NOSEĆI SISTEMI I PODSISTEMI VIŠESPRATNIH ZGRADA · Kod višespratnih zgrada se uglavnom primenjuju sledeći sistemi noseće konstrukcije: zglavkasti, kombinovan zglavkasti i okvirni,

NOSEĆI SISTEMI I PODSISTEMI VIŠESPRATNIH ZGRADA

UVOD

►Izbor nosećeg sistema višespratnih zgrada u velikoj meri zavisi od sledećih faktora:

visine zgrade, zone seizmičnosti u kojoj se gradi, namene objekta, urabanističkog rešenja, nosivost tla, lokalnih jediničnih cena građevinskog materijala, zadatih rokova izgradnje, estetskih zahteva, neophodnosti primene tog sistema zbog

mogućnosti kondicioniranja cele zgrade ili njenih delova.

►Kod višespratnih zgrada se uglavnom primenjuju sledeći sistemi noseće konstrukcije:

zglavkasti,

kombinovan zglavkasti i okvirni,

mešoviti - čelični i armiranobetonski,

prostorni sa krutim fasadama,

prostorni ćelijasti sistem.

UVOD

►Višespratne zgrade sa nosećom konstrukcijom od čelika deluju u pogledu prijema i prenosa vertikalnih i horizontalnih sila kao jedinstven prostorni noseći sistem, koji se radi analize može raščlaniti na tri sledeća podsistema:

Horizontalna noseća konstrukcija - noseća konstrukcija

sprata koja neposredno prima vertikalna opterećenja i prenosi ih na stubove.

Vertikalna noseća konstrukcija - prenosi vertikalno koncentrisano opterećenje na temelje.

Elementi za obezbeđenje prostorne krutosti - obezbeđuju krutost zgrade i spuštaju do tla horizontalne sile koje dleuju na objekat: sile vetra, seizmičke sile, pritisak zemlje i dr.

UVOD

OBLICI OSNOVA I RASPORED STUBOVA

► Izdužene i uzane zgrade po pravilu imaju dva reda spoljašnjih stubova (sl. a) ili kod većih širina dva spoljašnja i jedan središnji red stubova sa pravougaonim rasterom stubova (sl. b).

► Na (sl. c) prikazana je jedna izdužena zgrada sa dva spoljašnja i dva središnja reda stubova pri čemu sredšnji redovi stubova formiraju unutrašnji kondor. Zgrade sa zbijenim osnovama zahevaju samo spoljašnje ili i unutrašnje stubove koji se nalaze u nekom rasteru.


► Kod osnove zgrade na (sl. d) stubovi osnovnog sistema postavljeni su u tačkama preseka mreže pri čemu se obrazuju kvadratna polja međuspratne konstrukcije bez čeličnih nosača. Ovakav raspored stubova zahteva raster l=6,0 do 7,2 m.

► Pri kvadratnom rasteru stubova moguće je takođe da podni nosači predaju svoje reakcije podvlakama kao što je prikazano na (sl. g). Kako u ovakvom slučaju podni nosači i podvlake imaju isti raspon to ovakva konstrukcija nije tipična za zgrade od čelika.


► Povećanjem raspona podnih nosača dobija se daleko fleksibilniji korisni prostor. Optimalna rešenja sastoje se u povećanju raspona manje opterećenih podnih nosača, a smanjenjem raspona više opterećenih podvlaka, čime se dobija pravougaona mreža (raster) stubova karakteristična za zgrade od čelika (sl. f).

► Rasponi podnih nosača obično iznose l=6,0; 7,2; 9,0; 12,0; 18,0 pa čak i 24,0 m na međusobnom razmaku od 1,5; 2,4; 3,0 m.


► Sistem na (sl. e) je još karakterističniji za čelične konstrukcije. Pri ovom sistemu stubovi su gusto postavljeni po obodu zgrade pa su podvlake u ravni fasade izbegnute. Poprečni preseci spoljašnjih stubova su manji jer primaju opterećenje samo od podnog nosača međuspratne konstrukcije.

► Kružna osnova prikazana na (sl. h) se postiže pomoću unutrašnjeg kružnog jezgra i radijalno postavljenih podnih nosača sa spoljašnjim stubovima


► Povezivanje izduženih osnova zgrada sa centralno postavljenim jezgrom daje, kao što je na (sl. i) zvezdasti oblik osnove. Kod ovakvog oblika osnove dobija se optimalno iskorišćenje prirodnog osvetljavanja kancelarija pri normalnim dubinama prostorija.

► Na (sl. j,k,l) prikazane su osnove stubova za veoma visoke zgrade cevastih sistema.

►Zgrade velikih površina osnove zahtevaju spoljašnje i unutrašnje stubove.

►Princip rasporeda stubova uključuje se u prethodno utvrđeni raspon.

► Kod ovakvih sistema mogu se primeniti: kvadratni, pravougaoni, trougaoni i dijagonalni raster.

Zgrada velike osnove


► Pretvaranje trougaonog ili dijagonalnog rastera stubova u kvadratne ili pravougaone sisteme nosača međuspratne konstrukcije, kod zgrada sa velikom površinom osnove, omogućava pojednostavljenje pri izradi i montaži konstrukcije.

Dijagonalni raster stubova


►Spoljašnji stubovi u većini slučajeva stoje na nekom rastojanju od fasadnog zida koji se ostavlja zbog ugrađivanja podvlaka. Iz tog razloga oni zauzimaju veću površinu sprata u zoni uz fasadu (sl. a). Taj gubitak slobodne površine najviše se oseća u malim prostorijama ako pregradni zidovi ne idu po osi stubova.

Položaj stubova prema fasadi


► Na (sl. b) prikazano je rešenje kod koga su stubovi skriveni u fasadnoj konstrukciji. Pri ovom rešenju stubovi mogu biti postavljeni ispred fasade ili uklopljeni u nju.

► U ovakvom slučaju fasadni zid može da se veže za svaki stub. Ovo pojednostavljuje konstrukciju fasadnog zida jer se fasada može vezati za stub po celoj visini i nema potrebe za dodatnim fasadnim stubovima.


VIŠESPRATNE ZGRADE

HORIZONTALNA NOSEĆA KONSTRUKCIJA

Funkcija i elementi međuspratne konstrukcije

► Horizontalnu noseću konstrukciju jedne višespratne zgrade čini međuspratna konstrukcija.

► Zbog svojih višestrukih funkcija one predstavljaju jedan od najvažnijih delova višespratnih zgrada u statičkom, ekonomskom i funkcionalnom smislu (udeo koštanja međuspratne konstrukcije u koštanju noseće konstrukcije je i do 50-70%).

► Rukovodeći principi pri izboru međuspratne konstrukcije su: ▪ Efikasno ispunjenje statičke funkcije sa što kraćim

putem prenosa vertikalnih i horizontalnih sila; ▪ Ekonomično ostvarenje propisanih tehničko-fizičkih

funkcija tj. toplotne, zvučne, hidro i protivpožarne zaštite; ▪ Optimizacija noseće konstrukcije kroz upotrebu malog

broja elemenata i spojeva konstrukcije, jednostavnih za izradu u radionici i za montažu na gradilištu;

▪ Efikasno provođenje instalacija kroz otvore na rebru pojedinih nosača ili ispod cele međuspratne konstrukcije.

►Međuspratna konstrukcija se sastoji iz više delova i slojeva. Razlikuju se tri funkcionalne zone:

▪ Noseći sistem sačinjavaju različiti tipovi podnih ploča, čelični podni nosači i podvlake;

▪ Pod sprata sačinjavaju slojevi za zvučnu, toplotnu, vatro i hidro izolaciju kao i završni sloj poda;

▪ Plafon sačinjava obloga podnih ploča i čeličnog nosača ili spušteni plafon.


Elementi međuspratne konstrukcije


Tabelarni prikaz funkcije pojedinih elemenata tipične međuspratne konstrukcije


Neka od mogućih rešenja zvučne izolacija međuspratne konstrukcije


Integrisani sistem instalacija i međuspratne konstrukcije


Orijentacione dimenzije otvora za različite vrste instalacija


►Da bi međuspratna konstrukcija obavila sve navedene funkcije, ona mora imati određenu visinu.

►Visina međuspratne konstrukcije funkcija je: ▪ raspona, opterećenja i dozvoljenog ugiba

čeličnog nosača, ▪ rasporeda čeličnih nosača u osnovi, ▪ debljina noseće ploče, ▪ prostora potrebnog za provod instalacija, ▪ debljine spuštenog plafona, ▪ debljine slojeva izolacije, ▪ debljine završnog sloja.


Tipovi međuspratnih konstrukcija

►Međuspratna konstrukcija bez čeličnih nosača je jednostavan konstruktivni sistem koji je formiran od punih masivnih ili olakšanih armirano betonskih podnih ploča i čeličnih stubova.

►Pri većim razmacima stubova podna ploča ima veliku debljinu i težinu pa se ovaj tip konstrukcije primenjuje za manje rastere stubova od 6,0 do 8,0 m.

►Radi smanjenja sopstvene težine ploče ona se izvodi sa otvorima ili se pak primenjuje sitnorebrasta ili kasetirana podna ploča. Ovakvom sistemu odgovara kvadratni raster stubova jer su onda opterećenja u oba ortogonalna pravca ista.

►Ovakva međuspratna konstrukcija ima debljinu od 20 do 40 cm.

Međuspratna konstrukcija bez čeličnih nosača

Postupak podizanja ploča kod međuspratne konstrukcije bez čeličnih nosača

►Ovakav sistem ploča bez čeličnih nosača najčešće je primenljiv za izvođenje metodom podizanja ploča, pri čemu se ploče betoniraju jedna na drugoj gde donja ploča služi kao oplata gornjoj. ►Čelični noseći stubovi neprekidni su kroz nekoliko spratova. Mehanizam za podizanje ploča vezan je za gornje krajeve stubova i podiže ploču za pločom u projektovani položaj, a zatim se vrši njihovo fiksiranje.


►Međuspratna konstrukcija sa podnim nosačima u jednom pravcu formira se od podužnih čeličnih nosača (podni nosači) vezanim direktno za stubove preko kojih se polaže podna ploča.

► Ovaj tip međuspratne konstrukcije se često primenjuje u

zgradarstvu jer je put sila pri tome veoma kratak, a konstrukcija veoma ekonomična. Osnovni raster stubova sastoji se od izduženih pravougaonika tako da su stubovi u jednom pravcu na velikom, a u drugom pravcu na malom razmaku.

► Raspon podužnih čeličnih nosača tj. rastojanje od stuba

do stuba iznosi 6,0 do 12,0 m, a raspon ploče tj. razmak stubova u drugom pravcu od 3,0 do 6,0 m.


Međuspratna konstrukcija sa podnim nosačima u jednom pravcu


►Visina međuspratne konstrukcije zavisi od raspona i opterećenja i iznosi obično od 35 do 70 cm.

►Instalacije se provlače pored rebara podnih nosača i kroz otvore na njima. Kada postoje stubovi i u unutrašnjosti zgrade oni se postavljaju na mestima pregradnih zidova.

►Međuspratna konstrukcija se čeličnim nosačima u dva pravca sastoji se od podne ploče, podnih nosača i podvlaka i primenjuje se za veće rastere stubova u oba pravca.

►Ovaj sistem je tipičan za čelične konstrukcije u visokogradnji.

►Opterećenje se sa podne ploče prenosi na podne nosače, sa njih na podvlake i dalje na stubova. Podvlake su neophodni noseći element koji prima rekacije podnih nosaža.

►Raspon podnih nosača uobičajeno je veći 1,5 do 2 puta od raspona podvlake s obzirom na različitu opterećenost ovih nosača.


Međuspratna konstrukcija sa čeličnim nosačima u dva pravca

►Ekonomična dužina podvlake je od 6,0 do 12,0 m, a podnih nosača od 7,0 do 20,0 m.

►Rastojanje podnih nosača zavisi od nosivosti podne ploče, a uobičajeno iznosi 2,4 do 3,0 m. Podni nosači mogu da leže preko podvlaka ili da se nalaze u istoj ravni.


►Modifikacijom se može dopunski racionalizovati ovakav sistem, ako se unutrašnji stubovi postave na mnogo većem rastojanju nego spoljašnji (fasadni) čime je omogućeno nesmetano korišćenje unutrašnjeg prostora.

►Opterećenje sa podne ploče predaje se unutrašnjim stubovima preko podvlaka, a spoljašnjim, direktnim oslanjanjem.


Mešoviti sistem za međuspratnu konstrukciju

►Međuspratna konstrukcija sa čeličnim nosačima u tri nivoa primenjuje se kod veoma velikih rastojanja stubova u jendom ili u oba pravca.

►Kod ovog sistema opterećenje se sa podne ploče preko podnih nosača prenosi na podvlake, a preko njih na glavne nosače (obično rešetkaste).

Međuspratna konstrukcija sa čeličnim nosačima u tri nivoa


►Poboljšano rešenje ovoga sistema je kada gornji pojas glavnog nosača leži u istom nivou sa podnim nosačima tj. gornji pojas glavnog nosača ujendo vrši i funkciju podnog nosača, pa je time gornji pojas glavnog nosača opterećen i na lokalno savijanje usled direktnog naleganja podne ploče.

►Podvlaka je upuštena ispod nivoa gornjeg pojasa glavnog nosača i vezana za čvorni lim.

Jedno moguće rešenje čeličnih nosača u tri nivoa


►Za izuzetno velike raspone u oba pravca i veliko opterećenje upotrebljavaju se rešetkasti glavni nosači i rešetkaste podvlake koje leže u istoj ravni. Preko podvlaka su postavljeni podni nosači.

Sistem sa rešetkastim glavnim nosačima i podvlakama


Raspored čeličnih nosača međuspratnih konstrukcija za neuobičajene oblike osnova


Documents

NOSEĆI SISTEMI I PODSISTEMI VIŠESPRATNIH ZGRADA · Kod višespratnih zgrada se uglavnom primenjuju sledeći sistemi noseće konstrukcije: zglavkasti, kombinovan zglavkasti i okvirni,