EGITUREN EZAUGARRIAK
11/1
1. EGITUREN EZAUGARRIAK. 1.1. Sarrera. 1.2. Egituraren betebeharrak. 1.3. Egitura bat eraikitzeko urratsak. 1.4. Egituren segurtasuna. 1.5. Egituretako materialak. 1.6. Egituren sailkapena. 1.1. Sarrera.
Egitura definizioa: Osagai batek edo zenbaitek elkar artean lotuta, eta inolako mugimendu aukerarik gabe ez barnealdetik ezta kanpoaldetik, osatzen duten edozelako eraikin mota. Osagaiak barra itxurakoak izango dira (ebakidura mota desberdinekin). Loturak giltzadurak edo zurrunak izan daitezke. Egituren helburua: ezarritako zenbait akzioen eraginak muga batzuen barruan jasatea izango da. Kanpoko akzioak. Akzio hauen eraginez (indarrak eta deformazioak) osagaien ebakiduretan zenbait barneko indar agertuko dira. - Mekanikoak: Indarrak eta Momentuak. Estatikoak. Iraunkorrak. Dinamikoak. Aldakorrak. Handiagotuko dira. - Termikoak: Tenperatura aldaketen eraginez materialetan agertzen diren dilatazioak eta kontrakzioak. - Deformazioak. Egituraren asentamenduak. - Osagaiak fabrikatzerakoan sortutako akatsak. - Denborarekin osagaietan agertzen diren aldaketa geometrikoak. (fluentzia, laburketa) Mugak. Egiturak diseinatzerakoan gai bi kontutan hartu beharra dago. - Onartzen diren tentsio maximoak. - Deformazio maximoak. Onartzen diren balio maximoak askotan araututa daude. Akatsik agertzea, hau da mugak gainditzea, ezin da onartu ez osagai baten ez egitura osoan. EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/2
- Tentsio eta deformazioen mugak. Luzera (argi) handiko habeetan deformazioak (geziak) izaten dira mugatuta daudenak. Argi txikerreko habeetan tentsio maximoak mugatzen dira. - Egituraren erabilpenaren araberako deformazioen mugak. Batzutan egituraren erabilpenak eskatzen dituen mugak arauak ezarritakoak baino kritikoagoak edo gogorragoak izango dira. Trenkadatan agertzen diren pitzadurak. Makinen funtzionamenduak ezartzen dituen mugak. (garabiak) - Pitzaturen mugaketa hormigoi armatuzko osagaietan. Pitzatuek armaduren korrosioa errazten dute. - Osagaien ezegonkortasun muga. Gilbordura. - Egituren mugimendu dinamikoen (dardaren) mugaketa. Jendearen mugimenduaren ondorioak. Makinen funtzionamenduaren ondorioak. Haizearen ondorioak. - Asentamendu diferentzial onargarriak. Egituren Teoriaren helburua: kanpoko akzioen eraginez egitura barnean agertzen diren indarrak eta euskarrietako erreakzioak ezagutzea, eta gero, hauekin agertzen diren tentsioak eta deformazioak mugen barruan badaude konprobatzea. Materialen erresistentziaren teoriak erabilita akzio, tentsio eta deformazioen arteko erlazioak ezarriko dira eta honela barne indar hauen ondorioz egituran sortzen diren deformazioak eta tentsio egoerak zehaztuta gero onargarriak badira konprobatuko da. Arau teknologikoak esango digute lortutako emaitzak onartu ahal badira ala ez. Emaitzak onartzeko orduan kontutan hartu beharko dira baita ere: - Erabili daitezken eraikuntza teknikak. - Kostu ekonomikoa.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/3
1.2. Egituraren betebeharrak.
Erabilgarritasuna. Lehenbailehen egiturek erabilgarriak izan behar dira. Askotan itxurari garratzi handiegia ematen zaio erabilgarritasuna alde batera utzita. Kanpoko agente atmosferiko naturalekiko isolamendu erraztu behar dute. haizea, euria, elurra, hotza, beroa,... Sendotasuna. Egitura ezin da jausi istripurik gertatzen ez baden. Kargak jasan behar dituzte tentsio maximoak gainditu gabe. - Bertikalak grabitateak eragindakoak gehien bat: Iraunkorrak eta aldakorrak. - Horizontalak: haizea, ura, lurra, lurrikarak, elurra. Deformazioak mugatuta egon behar dira. - Deformazioak ezin dira handiegiak izan. - Egiturak ezin du pitzaturik eduki. - Egituran agertzen diren dardarak ezin dira handiegiak izan. - Asentamenduak ezin dira handiak izan. Ekonomia. Gehienetan koste ekonomikoak muga bat izaten dira. Itxura.
Egituraren estétika ere kontutan hartu behar da.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/4
1.3. Egitura bat eraikitzeko urratsak.
Aurre Planteamendua: Fase honetan egitura mota aukeratzen da eta horretarako hurrengo faktoreak kontutan hartzen dira: - Eginkizuna. Zertarako erabiliko da egitura. - Ekoizpen-prozesua eta egituraren arteko integrazioa. - Egitura osatzen duten sistema eta zerbitzu desberdin arteko erlazioa: egitura, osasun-instalazioak, instalazio elektrikoak, berokuntza, igogailuak, aire egokitua - Ikuspuntu estetikoak, hirigintza-arauak (eraikinaren bolumenak, oinplano gainazala, materialak, altuerak), eraikuntza arazoak. - Ekonomia. (materialak, kostuak, obraren iraupena,...). - Aspektu sozialak eta ingurugirokoak. Diseinua. Geometria, materialak eta neurriak. Hauek aukeratzeko kontutan hartu beharko da egitura zertarako erabiliko den eta zenbat denbora iraungo duen. Denboraren mugak bere garrantzitsua dauka, egiturak denbora luzeagorako ere kalkula edo diseina daitezke baina aldaketa sozialak, produktiboak edo estetikoak erabilgarri bizi denborak luzeegiak ez dute aholkatzen. Atal hau amaituta gero planoak eta bete behar diren Baldintza Teknikoak zehaztuko dira. Egitura aztertzeko kalkulu-eskema definitu behar da eta horretarako
suposaketa, hipotesi eta sinplifikazio batzuk onartu behar dira: - Osagaien formak. Barra zuzenak. - Indar motak. Estatikoak, puntualak edo banatuak. - Osagaien arteko loturak. Zurrunak edo giltzadurak. - Euskarri motak. - Materialen portaera. Esparru elastikoa. - Deformazio txikiak. Indarren banaketa aldatu ez dadin.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/5
Diseinuaren urratsak: 1. Egituraren geometria, neurriak, forma eta mota zehaztu. 2. Espero diren akzioak zehaztu. Iraunkorrak, ustekabekoak edo erabilpenarenak, talkak, haizea, asentamenduak, lurrikarak, eraikuntzan agertu daitezken akzioak. 3. Materiala aukeratu. 4. Aurre dimentsionamendua. Egitura gehienak hiperestatikoak izaten dira, horrek ezan nahi du deformazio baldintzak erabili beharko direla barneko indarrak kalkulatzeko. Honetarako barren zurruntasunak ezagunak izan behar dira. Eta ebakiduren ezaugarri geometrikoak aurretik asmatu beharko dira. Kalkuluekin lortu diren neurri hauek konprobatuko dira tentsio eta deformazio maximoen arabera. 4.a. Azterketa edo erabateko indarren kalkulua (axialak, ebakitzaileak, momentu makurtzaileak eta momentu bihurtzaileak) sekzio desberdinetan.
4.b. Tentsioak eta deformazioak. 5. Behin-betiko dimentsionamendua. Honetarako kontutan hartu behar direnak: 5.a. Deformazio eta tentsio onargarriak direla. 5.b. Araudi teknikoen baldintzak. 5.c. Bezeroaren beharrak. 5.d. Erabilitako materialak (hauskorrak, harikorrak, soldagarriak) eta tentsioak jasateko ahalmena. 5.e. Bizi erabilgarri denbora. 5.f. Materialen nekea.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/6
6. Eraikuntza-xehetasunen diseinua. Planoak, Korapiloak, bermepuntuak, hormigoiaren armadurak,etab…). 7. Baldintza Teknikoak zehaztu. Materialen ezaugarriak, material hauek erabiltzeko erarik onena, kalitate kontrolak. Geometria eta neurriak Lotura motak Akzioak Materiala
Kalkulu-eskema
Aurre dimentsionamendua
Barne indarrak Azalerak edo inertziak aldatu Tentsioak eta Deformazioak
Arauak edo Eskakizunak
Planoak Baldintza Teknikoak
Eraikuntza Eraikuntza. Planotan agertzen diren xehetasun eta neurri geometriko
guztien arabera eta Baldintza Teknikoetan zehazten diren ezaugarri guztiekin egitura eraiki daiteke. Kalkuluetan hartutako hipotesiak gero eraikuntzan erabat betetzea oso garrantzitsua izango da. Horretarako planoak ondo definituta egon beharko dira.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/7
1.4. Egituren segurtasuna.
Egitura osatzen duten osagai guztien benetako erresistentzia, ezarritako indarrek eragiten duten eskaera baino handiagoa beti izan beharko da. Erresistentzi eskaera eta erresistentzi maximoaren arteko aldea zenbatekoa izan ahal den erabakitzea da zailena. - Tentsioen aldetik: Materialaren tentsio onargarria. - Deformazioen aldetik: Erabilpena. Erresistentzia eta eskaera arteko erlazioa segurtasun koefizientea da. Segurtasun koefizientek aukeratzerakoan kontutan hartu behar diren faktoreak: - Materialen ezaugarriak lortzerakoan aurkitutako desberdintasunak edo desbideratzeak. - Erabilitako kargaren ziurgabetasuna bai euren balioetan eta bai jartzeko eratan, orain eta etorkizunean. - Barne indarren kalkuluaren ziurgabetasuna egituraren puntu desberdinetan. - Materialen ezaugarrien aldaketa denborarekin zahartzerakoan. - Egituraren erantzukizuna eta bere akatsak sortuko lituzketen gaitzen larritasuna. - Egituraren eraikuntzan edukitako ardura (kontrol txikia, normala edo sakona) Hau dela eta materialen ezaugarriak eta indarren balioak metodo estatistikoekin lortzen dira. Segurtasun koefizienteak ikuspuntu bitatik aplikatzen dira. - Materialen ezaugarriak txikiagotzen dira. - Indarren moduluak handiagotzen dira. Segurtasun koefizienteak desberdinak dira: - Materialaren arabera. - Indar motaren arabera. - Indarren konbinazioen arabera.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/8
Kanpoko indarrak jartzerakoan egitura guztiak erantzun bat daukate. Erantzun hori onargarria izan behar da muga-egoera batzuen barnean. Muga-egoera hauek araututa daude eta bi motakoak izan daitezke: Azken muga-egoerak eta zerbitzu muga-egoerak. Azken muga-egoerak. a) Oreka edo egonkortasun estatikoa. Mota honetan iraulketak, irristaketak, … sartzen dira. b) Sekzio baten apurketa edo deformazio plastiko handiegiagatik. c) Gilbordura. d) Nekea errepikapen-indarrengatik. Zerbitzu muga-egoerak. e) Gehiegizko deformazioarenak. f) Pitzadurarenak. g) Gehiegizko dardararena.
Muga-egoerak eraikin mota eta erabilpenaren arabera ezartzen dira. Muga-egoera hauen barruan egitura mantentzeko segurtasun maila egoki bat eskaintzea izan behar da egiturazko azterketaren helburua.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/9
1.5. Egituretako materialak.
Erabilitako materialak egituraren formetan eragin handia daukate. Material bakoitzak bere ezaugarriak ditu eta hauek egituraren forma eta eraikuntzan erabilitako teknikak mugatzen dute. - Zura. Ondo jasaten du trakzioa, konpresioak eta makurdura. Zuntzekin osatutako material bat da. Kostu ekonomiko altua, erresistentzi txikia, eta lehortasun hezetasun zikloak gaizki jasaten duela dira zuraren desabantailak. Estetikoa. - Harria. Konpresioa ondo jasaten du baina ez trakzioa. Naturan ugari aurkitzen den materiala da. Ekonomikoki garestia. Denborarekin zahartu egiten da eta gaur egun osagai estetikoa da. - Produktu zeramikoak. Adreiluak. Hauskorrak dira eta ez dute jasaten talkak. Konpresioa ondo jasaten dute. - Zementua. Urekin gogortu egiten den materiala da eta gero konpresioko indarrak ondo jasaten du. - Hormigoi masa. Konpresio ondo jasaten du. - Altzairua. Trakzioak ondo jasaten ditu. Asko erabiltzen den materiala. Erresistentzi balio altuak ditu bai trakzioan, konpresioan eta indar ebakitzaile pean. - Hormigoi armatua. Hormigoiak konpresioa jasaten du eta armadurak trakzioa. - Hormigoi aurreatezatua. - Aluminioa. Pisu txikia, erresistentzi handia eta korrosioaren aurkako babesa eskaintzen du. Garestia da. - Plastikoak. Korrosio gutxi. Termoplastikoak edo termoegonkorrak. - Konpositeak. Hormigoi armatuaren portaera antzekoa daukate.
EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/10
1.6. Egituren sailkapena.
Barrekin osatutako egiturak. Osagaiak dimentsio bat beste biak baino askoz handiagoa daukate. Osagai arteko loturak korapiloak izango dira. 1. Habeak. Osagai linealak eta horizontalak dira. Indar ebakitzaileak eta momentu makurtzaileak jasaten dituzte. 2. Zutabeak. Osagai linealak eta bertikalak dira. Gehienbat konpresio indarrak jasaten dituzte. Gilbordura kontutan hartu behar da. 3. Saretak. Osagaiak euren artean muturretatik giltzadurekin lotuta daude eta kargak korapiloetan jartzen dira. Planoak edo espazialak izan daitezke. Osagaiek tentsio axialak bakarrik jasaten dituzte. 4. Portiko planoak eta espazialak. Barra arteko loturak zurrunak dira. Forma saredunak dute. Kargak eta deformazioak portikoaren plano bertikal berdinean agertzen dira. Osagaiek indar ebakitzaileak, axialak eta momentu makurtzaileak jasaten dituzte. Espazialetan indar axialak, ebakitzaileak norabide bitan, momentu makurtzaileak norabide bitan ere eta momentu bihurtzaileak agertzen dira. 5. Sare planoak. Habeak forma saredun batetan jarrita plano horizontalean. Kanpoko indarrak planoekiko elkarzut dira. Deformazio garrantzitsuenak planoekiko elkarzut dira. Indar ebakitzaileak, momentu makurtzaileak eta bihurtzaileak jasaten dituzte. 6. Arkuak. Osagai linealak forma kurbadunekin dira. Batez ere konpresioak jasaten dituzte. Indarrak eta deformazioak arkuaren planoan aurkitzen dira. EGITUREN TEORIA
EGITUREN EZAUGARRIAK
11/11
Osagai jarraituekin osatutako egiturak. 1. Mintz planoak. Material jarraitua plano bertikalean. Kargak osagaiaren planoan jartzen dira. Indar axialak eta ebakitzaileak jasaten dituzte. Habeentzat ikusitako makurdura teoria normalki ez du baliorik. 2. Plakak. Material jarraitua plano horizontalean. Indarrak planoekiko elkarzut kokatzen dira. 3. Solidoak. Hiru dimentsioko inguru jarraituak. Tentsio eta deformazio egoera orokorra. Elastikotasunaren Teoria erabilita aztertzen dira. 4. Oskolak (kaskarak) eta mintz espazialak. Lodiera txikiko inguru zuzen kurboak. Oskolak konpresioak jasaten dituzte eta mintzak trakzioak. Bermepuntuetan indar ebakitzaileak eta momentu makurtzaileak agertzen dira.
EGITUREN TEORIA
