Embed Size (px)
Citation preview
1
AK III Predavanje 03
PRIZEMNI OBJEKTI VELIKIH RASPONA
Dr Dragan Kostić, v.prof.
11/1
8/20
14
1
PRIZEMNI OBJEKTI VELIKIH
RASPONA 11
/18/
2014
2
Konstruktivni sistem objekata velikih raspona može biti:
1. Sistem nosača u ravni
• Punozidni
• Rešetkasti
2. Prostorni krovni sistem
• Punozidni
• Rešetkasti
2
Konstruktivni sklopovi kod sistema
hala sa velikim rasponima
• Poprečni sklop (glavni noseći sklop)
• Podužni sklop (uticaj horizontalnih sila vetra i seizmike)
• Sklop u ravni krova (uticaj horizontalnih sila vetra i seizmike)
11/1
8/20
14
3
Konstruktivni sklopovi kod sistema
hala sa velikim rasponima
• POPREČNI SKLOP (glavni noseći sklop)
• a=5-10m (raster-identično rastojanje u podužnom
smeru)
• Gredni, Okvirni, Konzolni, Lučni KS
11/1
8/20
14
4
3
Konstruktivni sklopovi kod sistema
hala sa velikim rasponima
• PODUŽNI (stabilizujući sklop)
• Stubovi ovog sklopa su stubovi poprečnih nosača
11/1
8/20
14
5
Podsklopovi krovnog sklopa • Sklop sekundarnih nosača (rožnjače)
• PODUŽNI KROVNI SKLOP – podužni spreg
• POPREČNI KROVNI SKLOP – poprečni spreg
11/1
8/20
14
6
4
Krovni podsklopovi Izbor i formiranje krovnih podsklopova zavise od:
• Namene objekta
• Nagiba krovnih ravni
• Vrste krovnog pokrivača
• Opterećenja kojima će krovna konstrukcija biti izložena
• Posebne funkcije krovnih elemenata (kranski nosači)
11/1
8/20
14
7
Krovni podsklopovi
Namena objekta:
• Javni (sportski, izložbeni, kulturni...)
• Industrijski (proizvodni, skladišni)
• Privredni (staje, magacini...)
11/1
8/20
14
8
5
11/1
8/20
14
9
KROVNI POKRIVAČI Ravni limovi
• pocinkovani, cinkani, aluminijumski, bakarni ili olovni). Izvode se sa vrlo blagim nagibom (>3°)
11/1
8/20
14
10
KROVNI POKRIVAČI Trapezasti limovi
• Osnovni materijal (čelik i Al) ,
• Rebra osiguravaju otpornost lima
6
11/1
8/20
14
11
KROVNI POKRIVAČI Trapezasti limovi
• Razmak oslonaca je veći ako su: - nabori gušći i talasi dublji, - - veća debljina lima (0,4 do 1,0mm), - veći nagib krova (<14°, 30° i >35°), - manje opterećenje krova (1kN/m2 (0,5) 3kN/m2), - tip oslonjanja kontinualna ploča sa 3 medjuoslonca i kreće se od 1,0m do 6,0m zavisno od gore
navedenih parametara.
11/1
8/20
14
12
KROVNI POKRIVAČI trapezasti limovi
• razvijeni za pokrivanje krovova i oblaganje fasada.
7
11/1
8/20
14
13
KROVNI POKRIVAČI trapezasti limovi
• Eliminisanje kapljanja kondenzovane vode, postiže se specijalnim slojem koji privremeno upija vlažnost iz vazduha, a oslobadja je isparavanjem.
11/1
8/20
14
14
KROVNI POKRIVAČI trapezasti limovi • Višeslojna zaštitna obloga limova štiti ih od
korozije(pocinkovanje, primarni sloj i završni sloj), a istovremeno im daje estetski lep spoljni izgled.
• Spoljašnji zaštitni slojevi su od poliestera ili plastisola
8
11/1
8/20
14
15
KROVNI POKRIVAČI Salonit
• Talasasti azbest cementni
materijal poznatiji kao
Salonit.
• potrebni su oslonci na
odredjenom razmaku (oko
1,0m). Minimalni nagib ovog
pokrivača je 7°.
• Ravne salonit ploče (Eternit)
postavljaju se na daščanu
podlogu.
11/1
8/20
14
16
KROVNI POKRIVAČI Sistemi pokrivanja falcovanim limovima
• falcovanje limova u fabrici ili uz pomoć mobilnog rol-formera direktno na mestu ugradnje
9
11/1
8/20
14
17
KROVNI POKRIVAČI Sistemi pokrivanja falcovanim limovima
• Falcovani krovni profilisani limovi za razmak sekundarnih nosača podkonstrukcije na rastojanju do 5m.
• Profili su od Al, čelika, bakra, cinka ili od prohroma. • Debljina lima je od 0,7mm do 1,2mm, dužine do 75m a širine 250mm,
305mm i 333mm. • Idealan je za sva neobična arhitektonska rešenja od strmog do ravnog sa
nagibom od 1,5%. • Za ravne krovove (1,5% - 4%) koriste se širi profili (400mm, 500mm i
600mm) koji nisu samonoseći i za njih je neophodna ravna podloga (drvena ili betonska). Moguća je ugradnja zaptivnih elemenata prilikom profilisanja.
Dejstva na konstrukciju 11
/18/
2014
18
• Sile koje deluju na konstrukciju izazivaju napone u njoj.
• Sile mogu biti neposredne tj. mehaničke, ili posredne usled sprečenih deformacija.
• Neposredna opterećenja su:
1. OSNOVNA 2. DOPUNSKA 3. NAROČITA
10
Osnovna opterećenja
11/1
8/20
14
19
• Nisu zavisna od vremena, deluju konstantno;
• Analiza opterećenja radi se za sve elemente konstrukcije, počev od njenog najvišljeg dela – krova.
• Gravitaciona opterećenja od sopstvene težine nosača i krovnog pokrivača sa svim slojevima konstrukcije “g”
• Korisna opterećenja “p” zavise od namene prostora
• Stalna vertikalna (gravitaciona) i korisna opterećenja definisana su u tablici
Sopstvena težina krovnog pokrivača • Laki krovni pokrivači (TR limovi sa izolacijom) g=0,60 kN/m2
• Teški krovni pokrivači (AB ploče d=12-15cm, g=1,30 kN/m2
• Sopstvena težina glavnog nosača zavisi od raspona L i prepostavlja se sa 0,01 kN/m2 za 1m raspona
• Težina sekundarne konstrukcije se sračunava na osnovu pretpostavljenih dimenzija
11/1
8/20
14
20
11
Osnovna i korisna opterećenja
11/1
8/20
14
21
Opterećenja od snega 11
/18/
2014
22
12
Opterećenje vetrom prema SRPS U.C7.110-113 SRPS definiše vetar: • u meteorološkom smislu - horizontalno ili približno horizontalno
vazdušno strujanje, • u smislu mehanike fluida - turbulentno vazdušno strujanje, • kao opterećenje - dinamičko opterećenje slučajnog karaktera
(stohastička poremećajna sila), koje se izražava kao kvazistatičko, a deluje u horizontalnim ravnima,
• u matematičkom smislu - stacionaran slučajan proces
11/1
8/20
14
23
Opterećenje vetrom 11
/18/
2014
24
13
Opterećenje vetrom prema SRPS U.C7.110-113 • Uticaji na opterećenje konstrukcija vetrom
11/1
8/20
14
25
GRUPA UTICAJA UTICAJ POJEDINAČNE VELIČINE
FIZIČKE OSOBINE VAZDUHA
Gustina v azduha
Kinematička v iskoznost
PRIRODA VETRA
Prav ac
Brzina v etra
Osnov na brzina
Turbulentnost v azduha
TEREN OKO OBJEKTA
Topograf ija terena
Hrapav ost terena
Konstante hrapav osti
Gradijentna v isina
OSOBINE KONSTRUKCIJE
Materijal konstrukcije Modul elastičnosti
Krutost konstrukcije
Koef icijent prigušenja oscilov anja
�ista f rekv encija oscilov anja
Oblik konstrukcije
Koef icijent sile (oblika)
Rejnoldsov broj
Strouhalov broj
Opterećenje vetrom prema SRPS U.C7.110-113
gde je:
• ρB gustina vazduha [kg/m3],
• vm,T,10 osnovna brzina vetra osrednjena (indeks m) u 1h-intervalu, koja može biti prekoračena jednom u T godina (indeks T dobijen je iz anemografskih zapisa pri visini instrumenta od 10m (indeks 10) iznad posmatranog terena) merena na izloženom mestu tokom najmanje 15 godina, na terenu koji odgovara klasi hrapavosti B. U Niškoj kotlini izmerena srednja brzina vetra iznosi 24,4 m/s.
• kt faktor vremenskog intervala osrednjavanja; za t=1h kt=1
• kT faktor povratnog perioda; za T=50god. kT=1
11/1
8/20
14
26
] kN [ A C G K S 10 ) k k v ( 2
1 = w z
2z
2z
3-Ttm,50,10
2 ⋅⋅⋅⋅⋅ρ
14
Opterećenje vetrom prema SRPS U.C7.110-113
• Sz faktor topografije terena; Sz=1 na ravnom terenu
• Kz faktor ekspozicije zavisan od hrapavosti terena. Klase hrapavosti su A-velike
vodene površine, B-otvoreni ravni tereni, C-šumoviti predeli, ind. zone, gradovi.
• Gz dinamički koeficijent koji je različit za (a) delove obloga (fasada), kad je reč o
lokalnom dejstvu vetra, i (b) konstrukciju u celini, kad govorimo o ukupnom dejstvu
vetra. Ukupno dejstvo vetra različito je za krute konstrukcije -one koje dejstvo vetra
ne može pobuditi na veće oscilacije, i vitke konstrukcije koje osim oscilovanja u
pravcu vetra mogu oscilovati i u upravnom pravcu zbog odvajanja vrtloga, ili čak i
torziono pa ih tako treba i ispitati i dimenzionisati odgovarajućim ekvivalentnim
opterećenjima. U ovom delu neophodno je izvršiti dinamičku analizu, tj. odrediti
frekvenciju slobodnih oscilacija u 1.-om tonu (SRPS U.C7.111).
• C koeficijent pritiska za različite oblike krovova (SRPS U.C7.112)
11/1
8/20
14
27
] kN [ A C G K S 10 ) k k v ( 2
1 = w z
2z
2z
3-Ttm,50,10
2 ⋅⋅⋅⋅⋅ρ
Opterećenje vetrom
• C [-] koeficijent oblika
11/1
8/20
14
28
Kad god je to moguće, dejstvo vetra na površinu krova odrediti ispitivanjem modela u aerodinamičkom ili hidrodinamičkom tunelu.
15
Seizmička opterećenja
• Seizmički proračun sprovodi se po:
1. Metodi spektralne analize
2. Metodi dinamičke analize
11/1
8/20
14
29
Metoda spektralne analize
• Seizmičke sile odredjuju se po obrascu:
11/1
8/20
14
30
16
Metoda spektralne analize
11/1
8/20
14
31 Spektralne krive koeficijenta dinamičnosti ßi
Opterećenje temperaturom
• Temperaturne promene na elementu
• Temperaturne razlike
11/1
8/20
14
32
17
Opterećenja od sleganja
11/1
8/20
14
33
Sistemi linijskih krovnih nosača 11
/18/
2014
34
• Gredni, • Okvirni, • Konzolni, • Lučni
18
Gredni krovni nosači
• Punozidni,
• Virandelovi
• rešetkasti
11/1
8/20
14
35
Sistemi linijskih krovnih nosača
• Statički sistemi poprečnih grednih nosača
• Statički sistem sekundarnih nosača
11/1
8/20
14
36
19
Sistemi linijskih krovnih nosača
Rešenja veze sekundarnih nosača sa primarnim nosačima:
c: u poprečnom preseku na glavni nosač,
a1 i b1: u poprečnom preseku na sekundarni nosač
11/1
8/20
14
37
Punozidni linijski krovni nosači
• Punozidne proste grede su ekonomičnije za L=15-20m
• Rešetkaste proste grede su ekonomičnije za L>25m
• Za L=20-25m podjednako su ekonomicne punozidne i resetkaste 11
/18/
2014
38
?
20
Punozidni linijskih krovni nosači
11/1
8/20
14
39
Rešetkasti linijskih krovni nosači Pravila za konstruisanje:
• Opterećenje treba da deluje u čvorovima;
• Veze štapova su zglobne;
• Dužina pritisnutih štapova treba da bude što manja;
• Štapovi treba da budu pravi između čvorova;
• Sistemne linije štapova treba da se seku u čvoru (centrisani štapovi)
• Uglovi štapova ispune ne treba da budu isuviše oštri (ne manji od 30°)
11/1
8/20
14
40
21
Rešetkasti linijskih krovni nosači
Čelične rešetke sa paralelnim pojasevima
a) I b) oslonci u čvorovima donjeg pojasa
c) I d) oslonci u čvorovima gornjeg pojasa
11/1
8/20
14
41
Rešetkasti linijskih krovni nosači
• Trougaone forme čeličnih rešetki 11/1
8/20
14
42
22
Rešetkasti linijskih krovni nosači
• Trapezne i poligonalne forme rešetki
11/1
8/20
14
43
Rešetkasti linijskih krovni nosači
• Poligonalne forme rešetki sa lanternom
11/1
8/20
14
44
23
Rešetkasti linijskih krovni nosači
• Štapovi rešetkastih nosača
11/1
8/20
14
45
Okvirni krovni nosači
Dispozicija elemenata i dijagrami momenata savijanja za gravitaciono opterećenje kod:
A. Proste grede,
B. Grede sa prepustom,
C. Okvira (h1<h
2<h
3)
11/1
8/20
14
46
24
Okvirni krovni nosači
Statičke šeme jednostavnih poprečnih okvirnih sklopova:
A. Uklješteni ram,
B. Zglobno oslonjen ram,
C. Poligonalni ram na 3 zgloba,
D. Uklješteni ram sa zglobom
11/1
8/20
14
47
Okvirni krovni nosači
Statički sistemi složenijih okvirnih nosača od čelika:
A. Dvobrodni,
B. Trobrodni,
C. Četvorobrodni
11/1
8/20
14
48
25
Okvirni krovni nosači
Šeme okvirnih sistema:
A. Okviri u ravni,
B. Okviri u prostoru-jednostavne kupolaste forme
11/1
8/20
14
49
Okvirni krovni nosači
Forme prizemnih ramova:
A. Jednostavne forme,
B. Složenije forme
11/1
8/20
14
50
26
Okvirni krovni nosači
A. Punozidne forme jednostavnih jednobrodnih čeličnih okvira,
B. I C. Ramovi sa vutama
11/1
8/20
14
51
Okvirni krovni nosači-trozglobni
A. OKVIRNI sistemi od punih čeličnih nosača B. OKVIRNI sistemi od rešetkastih čeličnih nosača
52
27
Okvirni krovni nosači-dvozglobni
A. Punozidni B. Kombinovani C. Rešetkasti 53
Okvirni krovni nosači-uklješteni
A. Punozidni B. Rešetkasti
54
28
Krute veze kod punozidnih okvira A. Bez ojačanja,
B. Prava ojačanja-vute,
C. Kružne i poligonalne vute
11/1
8/20
14
55
Krute veze kod punozidnih okvira
A. Višebrodni okviri,
B. B. Vitoperenje rebra usled nedovoljnog ukrućenja čvora
11/1
8/20
14
56
29
Kruta veza rešetkastih greda
A. Sa Rešetkastim stubom,
B. Sa Punozidnim stubom
11/1
8/20
14
57
Forme glavnih stubova kod okvira
od čelika sa rešetkastom gredom
A. Punozidni "I" stub sa kratkim elementom,
B. Punozidni dvostepeni stub,
C. Dvostepeni kombinovani stub-rešetkasti u donjem delu i punozidni u gornjem,
D. Dvostepeni srednji kombinovani stub
11/1
8/20
14
58
30
Okvirni krovni nosači
Dispozicija okvirnog sistema sa poprečnim ramovskim sklopovima:
B. Ram od čeličnih zavarenih profila sa vertikalnim spregovima,
C. Ram od čeličnih profila sa slemenom i serklažnom gredom i spregovima
11/1
8/20
14
59
Tipski OKVIRNI sistemi od punih čeličnih nosača
60
31
Tipski OKVIRNI sistemi od punih čeličnih nosača
11/1
8/20
14
61
Pitanja ?
62
