fogadja, amely a fdmszintet ebben az

irnyban sszefogja. A gerendkat csavarokkal fogjk le az alattuk elhelyezked U

szelvnyhez. A falvz oszlopokat s az ket fogad U profilokat kln ehhez a

rendszerhez kialaktott csavarokkal fogjk ssze.

Az ablakok nylsa feletti thidalst egy sszetett, tbb profilbl kialaktott

thidal alkotja. Az thidal elem els s fels skjn egy-egy U profil helyezkedik el,

egymsnak szembefordtott helyzetben. Kzttk a kapcsolatot C profilokbl

kialaktott I szelvny oszlopok teremtik meg. (10. kp)

10. KP: ABLAKOK FELETTI THIDAL KIALAKTSA

Az ajt nylsa feletti thidal szerkezet ms kialakts. A ksbbiekben

beptsre kerl tokszerkezet fogadsra itt is egy felfel fordtott U profil kerlt

alkalmazsra. Azonban a nagyobb thidaland tvolsg miatt fokozottabb megerstsre

van szksg. Ezt szolglja az a megolds, mely szerint a kt egymssal szembe fordtott

U profil kztti kapcsolatot egy vzszintes tengely C profilokbl kapcsolt I

szelvny biztostja (11. kp). gy a tehervisels megn s a lehajlsok korltozottabbak.

Felfel fordtott U profil

Lefel fordtott U profil

I szelvny sszekt oszlopok


11. KP: AZ AJTNYLS FELETTI THIDAL KIALAKTSA

Az andrskeresztbl tadd erket az erre a clra kialaktott csapok vezetik t a

fdmen keresztl a falvzoszlopokba.

A tet szerkezett ugyancsak a fenti hidegen hajltott szelvnyek alkotjk, gy

egysgestve a vzszerkezet egyenszilrdsgt.

A falak kls, homlokzati skjra impregnlt fahncslemez (livingsboard) kerl,

mg a bels oldalra kt rteg 12,5 mm-es norml, vagy impregnlt gipszkartont

szerelnek. Az gy kialakul szerkezeti teret teljes mrtkben kitlti az elrt, szlas

hszigetels. Az pletek hasznlatbl ered pra bejutst a hszigetelsbe a

gipszkarton lapok alatt elhelyezett felletfolytonostott prazr flia akadlyozza meg.

A tartszerkezet llagvdelmt biztostja, valamint tovbb nveli az pletek

hszigetelst a kls felletekre mechanikusan is rgztett polisztirol hszigetels. Ez

egyttesen a fmvz kitltsre alkalmazott szlas hszigetel anyaggal, pratlanul j

hszigetelst biztost az pleteknek. (12. kp)

Felfel fordtott U profil

Lefel fordtott U profil

C profilokbl ll I szelvny


12. KP: A HARDELL RENDSZER LTALNOS RTEGRENDJE forrs: [9.]

A fdm teherhord szerkezett az aclgerendkra csavarozott fahncslemez

kreg alkotja, a gerendakzt hangszigetel anyag tlti ki. A padlburkolat n. sztatott

padlknt, lpshangszigetelssel kszl, igny szerint akr padlftses vltozatban

is.[11.]

A szerkezet rendkvl rugalmas s knny, gy a dinamikus terheknek, pldul a

fldrengsnek is rendkvl jl ellenll. Ezrt fldrengses terleteken kifejezetten

clszer alkalmazsa, hisz dinamikailag kedvezbb, mint egy tglaplet. Ezltal mind az

anyagi kr, mind az emberlet kockzata cskkenthet.


3 RZPADOS MODELLKSRLET

A rzpados fldrengs modellksrlet a Protektorwerk Hungria Kft.

megbzsbl jtt ltre. A cg j fmvzas knnyszerkezetes hzrendszert, a Hardell

rendszert vizsglta fldrengs elleni biztonsg szempontjbl. Mivel a szerkezet

vkonyfal aclelemekbl kszlt s vza sszetett rdszerkezet, ezrt a fldrengs

hatsaira trtn szmtsa, modellezse s mretezse igen bonyolult, sok paramter

figyelembe vtelt ignyli. Az ilyen jelleg pletek fldrengsre trtn vizsglatt

nehz lenne kzi, vagy akr szmtgpes szmtsokkal vgezni. A szmts

bonyolultsga miatt sok bizonytalansgot okoz tnyez merl fel. A nehezen, sok

szmts utn kapott eredmnyek nem lennnek elg biztonsgosak az pletek

megfelel mretezshez. Ezrt lnyegesen egyszerbb s clravezetbb (m

kltsgesebb is) az a mdszer, mely szerint a rendszerbl egy kisebb mret modellt

rzpados fldrengs szimulcinak vetnek al. Ilyen ksrlet zajlott a Hardell

rendszeren a Protektorwerk Hungria Kft. megbzsbl Romnia Iasi vrosban, a Iasi-i

mszaki egyetem fggetlen szerkezetvizsgl laboratriumban.


3.1 A MODELL

A modell egy 4 x 4m-es alapterlet, ktszintes ptmny volt. (13. kp) A falak

elre szerelve, panelszer egysgekben trtntek kiszlltsra a gyorsabb helyszni

pts rdekben (14. kp). Ezeket a helysznen csavaros kapcsolatokkal illesztettk

egymshoz, illetve a fogadszerkezethez. A fdmek elszerelt rdelemekbl helyszni

szerelssel kerltek kialaktsra. (15. kp). A hasznos terhet kis szilrdsg beton

tmbk biztostottk, melyek a fdmen egyenletesen eloszlatva szintenknt 2t

megoszl terhet szolgltattak (16. kp).

13. KP: A KSRLETI MODELL [sajt fot]


14. KP: AZ ELRE SZERELT FALPANELEK [sajt fot]

15. KP: A FDMGERENDK ELHELYEZSE [sajt fot]


16. KP: A HASZNOS TEHER MODELLEZSRE SZOLGL BETONSLYOK [sajt fot]

3.2 A FOGAD SZERKEZET

A modell alapozst egy acl keret heylettestette (17. kp). A gyakorlatban a

szerelt hzak fogad szerkezete hagyomnyos jelleg. A ksrlet sorn a gyorsabb

szerels miatt a fogadszerkezetet egy vzszintes acl kerettel helyettestettk. Az acl

keret a modell plet szerkezethez kpest vgtelen nagy merevsggel rendelkezik.

Megfelel rgzts esetn a fldrengs mozgsait csillapts s egyb torztsok nlkl

tkletesen kzvetti. A rzpad platformja 3,05 x 3,05m-es volt, m a vizsgland

plet ennl nagyobb, 4 x 4 m-es. Ezrt sem lehetett az pletet kzvetlenl a gpezet

platformjra rgzteni. Az aclkeret gy toldsknt is mkdtt, thidalva a mretbeli

eltrseket.

A vizsglatot vgz szemlyek psgnek megrzse rdekben, s a teljes

sszeomls elkerlse vgett a modell krl egy ktelekbl ll laza kordont hztak fel.

A ksrlet sorn figyelemmel kellett lenni arra, hogy hibs eredmnyekhez vezethet, ha a

modell tl nagy elmozdulsokat vgez, s a modellt rgzt ktelek befeszlnek. Ebben

az esetben ez nem okozott problmt, gy szerencsre relis eredmnyeket hozott a

ksrlet.


17. KP: AZ ALAPOZS MODELLEZSRE SZOLGL ACLKERET [sajt fot]

3.3 A RZPAD

A szimulcis berendezs 2 f rszbl llt. Az egyik rsz a vezrlteremben

elhelyezked szmtgpek, s vezrl programok, a msik pedig a ksrleti csarnokban

fellltott mechanikus szerkezet. Ez a szerkezet hozta ltre a klnbz mozgsokat a

fels skjra ptett modellben (18. kp, 19. kp). A mozgsok kt klnbz tpus

szerkezet generlta: az egyik egy dobszer, forg mozgst vgz egysg, melyre tkzk

voltak felszerelve, gy a forg mozgst csak szk hatrok kztt vgezhette. Az erre

rgztett karok segtsgvel a platformon a kis frekvencij, nagy hullmhosszsg

mozgsok ltrehozsa volt lehetsges (20. kp). A msik szerkezet nagy nyoms

hidraulikus puska volt, amelyben 110 Atm nyoms hozhat ltre, s mkds kzben a

benne lv olaj hmrsklete elri a 60-70C-ot. Ez a puska hirtelen nagy intenzits s

nagy frekvencij mozgsokat generl (21. kp). Mindkt tpus eszkzbl 3-3 volt

elhelyezve, egymssal 120-os szget bezran, illetve a kt rendszer egymshoz kpest

60-kal elforgatva. Ezzel az elhelyezssel brmilyen irny rezgs szimullsa

lehetsges a mozgat szerkezetek megfelel sszehangolsval.

Aclvzas szerelt hzak fldrengsvizsglataKovcs Pter s Vida Tams

18. KP: A PLATFORM

19. KP: A MOZGSOKAT LTREHO


A PLATFORM, MELYRE A VIZSGLAND SZERKEZET RGZTHET[sajt fot]

A MOZGSOKAT LTREHOZ MECHANIKUS SZERKEZET [sajt fot]

o l d a l | 22

SZERKEZET RGZTHET


20. KP: A KIS

21. KP: HIRTELEN LKSEKET G


FREKVENCIJ MOZGSOKAT LTREHOZ FORG DOB

[sajt fot]

HIRTELEN LKSEKET GENERL NAGYNYOMS PUSKA

[sajt fot]

o l d a l | 23

DOB

PUSKA


A terhel erk sszhangjt a vezrlteremben elhelyezett szmtgpek, s a

rajtuk fut specilis programok vgzik. A rendszer kt f rszbl ll.

Az els feladata a megfelel hullmmintkbl sszelltott hullmkpet a

megadott ersggel s irnyban a mechanikus szerkezetek fel val kzvettse. A

vizsglat vgezhet csak az egyik, vagy csak a msik firnyban, amely a csarnok

hossztengelyvel prhuzamos, illetve arra merleges irnyokat jelli. Ezek

kombinciival tetszleges irny, st akr fggleges elmozdulsok is ltrehozhatk.

Alkalmazhatk szabvnyos alak hullmok is, melyek a vizsgland szerkezet sajt

frekvencijnak s egyb dinamikai tulajdonsgainak meghatrozsra szolglnak, de

akr valdi fldrengsmintk is hasznlhatk, melyeket a vilg klnbz szeizmolgiai

mrllomsain mrtek s rgztettek. Ezeket a program 40 alaprezgsi mintbl lltja

ssze. A berendezs maximlisan 3g gyorsulst, s 0.8m/s2 gyorsulst kpes generlni. A

ltrehozhat frekvencia 0,5-tl 50 Hz-ig terjed. A maximlis amplitd: 15cm. A

berendezs terhelhetsge 160kN.

A msodik rendszert a modell reakciit fogad mrmszerek s azok adatait

feldolgoz szoftverek alkotjk. A ksrlet sorn kt f tpus mrmszert alkalmaztak.

Az egyik az elmozdulsokat, a msik a gyorsulsokat mrte. Az elmozduls-mr (22.

kp) egy fix szerkezethez rgzthet doboz (mrete:~10x10x20cm), melybl egy rugs

dobra feltekercselt damil szl fut ki, amely vgt a mozg szerkezet egy pontjhoz kell

rgzteni. A damil szl kihzdsa rvn a rugs dob elfordulsa mrhet adatt vlik,

melybl az plet vonalmenti eltoldsai szmthatk. Az elmozdulsokon kvl a

gyorsulsok mrsre is alkalmaztak mreszkzket. Ezek a kis henger alak

gyorsulsmrk a modell sarkaira voltak felragasztva (23. kp). Fent emltett

mrmszerekbl rkez adatokat az arra alkalmas szoftverek diagramokba foglaljk,

melyeknek vzszintes tengelyn az id, fggleges tengelyn az

elmozduls/gyorsuls/Amplitd jelenik meg. Lnyegben ezek a diagramok alkotjk a

ksrlet eredmnyeit.


22. KP: ELMOZDULS MR SZERKEZETEK [sajt fot]

23. KP: A SZERKEZETRE HELYEZETT GYOSRULSMR [sajt fot]


3.4 A VIZSGLAT FOLYAMATA

A vizsglat els lpseknt a szerkezetet egy szabvnyos szinusz hullm alak

rezgssel mozgattk meg. Ennek a hullmnak az amplitdja lland nagysg volt, a

frekvencija azonban fokozatosan vltozott. 2 Hz-rl indul, majd 0,5 Hz-es lpsekben

elrte a 10 Hz-et (24. kp).

24. KP: A SZABVNYOS SZINUSZ HULLM NVEKV FREKVENCIVAL [forrs: Iasi szimulcis vizsglat jegyzknyve]

Ez a vizsglat azrt volt szksges, mert gy megllapthatv vlt a szerkezet

sajtfrekvencija. Ugyanis a gerjeszts kzben folyamatosan regisztrltk az plet

gyorsulsait egyes kitntetett pontjaiban az els s a msodik szint fdmvonalban.

Abban a tartomnyban, ahol a gyorsulsmrk a maximlis rtket mutattk, a

szerkezet rezonanciba kerlt, mert a gerjeszts frekvencija ppen megegyezett a

szerkezet sajtfrekvencijval (25. kp). Ez egy nagyon fontos, a szerkezetet jellemz

dinamikai paramter. Ennek segtsgvel becslhet, hogy a modell milyen tpus,

irny s nagysg fldmozgsokra lesz a legrzkenyebb.


25. KP: A SZERKEZET VLASZREAKCIJA A SZABLYOS GERJESZTSRE [forrs: Iasi szimulcis vizsglat jegyzknyve]

A laboratriumban fellelhet (korbban regisztrlt) valdi fldrengsmintkkal

sszevetve megllapthat, hogy a Fld mely terletn elfordul fldrengsekre

rzkenyebb a szerkezet. Ennek megllaptsa utn 2 fldrengsmintval folytattk a

szerkezet vizsglatt. Az egyik a Kaliforniabeli El Centro-ban (26. kp), a msik pedig a

romniai Vrancea tartomnyban tallhat Vrancea-hegysgben (28. kp) (Krptok

rszt kpezi) mrt rengs volt. Az El Centro-i rengs 1940-ben 0,1g s 0,41g kztti

erssggel zajlott le, mg a Vrancea-i 1986-ban 0,22g s 0,48g kztti intenzitssal (27.

kp, 29. kp).

A vizsglatoknak a szerkezet megfelelt, holott a maximlis gyorsuls rtke elrte

a 8,044 m/s2 rtket. (Ez 2,56-szor nagyobb, mint a megengedett szmtsi rtk a

romniai szabvnyok szerint.) Emellett a szerkezet maximlis elmozdulsai nem

haladtk meg lnyegesen a modell magassgnak 1%-t (50mm).


26. KP: A KALIFORNIAI EL CENTRO ELHELYEZKEDSE [forrs: http://www.wikipedia.hu]

27. KP: AZ EL CENTRO-I FLDRENGS GYORSULSDIAGRAMJA [forrs: Iasi szimulcis vizsglat jegyzknyve]


28

29. KP: A[forrs: Iasi szimulcis vizsglat jegyzknyve]

Ezek utn a szerkezetet jra a romniai fldrengs mintval vizsgltk, m annak

intenzitst addig nveltk, mg a szerkezetben

tekinthetv nem vlt. Ekkor

rtkekben: hirtelen bekvetkezett

modell krosodsa nem volt slyos,

azonban a teherhord szerkezetben kisebb krosodsok keletkeztek. Kt rgzt csavar

ment tnkre hzsra az ajtnylssal elltott

andrskereszt az alapozst modellez aclkerethez volt lektve

tnkremenetel megfelel az elvrtaknak, hiszen az alapozs kzelben keletkeznek a


28. KP: ROMNIA, VRANCEA TAROTMNYA [forrs: http://www.wikipedia.hu]

A VRANCEA-I FLDRENGS GYORSULSDIAGRAMJA [forrs: Iasi szimulcis vizsglat jegyzknyve]


ddig nveltk, mg a szerkezetben a krosods mrtke tnkremenetelnek

Ekkor jelents vltozs trtnt az elmozdulsi, s gyorsulsi

bekvetkezett 73%-os X irny s 101%-os Y irny

nem volt slyos, llkonysgt nem vesztette el (


ajtnylssal elltott falpanel rgztseiben, ahol a panelben lv

az alapozst modellez aclkerethez volt lektve


o l d a l | 29


a krosods mrtke tnkremenetelnek

jelents vltozs trtnt az elmozdulsi, s gyorsulsi

Y irny vltozs. A

konysgt nem vesztette el (llva maradt),


falpanel rgztseiben, ahol a panelben lv

az alapozst modellez aclkerethez volt lektve (30. kp). Ez a



legnagyobb ignybevtelek. Fokozottan igaz ez a frontlis falra, ahol az ajt helye nagy

nylst kpez, gy ez a falpanel kisebb merevsge rvn nagyobb mozgsokat vgez. A

torzulsok okozta ignybevtel is csak kisebb, koncentrltabb felleten tudott taddni.

Ezzel magyarzhat, hogy a modellpletnek itt volt a leggyengbb pontja. Tovbbi

kisebb krosodsok is keletkeztek a rdszelvnyekben horpadsok formjban, m ezek

nem voltak szmottevek, a stabilitst a legkisebb mrtkben sem veszlyeztettk (31.

kp).

30. KP: A HZSRA TNKREMENT CSAVAROS RGZTS [sajt fot]


31. KP: HORPADSI TNKREMENETELEK A SZERKEZET RDELEMEIBEN [sajt fot]

Teht a Hardell rendszer tbbszrs biztonsggal megfelel mg a romniai

elrsoknak is, melyek a magyarorszginl sokkal szigorbbak. A vizsglat gy elrte

cljait s mg azon fell utat nyitott a szerelt hzak szmtgpes szimulcival trtn

vizsglata eltt is.


4 SZMTGPES SZIMULCI

A Iasi-ban vgzett ksrlet kapcsn felvetdik a krds, hogy mindezt az

idignyes s kltsges vizsglatot nem lehet-e kivltani valamilyen ms mdszerrel,

ami gyorsabb s sokkal olcsbb is. Ezrt felmerlt a lehetsg, hogy taln mindez

megfelel szmtgpes szimulcival helyettesthet. A szmtgpes eszkzk kztt

rendelkezsre llnak olyan bonyolult s nagy rszletessg szimulcis programok is,

melyekkel a legfinomabb elmozdulsokat s deformcikat is a valsgnak megfelelen

lehet szimullni, s azokat elemezni. Termszetesen ehhez nagy rszletessg

vgeselemes modell megalkotsa szksges. Br ezekkel szinte tkletes szimulci

rhet el, azonban a megalkotsukhoz szksges munka s id mennyisge miatt a

mrnki gyakorlatban nem alkalmazhatk. Ezrt mindenkppen szksges, hogy a

modellalkotst valamilyen egyszerbb formban tehessk meg. Az ptmrnki

gyakorlatban az egyik, taln leggyakrabban hasznlt program az Axis VM. gy jelen

dolgozat trgyt kpezi a Iasi-ban elvgzett ksrlet e szoftverrel trtn szmtgpes

modellezse.

4.1 A MODELLKPZS

A vgeselemes modell ltrehozsa sorn igen fontos figyelnnk arra, hogy a

valsghoz kpest bizonyos egyszerstsekkel kell lnnk, ms hatsokat viszont nem

szabad elhanyagolni. A modell helytelen definilsa torz eredmnyeket adhat, a

valsgnak nem megfelel viselkedst mutathat, ami a rossz elmozdulsi s

ignybevteli eredmnyek alapjn tves mretezshez s tervezshez vezethet.

Klnsen lnyeges ez abban az esetben, ha a vizsglat nem csak statikai, llandsult

terhelsekre trtnik, hanem dinamikai jellemzk megllaptsra is sor kerl. Ugyanis

a dinamikai vizsglatok fokozottan rzkenyek a megalkotott modell merevsgi s

tmegeloszlsi tulajdonsgaira.


4.2 A VZSZERKEZET

Az Axis modellben az pletvzat rdelemek segtsgvel definiltuk. A Hardell

rendszerben hasznlt U s C profilok (32. kp), valamint a merevt andrskeresztben

hasznlt szalagok egy-egy rdszelvnyknt kerltek definilsra, gy minden elemet

csupn egy vonal jelzett a modellben, ami a keresztmetszet slypontjban helyezkedett

el. A rendszerben hasznlatos sszetett szelvnyek (pldul a fdmgerendk I

szelvnyei) kln rdkeresztmetszetknt kerltek alkalmazsra.

32. KP: LEGGYAKRABBAN HASZNLT VKONYFAL SZELVNYEK KERESZTMETSZETEI [forrs: Duds Annamria, PhD rtekezs]

A rdszerkezetek csatlakozsi pontjai a statikai modellezs sorn felttelezett

irnyelveket kvetik. Azaz a fal vzt alkot oszlopok s sszefog gerendk egymshoz

csuklsnak felttelezhet mdon kapcsoldnak, mivel azokat csak 2-2 csavar rgzti, gy

teljes rtk nyomatktadsra nem kpesek (33. kp). Ez all kivtelt kpez az

andrskeresztek rgztsi pontjaiban kialaktott kapcsolat, amely a specilis kiegszt

elemek segtsgvel nyomatktadsra kpes (34. kp, 35. kp). Az itt alkalmazott

sarokmerevt aclszerelvnyek, s az azokat sszekt merev oszlopok (melyek a


koszor szerkezeti magassgt hivatottak thidalni) biztostjk, hogy az emeleti falban

keletkez ignybevtelek kzvetthetk legyenek a fldszinti fal merevt szerkezetbe,

majd onnan az alapozsba. Ez a hats klnsen fontos a fldrengs vzszintes

erhatsainak esetn.

33. KP: OSZLOP S GERENDA CSUKLSNAK FELTTELEZETT KAPCSOLATA [sajt fot]

34. KP: MEREV CSOMPONT [SAJT FOT]

35. KP: ERTAD OSZLOPOK [sajt fot]


A modell ksztse sorn figyelembe vettk azt a hatst is, hogy a falpaneleket a

ksrlet helysznre elre szerelve szlltottk ki. Miutn ezeket a helykre lltottk, a

magassguk mentn egyenletes kiosztsban sszecsavaroztk. A modellben ppen ezrt

az plet sarkainl kt falvzoszlop is szerepel (C profilok), annak a falnak a skjba

fordtva, amelyikhez tarozik. A helyszni csavarozott szerelst kapcsolati elemekkel

modelleztk, a magassg mentn egyenletes szrsban (36. kp, 37. kp). Szintn ilyen

kapcsolati elemek hasznlata volt indokolt a fdmgerendk csatlakozsainl a

falpanelek fels skjban a tengelyek klpontossga miatt, valamint a koszort alkot

rdelemek egymshoz val rgztsre.

36. KP: A FALPENELEK CSATLAKOZSAINAK CSAVAROZOTT KIALAKTSA [sajt fot]


37. KP: A CSAVAROZOTT PANELKAPCSOLAT MODELLEZSE AXISBAN [forrs: sajt modell]

A vzszerkezet tmasza, a fogadszerkezet modellszerkezete a ksrlet sorn a

folytonos vonalmenti felfekvst biztost nagy merevsg aclkeret volt. A szmtgpes

modell sorn alkalmazhattunk volna vonal menti tmaszelemet, m ez nagymrtkben

megnvelte volna a vgeselemek szmt, s ezzel a szmts idtartamt is. Ez felesleges

bonyoltsa lett volna a modellnek, hiszen a talajjal rintkez szerkezeti rszek

elmozdulsa szinte nulla, s a jelenlegi vizsglatoknl nem jtszik jelents szerepet.

Ezrt azzal az egyszerstssel ltnk, hogy a vonalmenti tmasz helyett pontbeli

tmaszokat alkalmaztunk az oszlopokat modellez rdelemek als csatlakozsi

pontjaiban. Ez a megolds nagymrtkben kzelti a rzpados ksrletnl alkalmazott

eljrst, amikor is a merevt szerkezetek oszlopainak tvben s a talpprofil hossza

mentn sr csavarozs rgztette a szerkezetet a fogad aclkerethez.


A modellezs sorn a rdelemek kiosztst, elhelyezkedst s mreteit gy

vlasztottuk meg, hogy az geometriai rtelemben minl jobban tkrzze a valsgot.

Ezutn a megfelel statikai viselkedst vgeselemes kiegszt eszkzkkel biztostottuk

(pldul kapcsolati elemekkel). Ez a modell minden bizonnyal jl kzelti a valsgot

statikai, dinamikai s geometriai rtelemben is. Azonban ehhez egy bonyolult s kiss

idignyes, nhol specilis megoldsokat ignyl modellt kellett ltrehozni. Erre sajnos

a gyakorlatban nincs lehetsg minden egyes szerkezet esetn. Ebbl addan merlt fel

a krds, hogy bizonyos egyszerstseket bevezetve milyen mrtk eltrs figyelhet

meg az eredmnyekben, ezrt ltrehoztunk egy egyszerstett modellt is.

4.3 AZ EGYSZERSTETT MODELL

Az egyszerstett modell megalkotsa sorn olyan egyszerstseket

alkalmaztunk, amelyek a mindennapos mrnki gyakorlatban a statikai vizsglatok

sorn is clravezetk. Ilyen lehet pldul a szelvnyek sszevonsa. Teht a mr eddig is

alkalmazott U s C profilokon, andrskereszt szalagokon s az sszetett I szelvnyen

kvl jabb kombinlt keresztmetszeteket definiltunk. Ilyen pldul a falak

tallkozsnl, a sarkokon elhelyezked kt oszlop, melyet ez alkalommal nem kt kln

rdelemknt, s azok sszektsvel modelleztnk, hanem egy sszetett szelvny

sarokelemknt. Tovbbi rdszelvnyek kerltek bevezetsre a koszornl kln az

ablakos s kln az ajts, illetve tmr falas panelok fltt (tekintve, hogy ezek a

ksrleti kialaktsban is klnbzek voltak, szerepk is rszben eltr). Ezen kvl az

ajt feletti thidalt nem bontottuk fel klnll rdelemekre, hanem egy olyan

sszetett szelvnyt definiltunk, amely magban hordozza az thidalt s a fltte lv

koszort is (38. kp). Az gy ltrehozott szelvnyek slypontjai mind ms s ms helyre

esnek. Ezrt a tmrfalas 3 dimenzis megjelentskor az elemek egymshoz kpest

elcsszva lthatk. A megjelents ilyen jelleg szablytalansgai nem rontjk a modell

helyessgt, st a statikailag helyes viselkeds elengedhetetlen feltteleinek tekintendk

(39. kp).


38. KP: SSZETETT SZELVNY AZ AJT FELETTI THIDAL MODELLEZSRE [forrs: sajt modell]

39. KP: GEOMETRIAI PONTATLANSGOK A MODELL ELEMEINEK EGYSZERSTSE MIATT [forrs: sajt modell]

Az gy ltrehozott egyszerstett modell nagy elnye, hogy gyorsabban, kevesebb

munkval megalkothat, akr a mindennapi tervezsben is hasznlhat. A statikai

tervezsek sorn j kzeltssel adja a helyes ignybevteleket s elmozdulsokat

eredmnyl. Azonban mint azt majd az eredmnyek ismertetsnl is ltni fogjuk a

dinamikai vizsglatok sorn igen nagy hibk s torzulsok keletkezhetnek az ilyen

jelleg egyszerstsek bevezetse miatt.


4.4 A FUTTATS S EREDMNYEI

A szmtgpes modell futtatsnak els lpseknt a szerkezet dinamikai

tulajdonsgait kell meghatrozni. Ebben a lpsben a program kiszmtja a megadott

paramterek alapjn a szerkezet sajtfrekvenciit, s grafikusan brzolja az azokhoz

tartoz rezgsalakokat. Ezzel meghatrozhatv vlnak a szerkezet alapvet dinamikai

tulajdonsgai. Ezek utn a rezgsalakokhoz tartozan a program a klnbz

szabvnyok elrsai alapjn helyettest statikai terheket szmol a modellre, amivel

szmthatk a vrhat elmozdulsok s ignybevtelek.

4.4.1 DINAMIKAI TULAJDONSGOK MEGHATROZSA

A kvetkezkben egytt kerlnek ismertetsre a rszletes s az egyszerstett

modell mrsi eredmnyei. gy jl sszevethetk azok sajtossgai, htrnyai s elnyei,

illetve a valsgban is felptett ksrleti szerkezettl val eltrsei. Iasi-ban a rzpados

ksrlet els lpseknt a szerkezet sajtrezgsszmt hatroztk meg. Ezt a mr

korbban emltett mdon gy vgeztk, hogy a szerkezetre egy lland amplitdj, de

fokozatosan nvekv frekvencij rezgst gerjesztettek. Kzben folyamatosan mrve a

szerezet vlaszreakciit a rezonancia ltrejttekor megllapthatv vlt a szerkezet

sajtfrekvencija. Ez a frekvencia 3,247 Hz-re addott az ottani mrsi jegyzknyv

szerint. A rszletes modell esetn a rezgsszmts lefuttatsa utn az els rezgsi alak

sajtfrekvencija 3,230 Hz-re addott, ami mindssze 0,52%-os eltrs. Ez nagyon j

eredmnynek szmt, mivel a dinamikai vizsglatok helyes eredmnynek egyik

legfontosabb felttele, hogy a megalkotott modell tulajdonsgaiban megegyezzen a

valsggal. Az eltrs 2-3%-on bell elfogadhat. Ezzel szemben az egyszerstett

modell sajtfrekvencija azonos vizsglati s futtatsi krlmnyek kztt 4,381 Hz lett,

ami az eredetihez kpest mr 34,92%-os eltrs. Ez tl nagy klnbsg, a tovbbi

vizsglatok hamis eredmnyeket hoznnak. Ezek alapjn elmondhat, hogy

mindenkppen indokolt a rszletes modell megalkotsa.


Megemltend, hogy ilyen nagy eltrs valban csak a dinamikai

tulajdonsgokban mutatkozik. A statikai vizsglat sorn a rszletes modellben pldul a

legnagyobb nyomott rd ignybevtele 4, 87kN. Ugyanez a rd az egyszerstett

modellben 4,81kN-os nyomert fesz fel. A kett kztti eltrs mindssze 1,25%-os.

Mg tbb hasonl plda is bizonythatja, hogy a statikai vizsglatokban nem okoz nagy

eltrst az ismertetett egyszerstsek vgrehajtsa. A most felsorakoztatott rtkek

sszefoglalva az albbi 2. tblzatban s 3. tblzatban lthatk.

Rszlete modellben a

maximlis nyomer

Egyszerstett modellben a

maximlis nyomer

Eltrs

4,87 kN 4,81 kN 1,25%

2. TBLZAT: STATIKAI TULAJDONSGOK ELTRSE A KLNBZ MODELLEKBEN

Megptett szerkezet

sajtfrekvencija

Rszletes modell

sajtfrekvencija

Eltrs Egyszerstett modell

sajtfrekvencija

Eltrs

3,247 Hz 3, 230 Hz 0,52% 4,381 Hz 34,92%

3. TBLZAT: SAJTFREKVENCIK ALAKULSA A KLNBZ MODELLEK ESETN

4.4.2 TERVEZSI VIZSGLATOK, SZIMULCIK

Miutn meghatroztuk a szerkezet dinamikai jellemzit, a programban tovbbi

mretezsi feladatok hajthatk vgre. A klnbz szabvnyok eltr elrsokat adnak

meg a mretezsi eljrssal kapcsolatban. gy pldul az EuroCode 8 szerint a mretezs

elfelttele, hogy a figyelembe vett rezgsalakokhoz tartoz tmegrszeseds elrje a

teljes szerkezet tmegnek 90%-t. Ez utn a vlaszspektrum analzis segtsgvel egy

vlaszspektrum definilhat klnbz paramterek segtsgvel, melyek figyelembe

veszik pldul a terletre jellemz talajgyorsulst, az altalaj tpust, s a tartszerkezet

tpust s anyagt is. A megadott paramterek segtsgvel a program helyettest

statikus terhet kalkull a szerkezetre, mellyel mr elvgezhetk a klnbz statikai

vizsglatok, akr a fldrengst ms terhekkel kombinlva is. Termszetesen ez a

helyettest statikus mdszer nem egyenrtk a dinamikai mozgsokat idbeli

mozgsokkal szimull eljrsokkal, azonban nagysgrendileg megfelel eredmnyt ad.

Az albbi 4. tblzat a gyorsulsrtkek fggvnyben mutatja a modellksrletben mrt

s a szmtgpes szimulcival szmolt vzszintes elmozduls rtkeket.


Vzszintes talaj-

gyorsuls rtke [m/s2]

Ksrletben mrt

elmozduls [mm]

Programban szmtott

elmozduls [mm]

Eltrs [%]

A flszinti fdmen:

0,1g 4,5 2,19 51,3%

0,2g 10,6 4,40 58,5%

0,3g 19,1 6,61 65,4%

0,4g 28 8,82 68,5%

El Centro (0,28g) 14,4 6,17 57,2%

Az emeleti fdmen:

0,1g 9,4 9,19 2,2%

0,2g 20,8 18,39 11.6%

0,3g 37,6 27,61 26.6%

0,4g 55,1 36,82 33,2%

El Centro (0,28g) 29 25,77 11,1%

4. TBLZAT: A VZSZINTES ELMOZDULSOK RTKEI A KSRLET S A SZMTS SORN

A tblzat rtkei jl mutatjk, hogy a programban szmtott rtkek mindig a

ksrletben mrt rtkek alatt maradnak. Valjban ez gy van rendjn, hiszen a

modellksrlet sorn egy tnyleges dinamikai vizsglatnak vetettk al a szerkezetet,

melyben a klnbz ksleltetett elmozdulsok egymsra halmozsbl olyan

felersdtt torzulsok jnnek ltre, melyek csak bizonyos esetben, s csak a megfelel

krlmnyek kztt mutatkoznak. Ezzel szemben az Axis VM programban szabvnyok

elrsai szerinti szmts vgezhet el, mely esetben a program a helyettest statikai

terhekkel a mozgsok ilyen jelleg egymsra hatst nem tudja figyelembe venni. Teht

a vizsglat eltr jellegbl fakadan az eredmnyeknek klnbsget kell mutatniuk.

Lthat is, hogy a szmtgppel szmtott rtkek legjobb kzeltsben 2,2%-os, de

legrosszabb esetben akr 68,5%-os eltrst is mutathatnak (4. tblzat). Megfigyelhet

tovbb az, hogy a mretezs szempontjbl lnyegesebb fels szakaszon a szmtott

rtkek jobban kzeltik a valdi rtkeket. Ez azt mutatja, hogy a szmtgpes modell a

valdihoz kpest alul befogott konzolra jellemzbb viselkedst mutat, mg a ksrleti

modell inkbb a keretekre jellemz elmozdulsi formt veszi fel (40. kp).

40. KP: AZ PLETEK BEFOGOTT KONZOL, ILLETVE KERETSZER ELMOZDULSA


Tovbb rdekes, hogy az eltrs az intenzits nvelsvel egyre nagyobb. Ezt

szemllve az El Centro-i fldrengs elmozduls rtkeit a 0,28g intenzits okn a 0,3g s

0,2g kz helyeznnk el, ezen hatrok kztt is inkbb kzelebb a 0,3g-hez. Ezek az

elmozduls rtkek valban kvetik is ezt a szablyt, azonban a mrt rtktl val

eltrs esetben ms a helyzet. Az els szinten 0,2g esetn az eltrs a mrt s a

szmtott rtk kztt 58,5% volt. 0,3g esetn pedig 65,4%. Teht a 0,28g intenzits

valdi fldrengs minta esetn az eltrst 65,4%-hoz kzelebb helyeznnk el. Azonban a

szmok azt mutatjk, hogy a helyzet ennl sokkal jobb hiszen a szmtott rtk 57,2%-a

a mrtnek. Teht jobb, mint a 0,2g intenzits esetn. Hasonl mdon kvethetjk

nyomon a fels fdmnl is az rtkek alakulst. Itt 0,2g-nl mg csak 11,6%-os, 0,3g-

nl pedig mr 26,6%-os eltrst tapasztalunk. A fldrengsminta esetben viszont jra a

0,2g-het tartoz rtk alatti, 11,1%-ot. Mindez azt mutatja, hogy az Axis VM programban

alkalmazott egyszerstett helyettest statikai eljrs nagyon jl, s sokkal jobban

kzelti a valdi fldrengsek hatst, mint a szabvnyos hullmok okozta

deformcikat.


5 SSZEFOGLALS

A szerelt hzak fldrengsvizsglata numerikus, szimulcis mdszerekkel igen

nehz s sszetett feladat. Azonban a fent lertak alapjn elmondhatjuk, hogy megfelel

modellalkots esetn (bizonyos egyszerstsek bevezetsvel) egyszerbb

szmtgpes szimulcik is igen j eredmnyre vezethetnek. A precz laboratriumi

vizsglatok eredmnyeit termszetesen nem tudjuk helyettesteni, azonban

szimulcival is j kzelts rtkeket kaphatunk. A modellek tovbbi finomtsval

mg pontosabb eredmnyek rhetk el. Ezek az rtkek a vizsglatok jellegnek

alapvet klnbsge miatt termszetesen eltrek, azonban mivel nagysgrendileg

megfelelek, gy a gyakorlati mretezs sorn a szmtsok alapjul szolglhatnak.

KSZNETNYILVNTS

Ezton szeretnnk ksznetet mondani a Protektor Hungria Kft-nek, hogy

lehetv tettk szmunkra a fldrengsvizsglaton val rszvtelt, illetve a cg

gyvezet igazgatjnak, Roszkopl Miklsnak s a statikus mrnknek, Juhary

Mihlynak, hogy tervezsi adatokkal s tancsokkal segtettk munknkat. Tovbb

ksznjk konzulens tanrainknak: Dr. Hortobgyi Zsoltnak, Dr. Tth Eleknek s Dr.

Duds Annamrinak, hogy segt javaslataikkal s tmutatsukkal mindig a

rendelkezsnkre lltak.


6 IRODALOMJEGYZK

1. Wikipedia - Fldrengs. [Online] [Hivatkozva: 2008. november 5.]

http://hu.wikipedia.org/wiki/F%C3%B6ldreng%C3%A9s.

2. Fldrengs.hu. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.] http://www.foldrenges.hu.

3. Pter, Kardevn. A fldrengsek s elrejelzsk. Budapest : Gondolat Kiad, 1980.

4. Endre, Dr. Dulcska. Fldrengsveszly, fldrengs elleni vdelem. Budapest : kiadja a

Magyar Mrnki Kamara megbzsbl a Logod Bt., 2000.

5. Lajos, Demny-Dittel. rdekessgek a fldrengsekrl, klns tekintettel Heves

megye trsgre. Hatvan : ismeretlen szerz, 2008.

6. Katarsztrfa.hu. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.]

http://katasztrofa.network.hu/blog/katasztrofa_klub_hirei/a-foldrenges.

7. Pannon Egyetem - Mrnki kar. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.]

http://mkweb.uni-pannon.hu/ft//tanszek/anyag/Bela/Tefoeloadasok/Tefo6.ppt.

8. Gma-Geo Kft. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.] www.gama-

geo.hu/GeoT/pdf/nad.pdf.

9. Protektorwerk Hungri Kft. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.]

http://www.protektor.hu.

10. BME, Magasptsi Tanszk. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.]

http://www.met.bme.hu/Tantargyak/szabad/epszerk3/Eloadasok/szerkrend/sze

rkrend.htm.

11. Knnyszerkezetes hzak. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.] http://vergal.t-

online.hu/konny1.htm.

12. Hardell.hu. [Online] [Hivatkozva: 2008.. november 5.] http://www.hardell.hu.

acelvazas-foldrengesvizsgálata.pdf

Documents