Földrengéshatásra méretezett károsodásmentes, önstabilizáló, billegő, acél merevítőrendszer gazdaságossági elemzése
A dolgozat során egy még kutatás alatt álló szerkezeti technológia, a központosan merevített, károsodásmentes, önstabilizáló, billegő keret gazdasági potenciálját vizsgáltam. Ezen technológia lényege, hogy földrengés hatására a merevítő keret billegő mozgást végez, majd a földrengés lezajlása után visszaáll a kezdeti függőleges állapotba, ezáltal minimalizálva a maradandó alakváltozásokat.
A dolgozatom elsődleges célja az volt, hogy a földrengés okozta károkból származó javítási költségek, illetve a bekerülési költségek alapján összehasonlítsak egy önstabilizáló billegő keretet egy hagyományosan merevített keretszerkezettel. Ezáltal szerettem volna rávilágítani, hogy ezen új technológia alkalmazása számottevő előnyöket jelenthet, különösen olyan területeken, ahol gyakran alakulnak ki földrengések.
Az összehasonlításhoz megterveztem három négyszintes acélszerkezetű épületet. Az egyiket hagyományos központosan kialakított merevítésekkel rugalmasan alapon, majd ugyanezt az épületet duktilisan, majd pedig az önstabilizáló billegő keretet alkalmazva. Mindegyik szerkezetnek egyezik az alaprajza és a geometriai méretei, így reprezentatív összehasonlítási alapot kaptunk, amely egyértelműen mutatja az egyes szerkezeti kialakítások előnyeit és hátrányait. Egy önstabilizáló, billegő keret külön szerkezetként működik, elválasztva a függőleges terheket viselő elemektől, ami azt jelenti, hogy kisebb szerkezeti átalakítások után beilleszthető a szokásos épületszerkezeti rendszerekbe. Ily módon bemutatást nyer, hogy a két merevítési rendszerrel épített épületeknek milyen költségei vannak egy földrengés bekövetkezése és a károk helyreállítása után. A hagyományos esetben a tervezés a vonatkozó EC szabvány nemzeti melléklete alapján történt és a méretezési eljárás végén meghatározott optimalizált szelvényeket használtuk az összehasonlításhoz. Az önstabilizáló keret esetén pedig egy kutatási fázisban lévő méretezési eljárást használtam.
A méretezett szelvények alapján lehet meghatározni a két épület bekerülési költségét a magyarországi árak alapján. Egy kárelemző program használatával pedig meg tudjuk becsülni a gazdasági következményeit egy földrengésnek. Ide tartoznak a szerkezetekben kialakuló károk javítási költségei, a keletkező törmelék eltakarításának költségei és az üzemszerű működés kimaradása miatti közvetlen veszteség. Az így nyerhető adatok összesítése után valószínűsíthető, hogy a bekerülési költség az önstabilizáló billegő keret esetében – a megnőtt anyagszükséglet miatt – nagyobb lesz, mint a hagyományos merevítésnél. Ellenben egy földrengés bekövetkezése esetén a javítási költségek jelentősen alacsonyabbak lesznek, és az üzemi működés kieséséből keletkező veszteség is várhatóan jóval kisebb. Ennek az az oka, hogy a billegő keret esetén a szerkezetben nem keletkeznek maradandó károsodások, vagy csak nagyon minimális mértékben, amelyek könnyen javíthatóak, és az üzemi működés is gyorsan vissza tud állni.
Konzulens: Dr. Joó Attila László
Készítette: Drávai Tamás
Dátum: 2013.09.28.
