Horgonyok szabványellenőrzése kínai szabvány szerint

Négy horgonycsavar típus áll rendelkezésre:

• Egyenes 
• Alátétlemez - Kör alakú 
• Alátétlemez - Téglalap alakú 

A horgonyok szabványellenőrzése a JGJ 145-2013 szerint történik utólag beépített horgonyok esetén, a kiválasztott horgonytípustól függetlenül.

A Projektbeállításokban lehetőség van a betonkúp kiszakadási ellenőrzések aktiválására/deaktiválására húzás és nyírás esetén. Ha a betonkúp kiszakadási ellenőrzés nincs aktiválva, feltételezzük, hogy a dedikált vasalás az erő felvételére van méretezve. Az erő nagyságát az aktuális teherhatásra vonatkozó képletek tartalmazzák. 

Ezenkívül a beton repedezett vagy repedezetlen állapotúra állítható. A repedezetlen betonnak állandó nyomás alatt kell lennie, amely megakadályozza a zsugorodási repedések kialakulását. A repedezetlen beton ellenállásai magasabbak. 

Megjegyzendő, hogy egyes ellenőrzések nem kerülnek elvégzésre, mivel ezeket vizsgálatokkal határozzák meg, és csak a gyártó adhatja meg, amelyek a vonatkozó Műszaki Termékleírásban találhatók. Egyes tönkremeneteli módok megfelelő kialakítással elkerülhetők (pl. horgonytávolság vagy horgony és él közötti távolság). Ezek az ellenőrzések a következők:

• Kötőelem kihúzódási tönkremenetele (utólag beépített vagy mechanikus horgonyok esetén)
• Kombinált kihúzódási és beton tönkremenetel (utólag beépített ragasztott horgonyok esetén)
• Beton hasadási tönkremenetel
• Beton kifúvódási tönkremenetel

Horgony húzási ellenállása

Menetes rúd formájú horgony feltételezett. A horgony húzási ellenállásának ellenőrzése a JGJ 145-2013 – 6.1.2 szerint történik:

$$N_{Rd,s} = \frac{N_{Rk,s}}{\gamma_{Rs,N}}$$

$$N_{Rk,s}=f_{yk}\cdot A_s$$

ahol:

• $N_{Rk,s}$ – a kötőelem karakterisztikus ellenállása acél tönkremenetel esetén
• $\gamma_{Rs,N} = 1.3$ – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre húzásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető
• $f_{yk}$ – a horgonycsavar karakterisztikus folyáshatára
• $A_s$ – a horgony húzási feszültségi keresztmetszete

Horgony betonkúp kiszakadási ellenállása húzásban 

Az ellenőrzés a JGJ 145-2013 – 6.1.3 szerint egy közös húzási kiszakadási kúpot alkotó horgonycsoport esetén kerül elvégzésre:

$$N_{Rd,c} = \frac{N_{Rk,c}}{\gamma_{Rc,N}}$$

$$N_{Rk,c} = N_{Rk,c}^0\cdot \frac{A_{c,N}}{A_{c,N}^0} \cdot \psi_{s,N} \cdot \psi_{re,N} \cdot \psi_{ec,N}$$

Ahol: 

• $N_{Rk,c}^0 = 7.0 \cdot \sqrt{f_{cu,k}} \cdot h_{ef}^{1.5}$ – egy kötőelem karakterisztikus szilárdsága repedezett betonban, a szomszédos kötőelemek vagy a betonelem éleinek hatásától távol 
• $N_{Rk,c}^0 = 9.8 \cdot \sqrt{f_{cu,k}} \cdot h_{ef}^{1.5}$ – egy kötőelem karakterisztikus szilárdsága repedezetlen betonban, a szomszédos kötőelemek vagy a betonelem éleinek hatásától távol 
• $f_{cu,k}$ – a beton karakterisztikus nyomószilárdsága (kocka) 
• $h_{ef} = \min \left( h_{emb}, \max \left( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \frac{s_{max}}{3} \right) \right)$ – beágyazási mélység

  • $h_{emb}$ – a betonba ágyazott horgonyhossz 
  • $c_{a,max}$ – a horgony és a három legközelebbi él egyikének maximális távolsága 
  • $s_{max}$ – horgonyok közötti maximális távolság
• $A_{c,N}$ – horgonycsoport betonkúp kiszakadási területe 
• $A_{c,N}^0 = (3.0 \cdot h_{ef})^2$ – egyedi, élektől nem befolyásolt horgony betonkúp kiszakadási területe 
• $\psi_{s,N} = 0.7+0.3\cdot \frac{c}{c_{cr,N}}$ – a betonban a feszültségeloszláshoz kapcsolódó paraméter, a kötőelem és a betonelem éle közötti közelség miatt
• $c$ – a horgony és az él közötti minimális távolság 
• $c_{cr,N}=1.5\cdot h_{ef}$ – karakterisztikus éltávolság a horgony karakterisztikus ellenállásának átvitelének biztosításához betonkiszakadás esetén húzóterhelés alatt 
• $\psi_{re,N} = 0.5+\frac{h_{ef}}{200}\le 1.0$ – a héjlepattogzást figyelembe vevő paraméter
• $\psi_{ec,N} = \psi_{ec,N,x} \cdot \psi_{ec,N,y}$ – módosítási tényező húzásban excentrikusan terhelt horgonycsoportok esetén
• $\psi_{ec,N,x} = \frac{1}{1+2\cdot \frac{e_{N,x}}{s_{cr,N}}}$ – módosítási tényező, amely az x-irányú excentricitástól függ 

  • $e_{N,x}$– húzóterhelés excentricitása x-irányban 
  • $s_{cr,N}$ – horgonyok karakterisztikus távolsága a horgonyok karakterisztikus ellenállásának biztosításához betonkúp tönkremenetel esetén húzóterhelés alatt 
• $\psi_{ec,N,y} = \frac{1}{1+2\cdot \frac{e_{N,y}}{s_{cr,N}}}$ – módosítási tényező, amely az y-irányú excentricitástól függ 

  • $e_{N,y}$ – húzóterhelés excentricitása y-irányban 
• $\gamma_{Rc,N} = 3.00$ – részleges biztonsági tényező betonkiszakadásra húzásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető

Nyírási ellenállás

A horgony nyírási acélellenállásának ellenőrzése a JGJ 145-2013 – 6.1.14 szerint történik. A súrlódás nem kerül figyelembevételre. A karemelővel és karemelő nélküli nyírás a talplemez gyártási művelet beállításaitól függően kerül felismerésre. 

Közvetlen kiemelkedés esetén: karemelő nélküli nyírás feltételezett:

$$V_{Rd,s} = \frac{V_{Rk,s}}{\gamma_{Rs,V}}$$

$$V_{Rk,s} = 0.5 \cdot f_{yk} \cdot A_s$$

ahol:

• $f_{yk}$ – a horgonycsavar folyáshatára 
• $A_s$ – húzási feszültségi keresztmetszet 
• $\gamma_{Rs,V} = 1.3$ – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre nyírásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető

Habarcságyazásos kiemelkedés esetén: karemelővel történő nyírás feltételezett:

$$V_{Rd,s} = \frac{\min(V_{Rk,s1}, V_{Rk,s2})}{\gamma_{Rs,V}}$$

$$V_{Rk,s1} = 0.5 \cdot f_{yk} \cdot A_s$$

$$V_{Rk,s2} = \frac{\alpha_M \cdot M_{Rk,s}}{l_0}$$

ahol:

• $V_{Rk,s1}$ – a kötőelem karakterisztikus ellenállása karemelő nélküli acél tönkremenetel esetén
• $V_{Rk,s2}$ – a kötőelem karakterisztikus ellenállása karemelővel történő acél tönkremenetel esetén
• $\gamma_{Rs,V} = 1.3$ – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre nyírásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető
• $f_{yk}$ – a horgonycsavar folyáshatára 
• $A_s$ – húzási feszültségi keresztmetszet 
• $\alpha_M=2.0$ – a kötőelem befogási fokát figyelembe vevő tényező – teljes befogás feltételezett
• $M_{Rk,s} = M^0_{Rk,s} \cdot \left(1 - \frac{N_{sd}}{N_{Rds}}\right)$ – a kötőelem tengelyirányú terheléstől befolyásolt karakterisztikus hajlítószilárdsága 

  • $N_{sd}$ – méretezési húzóterhelés 
  • $N_{Rds}$ – a kötőelem húzószilárdsága acél tönkremenetel esetén 
  • $M^0_{Rk,s} = 1.2 \cdot W_{el} \cdot f_{yk}$ – a kötőelem karakterisztikus hajlítószilárdsága 
  • $W_{el} = \frac{\pi \cdot d_s^3}{32}$ – a kötőelem rugalmas keresztmetszeti modulusa 
  • $d_s$ – menettel csökkentett horgonyátmérő 
• $l_0 =0.5 \cdot d + t_g + \frac{t_p}{2}$ – a karemelő hossza 

  • $d$ – horgonyátmérő 
  • $t_g$ – habarcsréteg vastagsága 
  • $t_p$ – talplemez vastagsága

Beton feszítő erő ellenállása 

A beton feszítő erő ellenállásának ellenőrzése a JGJ 145-2013 – 6.1.26 szerint egy közös talplemezen lévő horgonycsoport esetén kerül elvégzésre. Az $N_{Rk,c}$ számításában minden horgony húzottnak feltételezett. Ezért eltérhet a betonkúp kiszakadási ellenőrzéstől húzásban.

$$V_{Rd,cp} = \frac{V_{Rk,cp}}{\gamma_{Rcp}}$$

$$V_{Rk,cp} = k \cdot N_{Rk,c}$$

Ahol: 

• $k = 2.0$ – a kötőelem beágyazási mélységét figyelembe vevő tényező 
• $N_{Rk,c}$ – egy kötőelem vagy kötőelemcsoport karakterisztikus betonkúp tönkremenetele; minden horgony húzottnak feltételezett 
• $\gamma_{Rcp} = 2.50$ – részleges biztonsági tényező beton feszítő erő tönkremenetelre, a Projektbeállításokban szerkeszthető

Beton éltörési ellenállás

A beton éltörése rideg tönkremenetel, és a lehető legrosszabb eset kerül ellenőrzésre, azaz csak az él közelében elhelyezett horgonyok adják át a teljes talplemezre ható nyíróterhelést. Ha a horgonyok téglalap alakú elrendezésben vannak, a vizsgált élnél lévő horgonysor adja át a nyíróterhelést. Ha a horgonyok szabálytalan elrendezésűek, a vizsgált élhez legközelebb lévő két horgony adja át a nyíróterhelést. A nyíróterhelés irányában két él kerül vizsgálatra, és a legrosszabb eset jelenik meg az eredményekben.

Vizsgált élek a nyíróerő eredőjének irányától függően 

Az ellenőrzés a JGJ 145-2013 – 6.1.15 szerint történik.

$$V_{Rd,c} = \frac{V_{Rk,c}}{\gamma_{Rc,V}}$$

$$V_{Rk,c} = V_{Rk,c}^0 \cdot \frac{A_{c,V}}{A_{c,V}^0} \cdot \psi_{s,V} \cdot \psi_{h,V} \cdot \psi_{\alpha,V} \cdot \psi_{re,V,V} \cdot \psi_{ec,V}$$

Ahol:

• $V_{Rk,c}^0 = 1.35 \cdot d^{\alpha} \cdot l_f^{\beta} \cdot \sqrt{f_{cu,k}} \cdot c_1^{1.5}$ – a kötőelem karakterisztikus nyírószilárdsága kezdeti értéke repedezett betonban
• $V_{Rk,c}^0 = 1.9 \cdot d^{\alpha} \cdot l_f^{\beta} \cdot \sqrt{f_{cu,k}} \cdot c_1^{1.5}$ – a kötőelem karakterisztikus nyírószilárdsága kezdeti értéke repedezetlen betonban
• $d$ – horgonyátmérő
• $\alpha = 0.1 \cdot \left( \frac{l_f}{c_1} \right)^{0.5}$ – tényező
• $l_f = \min(h_{ef}, 8 \cdot d)$ – a kötőelem hosszához kapcsolódó paraméter

  • $h_{ef}$ – a betonba ágyazott horgonyhossz
• $\beta = 0.1 \cdot \left( \frac{d}{c_1} \right)^{0.2}$ – tényező

  • $f_{cu,k}$ – a beton karakterisztikus nyomószilárdsága (kocka)
  • $c_1$ – a kötőelem éltávolsága az 1. irányban, a terhelés irányában lévő él felé
• $A_{c,V}$ – az idealizált betonkiszakadási test tényleges területe
• $A_{c,V}^0 = 4.5 \cdot c_1^2$ – a tönkremeneteli kúp referencia vetített területe
• $\psi_{s,V} = 0.7 + 0.3 \cdot \frac{c_2}{1.5c_1} \leq 1$ – a betonban a feszültségeloszláshoz kapcsolódó paraméter, a kötőelem és a betonelem éle közötti közelség miatt

  • $c_2$ – a kötőelem éltávolsága az 1. irányra merőlegesen, amely a legkisebb éltávolság egy több éltávolsággal rendelkező keskeny elemben
• $\psi_{h,V} = \left( \frac{1.5 \cdot c_1}{h} \right)^{0.5} \geq 1$ – módosítási tényező sekély betonelемben elhelyezett horgonyok esetén

  • $h$ – betonelem vastagsága
• $\psi_{\alpha,V} = \sqrt{ \frac{1}{(\cos \alpha_V)^2 + (0.4 \cdot \sin \alpha_V)^2} } \geq 1$ – módosítási tényező a betonéllel szöget bezáró terhelésű horgonyok esetén

  • $\alpha_V$ – a kötőelemre vagy kötőelemcsoportra ható terhelés és a vizsgált szabad élre merőleges irány közötti szög
• $\psi_{re,V} = 1.00$ – a héjlepattogzási hatást figyelembe vevő paraméter, élvasalás vagy kengyelek nélkül feltételezett
• $\psi_{ec,V} = \frac{1}{1 + \frac{2e_V}{3c_1}} \leq 1$ – módosítási tényező nyírásban excentrikusan terhelt horgonycsoportok esetén

  • $e_V$ – nyíróterhelés excentricitása
• $\gamma_{Rc,V} = 2.5$ – részleges biztonsági tényező beton éltörési tönkremenetelre, a Projektbeállításokban módosítható

Húzás és nyírás kölcsönhatása acélban 

A húzás és nyírás kölcsönhatása utólag beépített kötőelemek esetén külön kerül meghatározásra acél és beton tönkremeneteli módokra. Az acélban való kölcsönhatás ellenőrzése a JGJ 145-2013 – 6.1.28 szerint történik. Az acélban való kölcsönhatás minden horgonyra külön kerül ellenőrzésre.

$$\left ( \frac{N_{sd}}{N_{Rd,s}} \right )^2 + \left ( \frac{V_{sd}}{V_{Rd,s}} \right )^2 \le 1.0$$

Húzás és nyírás kölcsönhatása betonban

 A betonban való kölcsönhatás ellenőrzése a JGJ 145-2013 – 6.1.29 szerint történik.

$$\left ( \frac{N_{sd}}{N_{Rd,i}} \right )^{1.5} + \left ( \frac{V_{sd}}{V_{Rd,i}} \right )^{1.5} \le 1.0$$

A különböző tönkremeneteli módokra vonatkozó $N_{Ed} / N_{Rd,i}$ és $V_{Ed} / V_{Rd,i}$ legnagyobb értékét kell figyelembe venni. Megjegyzendő, hogy az $N_{Ed}$ és $N_{Rd,i}$ értékek gyakran egy horgonycsoporthoz tartoznak.

Kiemelkedéssel rendelkező horgonyok

A kiemelkedéssel rendelkező horgony rúdelemként kerül méretezésre, amelyet nyíróerő, hajlítónyomaték és nyomó- vagy húzóerő terhel. Ezeket a belső erőket a végeselem-modell határozza meg. A horgony mindkét oldalon befogott, az egyik oldal 0,5×d mélységben van a betonfelszín alatt, a másik oldal a lemez vastagságának közepén. A kihajlási hossz konzervatívan a rúdelem hosszának kétszereseként feltételezett. Képlékeny keresztmetszeti modulus kerül alkalmazásra. A rúdelem méretezése a GB 50017-2017 szerint történik. A nyíróerő csökkentheti az acél folyáshatárát, de a talplemez alatti anya elhelyezéséhez szükséges minimális horgonyhossz biztosítja, hogy a horgony hajlításban tönkremegy, mielőtt a nyíróerő eléri a nyírási ellenállás felét. A csökkentés ezért nem szükséges. A hajlítónyomaték és a nyomó- vagy húzóerő lineáris kölcsönhatása feltételezett.

Nyírási ellenállás (JGJ 145-2013 – 6.1.14):

$$V_{Rd,s} = \frac{V_{Rk,s}}{\gamma_{Rs,V}}$$

$$V_{Rk,s} = 0.5 \cdot f_{yk} \cdot A_s$$

ahol:

• $f_{yk}$ – a horgonycsavar folyáshatára 
• $A_s$ – húzási feszültségi keresztmetszet 
• $\gamma_{Rs,V} = 1.3$ – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre nyírásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető

Húzási ellenállás (JGJ 145-213 – 6.2.1):

$$N_{Rd,s} = \frac{N_{Rk,s}}{\gamma_{Rs,N}}$$

$$N_{Rk,s}=f_{yk}\cdot A_s$$

ahol:

• $N_{Rk,s}$ – a kötőelem karakterisztikus ellenállása acél tönkremenetel esetén
• $\gamma_{Rs,N} = 1.3$ – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre húzásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető
• $f_{yk}$ – a horgonycsavar karakterisztikus folyáshatára
• $A_s$ – a horgony húzási feszültségi keresztmetszete

Nyomási ellenállás (GB 50017-2017 – 7.2.1):

$$N_{c,Rd,s} = \frac{\varphi \cdot A_s \cdot f_{yk}}{\gamma_{Rs,N}}$$

ahol:

• $\varphi = \frac{1}{2 \cdot \lambda_n^2} \cdot \left[ (\alpha_2 + \alpha_3 \cdot \lambda_n + \lambda_n^2) - \sqrt{(\alpha_2 + \alpha_3 \cdot \lambda_n + \lambda_n^2)^2 - 4 \cdot \lambda_n^2} \right]$ – kihajlás csökkentési tényező (GB 50017-2017 – D.0.5)
• $\alpha_1 = 0.73$ – együttható c osztályhoz (GB 50017-2017 – D.0.5 táblázat)
• $\alpha_2$  – együttható c osztályhoz, $\alpha_2 = 0.906$ ha $\lambda_n \le 1.05$ és $\alpha_2 = 1.216$ ha $\lambda_n > 1.05$ (GB 50017-2017 – D.0.5 táblázat)
• $\alpha_3$  – együttható c osztályhoz, együttható c osztályhoz, $\alpha_3 = 0.595$ ha $\lambda_n \le 1.05$ és $\alpha_3 = 0.302$ ha $\lambda_n > 1.05$ (GB 50017-2017 – D.0.5 táblázat)
• $\lambda_n = \frac{\lambda}{\pi} \cdot \sqrt{\frac{E}{f_{yk}}}$ – relatív karcsúság (GB 50017-2017 – (D.0.5-2) képlet)
• $\lambda = \frac{l_{cr}}{i}$ – horgonycsavar karcsúsága (GB 50017-2017 – (7.2.2-1) képlet)
• $l_{cr} = 2 \cdot l_0$ – kihajlási hossz (biztonságos oldalon feltételezett, hogy a csavar a betonban befogott és a talplemezen szabadon elfordulhat)
• $l_0 = 0.5 \cdot d + t_g + \frac{t_p}{2}$ – a karemelő hossza
• $d$ – horgonyátmérő
• $t_g$ – hézagmagasság
• $t_p$ – talplemez vastagsága
• $i = \sqrt{\frac{I}{A_s}}$ – a horgonycsavar tehetetlenségi sugara
• $I = \frac{\pi \cdot d_s^4}{64}$ – a csavar tehetetlenségi nyomatéka
• $d_s = \sqrt{4 \cdot A_s / \pi}$ – menettel csökkentett átmérő
• $A_s$ – menettel csökkentett horgonykeresztmetszet
• $f_{yk}$ – horgony folyáshatára
• $E$ – rugalmassági modulus
• $\gamma_{Rs,N} = 1.30$ – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre húzásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető

Hajlítási ellenállás (JGJ 145-2013 – 6.1.26):

$$M_{Rd,s} = \frac{M_{Rk,s}}{\gamma_{Rs,V}}$$

$$M_{Rk,s} = 1.2 \cdot W_{el} \cdot f_{yk}$$

• $W_{el}= \frac{\pi d_s^3}{32}$ – a csavar rugalmas keresztmetszeti modulusa
• f_yk – csavar folyáshatára
• γ_Rs,V =1.3 – részleges biztonsági tényező acél tönkremenetelre nyírásban, a Projektbeállításokban szerkeszthető

Horgony acél kihasználtsága

$$\frac{N_{sd}}{N_{Rd,s}} + \frac{M_{sd}}{M_{Rd,s}} \le 1$$

ahol:

• N_sd – húzó ($N_{sd}$) vagy nyomó ($N_{c,sd}$) méretezési erő
• N_Rd,s – húzási (pozitív) vagy nyomási (negatív előjelű) méretezési ellenállás
• M_sd – méretezési hajlítónyomaték
• M_Rd,s = M_pl,Rd – méretezési hajlítási ellenállás