Könyv híradó
Magasépítési létesítmények ellenőrző erőtani számítása az MSZ EN szerint. Tájékoztató a magasépítési létesítmények ellenőrző erőtani számítása MSZ EN szabványok szerint (Eurocode) című könyvhöz |  |
Tájékoztató a magasépítési létesítmények ellenőrző erőtani számítása MSZ EN szabványok szerint (Eurocode) című könyvhöz
Május 20-án jelentette meg a Magyar Mérnöki Kamara a Tartószerkezeti Tagozat gondozásában a Magasépítési létesítmények ellenőrző erőtani számítása az MSZ EN szerint című, A4-es formátumú, két kötetes, 850 oldal terjedelmű, minta-számításokat tartalmazó könyvét.
1. Háttér információk
1.1. Magyarország az EU-hoz való csatlakozáskor vállalta, hogy az EU szabványokat átveszi és az ezeknek megfelelő, előző szabványokat hatálytalanítja.
Az ütemezés a következő volt:
a.) Az európai szabványok megjelennek 2005-ig (Eurocode-ok)
b.) Az uniós országok 5 évet kaptak, a felkészülésre
Ennek három fázisa van:
▪ 1 év a fordításra
▪ 1 év a harmonizációra, a nemzeti mellékletek elkészítésére
▪ 3 év a korábbi nemzeti szabványok és az európai szabványok együttes alkalmazására
c.) A korábbi nemzeti szabványokat 2010. március 31-én vissza kell vonni.
1.2. A tartószerkezeti tervezők részére a tervezési szabványokat kódokba Eurocode-okba foglalták, mégpedig általában az építmények anyagai szerint, összesen tíz Eurocode jelent meg, a számításba veendő terheken kívül tehát; beton, acél, öszvér, falazott, fa szerkezetek, alumínium szerkezetek.
Megjelent egy új szabványcsoport: a szerkezetek földrengés elleni védelme.
1.3 A tíz Eurocode kötet összesen 59 db szabványt tartalmaz. Az Eurocode-ok (EC) Magyarországon MSZ EN 1990, 1991 stb. jelöléssel szerepelnek.
Az 59 szabvánnyal kapcsolatban a következőket kell tudni:
a.) 21 db szabvány le van fordítva és nemzeti melléklettel ellátva
(teljes értékű szabványok): 36%
b.) 19 db nincs lefordítva, de nemzeti melléklettel van ellátva: 32%
c.) 19 db se lefordítva, se nemzeti melléklettel nincs ellátva: 32%
1.4. Az angol nyelvű fordításhoz 80 millió forint kellene (3600 oldal)
1.5. A szabványokat a Magyar Szabványügyi Testület kezeli és forgalmazza az 59 db szabvány ára 511.000 Ft. Az angol nyelvű szabványok magyar felzettel jelennek meg.
1.6. Az államilag finanszírozott közbeszerzési eljárásokon az Eurocode-ok használata kötelező.
1.7. Az Eurocode-ok használata önkéntes, de bizonyítandó, hogy az alkalmazott műszaki eljárás az Eurocode-okkal egyenértékű biztonságot szolgáltat.
2. A magyar statikusok ellenérvei az Eurocode-okkal kapcsolatban
2.1. Túl drága
2.2. A szabályzatok 60%a nincs lefordítva, holott úgy a tartószerkezeti tervezéskor, mint az esetleges bírósági eljáráskor használata elengedhetetlen.
2.3. Rendkívül dagályos fogalmazás; a régi szabványok teljes terjedelme 360 oldal, az Eurocode-ok 5000 oldal.
2.4. Új, eddig figyelembe nem vett hatások számítása: földrengés, tűzvédelem
2.5. Megemeli a szerkezetek árát.
2.6. Ki nem mondott, de ellenérzést kiváltó okok:
▪ új jelölések
▪ új eljárások
▪ eddig még nem kötelező hatások számítása
3. Az eddigi szabványokkal kapcsolatos tudnivalók MSZ 15.000-es szabványok
3.1. A magyar szabványok 1920. óta kb. tíz évente változtak (1921, 31, ……, 86) mindig figyelembe véve az akkori tudományos eredményeket.
3.2. A legutolsó MSZ 15.000-es szabványsorozat 1986. keltezésű, 24 éve nem változott.
3.3. Az MSZ 15.000-es (1986) szabványok biztonsági szintje a legalacsonyabb Európában az összehasonlító számítások szerint a legkisebb biztonsági szintű országhoz képest is legalább 30%-kal alacsonyabb, nem beszélve a legmagasabb biztonsági szintű országról (Olaszország), amelyhez képeset majdnem 90%-kal alacsonyabb a biztonsági szintje.
3.4. A magyar szabvány biztonsági szinte folyamatosan csökkent (kevesebb anyagot terveztek be a szerkezetbe) majdnem felével csökkent 1920-től 1986-ig.
4. A Magyar Mérnöki Kamara erőfeszítései az EC-k bevezetésére
4.1. Az EC-kkel kapcsolatos ellenállás a statikusok körében tehát az alábbiakban foglalható össze:
▪ nincs lefordítva 60%-a
▪ nagy többletanyag felhasználást okoz az alkalmazásuk, drágábbak lesznek az épületek
▪ nehezen érthető, új fogalmak, eljárások jelennek meg.
▪ egyetlen összehasonlító vizsgálat jelent meg, mely egyetlen vasbeton gerendára 70%-os többletanyag felhasználást mutatott ki, ami általános következtetésre alkalmatlan
▪ a statikus tervezők nincsenek felkészülve az EC-k használatára.
▪ senkinek fogalma sincs, hogy mennyi tervezési időtöbbletet jelent a szabványhasználat
▪ a jól begyakorolt alkalmazások helyett új eljárásokat kell megtanulni.
▪ senkinek nincs fogalma, milyen költségtöbblettel jár az EC-k használata
4.2 Mit tesznek külföldön?
▪ Németországban, Angliában kisegítő, rövidített szabványkönyveket jelentetnek meg.
▪ Németországban néhány épületnél a régi és az új szabványok közötti különbségeket mutatták ki.
4.3. Magyarországi helyzet
▪ A Műszaki Egyetemek mintegy 10 éve oktatják az Eurocode-ok szerinti méretezést, épülettervezést
▪ A Mérnöki Kamara 5 éve kötelező tanfolyamokat tart az EC-kről
▪ A Műegyetemek szintén tanfolyamokat szerveznek az EC-k ismertetésére
▪ A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem két tanszéke segédleteket, könyveket ad ki a fontosabb EC-kel kapcsolatban.
4.4. Mit tett a Magyar Mérnöki Kamara?
▪ 2008-ban felhívta az MSZT figyelmét, hogy a nyugati határszélünkön Ausztriában 30%-kal kisebb vízszintes talajgyorsulást adnak meg, mint nálunk, ami két határszéli épületnél a magyar oldalon kb. 30%-os többletanyag felhasználást jelent, így az MMK ajánlásában 70%-os talajgyorsulást szerepeltet, az MSZT Műszaki Bizottság jóváhagyásával.
▪ A Mérnöki Kamara elnöke támogatva a Tartószerkezeti Tagozat tagjai jelentős részének kérését javasolta az MSZT elnökségnek, hogy az eddigi szabványok (MSZ 15.000-es szabványok) visszavonása határidejének elhalasztását kérje meg a CEN-TŐL (Európai Szabványosítási Testület). Így a 2010. március 31-i határidőt 2010. dec. 31-re halasztották (Hasonló határidő eltolást kértek a németek, hasonló okokból: hogy nincsenek felkészülve 2009-ben, de azt elutasították).
▪ A Mérnöki Kamara elnöke megállapodott az MSZT elnökével, hogy a Mérnöki Kamara által kiadott könyvek, melyeknél magyarra lefordított EC még nem jelent meg, előszabványként fog megjelenni.
▪ A Kamara támogatja a Tartószerkezeti Tagozat erőfeszítéseit az Eurocode-ok megismertetésében (ld. az 5. pontot)
5. A Mérnöki Kamara és a Tartószerkezeti Tagozat erőfeszítései az Eurocode-ok ismertetésére
Az Eurocode-ok megismertetése most a régi MSZ 15.000-es szabványok visszavonása határidejének meghosszabbításával, bizonyos mértékű lélegzetvételi időt kapott. A Tartószerkezeti Tagozat EC-k ismertetésére 2009-ben az MMK elnökségének ajánlott és az elnökség által elfogadott megoldása az alábbi volt:
▪ adjunk ki mindegyik EC-hez egy példatárat, vagy segédletet a következő módon:
- ha egyetemi kiadvány van az adott EC-hez, akkor azokhoz kapcsolódóan példatárat jelentessünk meg könyv alakban. Két ilyen példatár már megjelent, acél és vasbeton szerkezetekhez, EC2, és EC3
- ha nincs egyetemi jegyzet, vagy könyv és még netán a szabvány nincs lefordítva, akkor a szabványból vett táblázatokat, magyarázatokkal jelenjen meg egy könyv. Ilyen könyv megjelent a földrengésről, további hat könyv jelenleg kéziratban van
▪ tartsanak ismeretterjesztő előadássorozatot a könyvek szerzői Budapesten és vidéken, melyeken a kötelező kreditszámokat meg lehet szerezni a kollegáknak.
▪ végül készítsünk összehasonlító számításokat az MSZ 15.000-es és az EC- szerinti méretezésekre (ld. a következő pontot)
6. Összehasonlító számítások a régi és az új szabványok között
A statikusok 90%-a kb. 2900 fő un. magasépítő statikus, a további háromszáz fő hídtervező, vagy vízépítési műtárgy tervező.
A hídtervező mérnökök mindig a közlekedéssel foglalkozó minisztériumhoz tartoznak és itt a MAUT (Magyar Útügyi Társaság) által koordinált munka folyik a hídtervezés Eurocode-ra való áttérésére. Az összehasonlító számítások miatt az un. Nemzeti Mellékletben már most változtatásokat tudtak érvényesíteni.
A magasépítő statikusoknak (épülettervező, tartószerkezeti tervező) az Építésügyi Minisztérium megszűntével nagyon nehéz volt megtalálni a gazdájukat.
A Tartószerkezeti Tagozat Magasépítő Bizottságot alapított, melynek 32 tagját – jó nevű statikusok – a tagság, a még létező társadalmi szervezetek, az elnökség választotta.
Ezek az emberek szakmaszeretetből vállalkoztak arra, hogy összehasonlító számításokat végeznek különböző anyagú, különböző épületekre.
Egy-egy csoport egy adott anyagú épületet kiszámított:
▪ a régi MSZ 15.000 szabvány szerint,
▪ ugyanazt az épületet kiszámította az adott anyafajtához tartozó Eurocode szerint,
▪ és ugyanazt az épületet kiszámította a földrengés elleni védelemre,
ahol szükséges volt ott az anyagmennyiséget, illetve az anyagminőséget, netán a szerkezetet megváltoztatta.
A Magyar Mérnöki Kamara elnöke Barsiné Pataky Etelka átlátva a feladata gazdasági és erkölcsi szükségességét, támogatta, sőt egy könyv megjelenésének anyagi alapját is megteremtette.
A „Magasépítési létesítmények ellenőrző erőtani számítása az MSZ EN szerint” című 840 oldalas könyv május 20-án jelent meg. A könyv tíz különböző épület Eurocode szerinti számítását tartalmazza:
▪ az alapszámítást és
▪ a földrengés elleni védelem
számítását.
Tartalmazza továbbá az MSZ 15.000-es szabványok szerint és az Eurocode-ok szerint számított épületekhez szükséges anyagmennyiségek, azaz megmutatja, hogy az Eurocode-ok adta magasabb biztonsági szint mit jelent többlet költségben – ha van ilyen.
Vagyis végre választ adhatunk arra, hogy az Eurocode-ok használata, azaz a magasabb biztonsági szint, a tartósabb épületek a földrengés elleni védelem, milyen költséget jelent az országnak.
Megmutatja, hogy a statikusnak hogyan kell számolni az új szabvánnyal, mennyivel több időt kell fordítani a számításra.
Külön fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a statikus tervek tartalmi és formai színvonala a nagy tervezőirodák, alkotóműhelyek megszűntével nagyon lecsökkent. Ezek a számítások útmutatót adnak a statikai számítások megfelelő színvonalához is.
A kétkötetes szép kiállítású, a szerkesztő statikus kollega jó ízlését dicsérő könyvben az alábbi épülettípusok statikai számításai szerepelnek:
1. Előregyártott vasbeton (feszített vasbeton)
2. Irodaház monolit vasbeton lemezfödémekkel
3. Többszintes vasbeton irodaház fejnélküli gombafödémekkel
4. Földszintes acélszerkezetű csarnok rácsos keresztgerendával
5. Földszintes acélszerkezetű csarnok tömör gerincű keresztgerendával
6. Vegyes anyagokból (fa, acél, vasbeton) épített tartószerkezet
7. Többszintes falszerkezet monolit vasbeton födémmel
8. Többszintes falszerkezet előregyártott vb. födémekkel.
9. Fa szerkezetű csarnok
10. Családi ház ellenőrző számítása
A vizsgálat az alábbi feladatokat tűzte ki célul:
1. Készítsenek erőtani számítást ugyanarra az épületre az MSZ 15.000-es szabványsorozat és az Eurocode-ok alapján (régi és új szabványok)
2. Az épületek a szokásos épületszerkezeti anyagokból legyenek, acél, monolit vasbeton, előregyártott vasbeton, fa és falazott szerkezetek.
3. Állapítsák meg optimális anyagfelhasználás figyelembevételével, a régi és az új szabványok előírásaival kiszámított szerkezetek szerkezeti anyagmennyiségének különbségeit.
4. Állapítsák meg, hogy a földrengés elleni védelem mennyi többletanyagot és/vagy szerkezetváltoztatást kíván.
A munkacsoportok egy adott épületre az alábbi munkarészeket végezték el.
1. Erőtani számítást készítettek az MSZ 15.000-es (régi) szabványsorozat szerint
2. Erőtani számítást készítettek az Eurocode-ok (MSZ EN új) szabványok szerint
3. Az Eurocode szerint számított épületet ellenőrizték földrengésre és a szükséges erősítéseket megtervezték
4. Kimutatták a szerkezeti anyag különbségeket a régi, az új szabványok szerint számított épületeknél
5. Kimutatták az eltérő anyagmennyiségeket a régi és az új szabvánnyal számolt szerkezet és az új szabvány szerint számított szerkezet és a földrengés védelem miatt beépített többletanyag felhasználását.
Az egyöntetűség miatt azonos altalajviszonyok és helyek (földrengés) szerint számolt mindegyik munkacsoport.
A könyvben csak az Eurocode-ok szerinti alapszámítás, a fölrengés elleni védelem számítása és az összehasonlító adatok szerepelnek. Az MSZ 15.000-es szabványok szerinti számításokat a Magyar Mérnöki Kamara tárolja.
A tíz épület felöleli az Eurocode 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 tehát az alumínium szerkezetek kivételével az összes magasépítési szerkezetre vonatkozó előírást.
Érdekes megállapításokat lehet tenni a számítások alapján.
Egyelőre a pontos összefoglaló közreadása nélkül az alábbiakat figyeltük meg.
▪ bizonyos esetekben az EC-k kevesebb betonacél felhasználást eredményeznek, mint a régi MSZ 15.000-es szabvány szerint számított épületek
▪ a többszintes vasbeton épületeknél az egész épület, minden szerkezeti elemére vonatkoztatva mintegy 10%-os anyagnövekményt találtunk, a földrengés miatt szintúgy egy 10%-os anyagnövekményt határoztunk meg. A költségekre fordítva egy többszintes irodaépület árának mintegy 15~20%-a a szerkezet ára, tehát a biztonságosabb, földrengésállóbb szerkezet. A szerkezet ára tehát a mau 20%-ról 24%-ra emelkedik.
▪ Acélszerkezetű csarnokoknál az MSZ 15.000-es szabványok alapján számított szerkezetnél az Eurocode MSZ EN 1993 (acél) szabvány szerint a többlet anyagszükséglet 10~15%. Földrengés miatt többlet anyagszükségletre nincs szükség. Tekintve, hogy egy acélszerkezetű csarnok szerkezet ára 30% ezért a teljes csarnok ára 3~5%-kal emelkedik.
▪ Téglafalas családi háznál a tartóssági követelmények kielégítése miatt magasabb osztályú habarcs és betonminőséget alkalmazni. A földrengés elleni védelemhez ugyancsak magasabb habarcsszilárdságot és az álló hézagú téglák használatát ki kell zárni.
▪ A többszintes téglafalas szerkezetnél az MSZ 15.000-es és az alap (EC6) között Eurocode szerinti számítás anyagtöbbletet nem mutatott ki. A földrengésre való méretezéshez a nem kellően leterhelt (haránt) falszerkezetek nem feleltek meg.
▪ A földszintes faszerkezetű csarnokok összehasonlító vizsgálata alapján megállapítható, hogy az EC szerint jobb minőségű faanyag beépítése szükséges. A faanyagnál mintegy 23%-os többletanyag beépítése szükséges. A földrengés elleni védelem miatt a tetősíkban, hosszirányban többletmerevítéseket kell elhelyezni, a végfalakban többlet függőleges merevítés szükséges pótátlókkal. A szelemeneket fűrészelt fa helyett ragasztott fából kellett tervezni.
Fontos megjegyezni, hogy a legtöbb szerkezeti elemnél nem a teherbírási határállapot, hanem a használhatósági határállapot a mértékadó.
Végül szeretném megköszönni a számításban résztvevő kollégák, a szerkesztő kollegina kiváló munkáját, mert kevesebb, mint két hónap alatt a könyv a nehéz és sokszor ismeretlen számítási eljárások ellenére ilyen mutatós alakban megjelenhetett.
Dr. Dalmy Dénes a Tartószerkezeti Tagozat elnöke
