E korlátok leküzdésére Hornyák Tamás szerkezeti mérnök, az Unique-Plan Kft. munkatársa, a Hilti horgonyzási specialistájával, Hanzel Gáborral együttműködve egy validált munkafolyamatot dolgozott ki, amely a hagyományos horgonytervező eszközöket nemlineáris betonanalízissel kombinálja, hogy extrém terhelési körülmények között is megvalósítható, szabványoknak megfelelő megoldásokat nyújtson.
A projektről
Egy nagyobb autópálya-fejlesztés részeként zajvédő falakat kellett felszerelni a híd mellvédjeinek tetejére a közlekedési zajszennyezés csökkentése érdekében. A magas és szél által erősen terhelt falakat korlátozott méretű és vasalású betonszerkezetekre helyezték. A projekt fő tervezőirodája, a CÉH+, biztosította az alapelrendezést, beleértve a falmagasságokat, az oszlopközöket (minden 2 méterben) és a vonatkozó teherkombinációkat.
Mérnöki kihívások
A fő nehézség a meglévő beton szélén, nagy vízszintes erők hatása alatt elhelyezett utólag telepített horgonyok ellenőrzése volt. Bár a mellvédek tartalmaztak vasalást, az Eurocode korlátozza, hogy a betonacél hogyan vehető figyelembe az ilyen tervezésekben. Ennek eredményeként a Hilti Profis Engineering gyakran jelzett hibákat, még akkor is, amikor a mérnökök úgy vélték, hogy a valódi szerkezet megfelelően teljesítene.
A lemezméret vagy a horgonyok számának növelésével történő túltervezési kísérletek túlzottnak és kielégítetlennek tűntek. Az előre beépített alternatívák könnyebben számíthatók voltak, de nehezen kivitelezhetők a helyszínen. Az igény egyértelmű volt: megbízható módszer a meglévő vasalás ellenőrzésbe való bevonására, a szabványok megsértése vagy a kivitelezhetőség veszélyeztetése nélkül.
Megoldások és eredmények
Felismerve, hogy a túltervezés vagy a méretek növelése nem fenntartható megoldás, Hornyák Tamás egy új munkafolyamatot dolgozott ki, amely áthidalja a szoftver lehetőségei és a mérnöki valóság közötti szakadékot. A folyamat a Hilti Profis Engineering programban végzett előzetes horgánytervezéssel kezdődött, amely kritikus körülményeket jelzett a betonszélek közelében. Innen a tervet exportálták az IDEA StatiCa Connection programba, ahol teljes körű szerkezeti ellenőrzéseket végeztek, beleértve az acéloszlopok és talplemezek merevségelemzését.
Amikor a horgonyzás ebben a felállásban nem teljesített, Tamás átvitte a tervet az IDEA StatiCa Detail programba, lehetővé téve a teljes horgonyzási zóna nemlineáris végeselemes modellezését. Itt a híd mellvédjeinek meglévő betonvasalását részletesen modellezték, a megadott tervrajzok alapján a valós vasalási elrendezésekhez igazítva. Ez lehetővé tette mind a beton húzási tönkremenetelének, mind a vasalás horgonyzási viselkedésének megragadását.
Következtetés
A nemlineáris 3D analízis, amely valósághű anyagviselkedést, a beton húzószilárdságának hiányát és nulla belső súrlódást vett figyelembe, lehetővé tette, hogy a horgonyzási rendszer átmenjen az összes vonatkozó szabványellenőrzésen. A megoldás a szélterhelésre vonatkozó szabványkövetelményeknek is megfelelt.Az eredmény egy robusztus, biztonságos és realisztikus horgonyzási terv lett, amelyet a fő tervezőiroda, a CÉH+ is validált, és amely később átvette és támogatta ezt a megközelítést.
Ezt a gyakorlati, ugyanakkor szigorú munkafolyamatot Hanzel Gábor azóta bemutatta más mérnököknek is, akik hasonló kihívásokkal szembesülnek az utólag telepített horgonyok terén, különösen a kelet-európai infrastrukturális projektekben. Sikere rávilágít a nemlineáris elemzési eszközök erejére, amikor a hagyományos módszerek nem képesek tükrözni a valós körülményeket.
Az Unique-Plan Kft.-ről
Az Unique-Plan Kft.-t 2015-ben alapították Budapesten, miközben a cég egyes tagjai 1993 óta dolgoznak együtt. A vállalat fő tevékenységi köre: hídszerkezetek, ipari és lakóépületek tervezése, mind statikai, mind fejlett dinamikai számítások (földrengés, gyalogos és széldinamika, rezgés- és fáradáselemzés).
A számításokhoz szoftverek széles spektrumát alkalmazzák (ANSYS Discovery, AxisVM, ConSteel, IDEA StatiCa, Mathcad, SOFiSTiK), a modellezéshez és rajzkészítéshez pedig (ALLPLAN, ANSYS SpaceClaim, AutoCAD, Tekla Structures). Képzett és tapasztalt mérnökeikkel készen állnak arra, hogy gazdaságosan és esztétikusan tervezzék meg a mérnöki szerkezeteket. A cég mottója: Ahol a gondolatok tervekké válnak!
