1 Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona M. Zamolo Institut IGH Email: [email protected]Xella Porobeton HR, d.o.o., Zagreb Stručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona Mihaela Zamolo Zidane zgrade Zašto odabrati zidane zgrade? Gradnja ekonomična i ekološka, Sustavi, ne samo proizvodi, Visoka kvaliteta proizvodnje, Brojne prednosti u odnosu na ostale tipove zgrada Zašto NE? Katnost upitna - prema dosadašnjem shvaćanju Što poduzeti? Proširiti znanja, Upotreba računalnih programa
34
Embed
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona posmika: G = 0,4 E Xella Porobeton HR, d.o.o., Zagreb Stručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic Analiza ponašanja zidanih zgrada
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Zidane zgrade
Zašto odabrati zidane zgrade?Gradnja ekonomična i ekološka, Sustavi, ne samo proizvodi,Visoka kvaliteta proizvodnje, Brojne prednosti u odnosu na ostale tipove zgrada
Zašto NE?Katnost upitna - prema dosadašnjem shvaćanju
Što poduzeti?Proširiti znanja,Upotreba računalnih programa
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Zidane zgrade od PORASTOGA BETONA – Prednosti
Cjeloviti sustavi:Elementi za nosive i pregr. zidove,Elementi posebnih formata, nadvojiPolumontažni stropni sustavi
Odlična termoizolacijska svojstvaSposobnost akumulacije toplineNije potrebno postavljanje termoizolacije
Odlična požarna svojstvaNegorivi materijali razreda A1Velika požarna otpornost (120 min)
OSNOVNE KARAKTERISTIKE :ekološka gradnja - materijaliodlična toplinska svojstvaodlična potresna svojstvadobra otpornost na požardobra zvučna svojstvadobra otpornost na vlagu i mrazriješena stropna konstrukcijaekonomična gradnja laka i jednostvna obradakvalitetno stanovanje
Proizvodi usklađeni sa Tehničkim propisom za zidane konstrukcije (NN 1/07) (primjena 1. ožujka 2008.)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Zgrade od porastoga betona
Porasti beton YTONG
ZE čvrstoće 2 i 4 N/mm2
Mort TM10
BZ1Mehanička otpornost i stabilnost
BZ2 Sigurnost u slučaju požara
BZ3 Higijena zdravlje i zaštita okoliša
BZ4 Sigurnost u korištenju
BZ5 Zaštita od buke
BZ6 Ušteda energije i toplinska zaštita
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 5
BZ1 – mehanička otpornost i stabilnost
ZAKONSKE ODREDBE
TP za zidane konstrukcije (NN 1/07)Eurokodovi: EN 1991, EN 1996, EN 1997 i EN 1998, (EN1992) ZE - norme niza EN 771 Mort za ziđe - EN 998-2
Omeđeno ziđe od porastog betona
Pretpostavka: Građevni proizvodi ispunjavaju zahtjeve EN Projektiranje prema tehničkim propisima i normama
Nosivi zidovi - zadovoljavaju konstrukcijske zahtjeveStropne konstrukcije - primjerene su materijalima ziđa: predgotovljeni strop od čeličnih nosača s ispunskim elementima od porastog betona bez tlačne ploče
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 6
BZ1 – mehanička otpornost i stabilnost
ZAKONSKE ODREDBE
TP za zidane konstrukcije (NN 1/07)Eurokodovi: EN 1991, EN 1996, EN 1997 i EN 1998, (EN1992) ZE - norme niza EN 771 Mort za ziđe - EN 998-2
Analizirajući BZ1 zaključeno:
pri odabiru vrsta ZE odluka:1) razlozi vezani za BZ1ILI1) razlozi koje BZ1 ne obuhvaća:
arhitektonsko rješenje, tradicija gradnje pojedinim proizvodom, subjektivna stajališta investitora/ kupca, problemi vezani za ugradnju instalacija, rokovi isporuke proizvoda, brzina gradnje i useljenja, uvjeti nabave (kredit!), cijena cijelog investicijskog projekta
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 7
BZ2 – sigurnost u slučaju požara
ZAKONSKE ODREDBE
TP za zidane konstrukcije (NN 1/07)Zakon o zaštiti od požara (NN 92/10)Norme niza EN 771Požar -EN 13501-1 i DIN 4102-1
porasti beton YTONG:
negorivi materijali razreda A1 prema EN 13501-1 i DIN 4102-1u slučaju požara-neće pridonijeti gorenju i širenju požara u unutrašnjosti zgrade, niti po vanjskom fasadnom dijelu(vrijedi ako je porasti beton završna obloga ili je završna obloga negoriva)
Ako je bitna požarna otpornost zidova – u debljini od 30 cm imaju požarnu otpornost veću od 120 minuta (podatak za nenosivi zid povezan je s rješenjem završnoga sloja)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 8
BZ5 - Zaštita od buke BZ6 - Ušteda energije i toplinska zaštita
BZ5 ZAŠTITA OD BUKE
ZAKONSKE ODREDBEZakon o zaštiti od buke (NN 30/09)
Projektiranje - s obzirom na zonu (stambenu, stambeno-poslovnu, poslovnu i sl.) u kojoj su građevine smještene prema pripadajućem prostornom planu
BZ6 - UŠTEDA ENERGIJE I TOPLINSKA ZAŠTITA
ZAKONSKE ODREDBETehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN 110/2008, 89/2009).Projektiranje - ulazni podaci su proizvođačeve deklarirane vrijednosti toplinskih provodljivosti za navedene materijaleDokazuje se i ispunjenje zahtjeva o godišnjoj potrebnoj toplini za grijanje
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Zgrade od porastoga betona
BZ1 Mehanička otpornost i stabilnost
Program FEDRAOdredbe propisa i norma
Analiza otpornosti na potresna djelovanjaAnaliza otpornosti na vertikalna djelovanja
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 10
Program FEDRA
Komercijalni kompjuterski program za zidane konstrukcijeUključuje zahtjeve EC i hEN
Osnove proračuna - EC: Kombinacije djelovanja, parcijalni koeficijenti: EN 1990-1-1Djelovanja: EN 1991-1-1Načela i pravila projektiranja: EN 1996-1-1 i EN 1998-1Materijali – svojstva i oblici: EN, hEN, ETA, HTDParcijalni koeficijenti za materijale: EN 1996-1-1 i EN 1998-1Pror. vrijednosti svojstva materijala = karakter. vrijednost /γM
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Program FEDRAParcijalni koeficijenti (NA) - EN 1996-1-1
γM Razred 1
Materijal
1 2 3 4 5
A B C
Ziđe načinjeno od: Zidnih elemenata kategorije I., projektirani morta Zidnih elemenata kategorije I., propisani mortb Zidnih elemenata kategorije II., svaki morta, b, e
1,5 1,7 2,0
1,7 2,0 2,2
2,0 2,2 2,5
2,2 2,5 2,7
2,5 2,7 3,0
D Sidrenje čelika za armiranje 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 E Čelik za armiranje i čelik za prednapinjanje 1,15 F Pomoćni dijelovic,d 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 G Nadvoji prema normi EN 845-2 1,5 do 2,5
a Zahtjevi za projektirane mortove dani su u normama EN 998-2 i EN 1996-2. b Zahtjevi za propisane mortove dani su u normama EN 998-2 i EN 1996-2. c Objavljene vrijednosti su srednje vrijednosti. d Pretpostavlja se da su slojevi nepropusni za vlagu pokriveni koeficijentom γM za ziđe. e Kada koeficijent varijacije kategorije II zidnih elemenata nije veći od 25 %.
Granično stanje nosivosti
Granično stanje uporabljivostiγM = 1,0 (za sva svojstva, ako treba – nije potrebna uvijek ta provjera )
Obične (stalna + promjenjiva) i izvanredne situacijeParcijalni koeficijenti – NAZahtjevi za ZE – niz EN 771Zahtjevi za mort – EN 998-2
EN 1998-1γME = 2/3 γM
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela ZamoloMihaela Zamolo 12
Program FEDRA Karakteristike ziđa - EN 1996-1-1
Karakteristična tlačna čvrstoća fk
fk = k fb α fmß
fk = k fb 0,85
fb – normalizirana tlačna čvrstoća ZE fm – tlačna čvrstoća morta
K, α, β – različite vrijednosti
Karakteristična posmična čvrstoća fvk
fvk = fvko + 0,4 σd
fvk ≤ 0,065 fb
fvk ≤ fvlt
fvko– k.p.č. pri nultom naprezanju σd – proračunsko tlačno naprezanje - okomito na posmik - utemeljeno na prosječnom vertikalnom naprezanju na tlačnoj duljini zida koja osigurava posmičnu otpornostfvlt - granična vrijednost fvk
• Mehaničke karakteristike – ovise o svojstvima zidnih elemenata i morta
Deformacijska svojstva ziđaModul elastičnosti: E = KE fk, KE = 1000; Elong termk=E/(1 + Φ∞ ), Φ∞ - konačni koef.puzanjaModul posmika: G = 0,4 E
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 13
Program FEDRASvojstva ziđa - EN 1996-1-1
• Karakteristična tlačna čvrstoća fkMort Zidni
elementifk fb , fm
opće namjene i lagani
svi fk = k fb 0,7 fm0,3 fb ≤ 75 N/mm2
fm ≤ 20 N/mm2
tankoslojni opečni sk.1 i 4porasti beton
fk = k fb 0,85 fb ≤ 50 N/mm2
fm ≤ 10 N/mm2
tankoslojni opečni sk. 2 i 3
fk = k fb0,7
Zidni elementi Tankoslojni Lagani mort obujamske mase Mort opće
namjene mort (horiz.
sljubnica ≥ 0,5 mm i ≤ 3 mm)
600 ≤ ρd
≤ 800 kg/m3
800 < ρd
≤ 1300 kg/m3
Skupina 1 0,55 0,75 0,30 0,40 Skupina 2 0,45 0,70 0,25 0,30
Opečni Skupina 3 0,35 0,50 0,20 0,25 Skupina 4 0,35 0,35 0,20 0,25
Vapnenosilikatni Skupina 1 0,55 0,80 ‡ ‡ Skupina 2 0,45 0,65 ‡ ‡ Skupina 1 0,55 0,80 0,45 0,45
Betonski Skupina 2 0,45 0,65 0,45 0,45 Skupina 3 0,40 0,50 ‡ ‡ Skupina 4 0,35 ‡ ‡ ‡
Porasti beton Skupina 1 0,55 0,80 0,45 0,45 Umjetni kamen Skupina 1 0,45 0,75 ‡ ‡
Obrađeni prirodni kamen Skupina 1 0,45 ‡ ‡ ‡ ‡ Kombinacija morta i zidnih elemenata koja se obilno ne rabi pa vrijednosti nisu dane.
•Vrijednosti K za razne ZE i mortove: opće namjene, tankoslojne i lagane
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 14
Program FEDRAMaterijali EN 1996-1-1 - EN 1996-1-1
Tipovi ZE/ norma KategorijaZE Skupine/ % šupljina
Opečni EN 771-1
I ili II 1, 2, 3 or 4
Vapneno silikatniEN 771-2
1,2
BetonskiEN 771-3
1, 2, 3 or 4
Porasti betonEN 771-4
1
KameniEN 771-5 i 771-6
1
Svojstva ZE npr. opečnihminfb =10 N/mm2 (NA) ⇒ ∆ = 1,14 ⇒NORMALIZIRANA fb = 11,4 N/mm2
Tipovi Vrste Priprema
Opće namjene
Projektirani tvornicaili gradilište
EN 998-2 ili EN 1996-2
Tankoslojni tvornica EN 998-2
Lagani
Opće namjene
Propisani (zadani)
Svojstva morta - fm - EN 1015-11- fvk0 - EN 1052-3minfm = 4,0 & 2,0 N/mm2 - fm =5,0 N/mm2 (NA)
Zidni elementi Mort
EN 206-1 – tlačna čvrstoća – fck – min C12/15max agregat ≤ 20 mm (10 mm)fck / fcvk – karakteristična tlačna/posmična čvrtoćanpr C25/30 – 25 N/mm2 i 0,45 N/mm2
Ispunski beton
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 15
Program FEDRA Određivanje nosivosti
Granično stanje nosivosti - EC6 & EC8
vertikalna i horizontalna otpornostna tlak, savijanje i posmikcijela konstrukcija i pojedini elementi (t. 6, EN 1996-1-1)stalna i promjenjiva proračunska situacija – kriteriji EN 1996-1-1izvanredna proračunska situacija – kriteriji EN 1998-1
ocjenjivanje otkazivanja (sloma) (t. 9.2 EN 1998-1) principi i pravila projektirnanja (t. 9.5 EN 1998-1)projektiranje “jednostavnih zgrada” (t.9.7.2 EN 1998-1)parcijalni koeficijenti:
γmE = 2/3 γm ALI γmE ≥ 1,5, γm = 2,0 ili 3,0, γa = 1,0 (NA, EN 1996-1-1)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 16
Program FEDRAGranična stanja nosivosti – EC6 & EC8
VERTIKALNA OTPORNOST - EN 1996-1-1NEd ≤ NRd (kN/m) (t. 4.4.1)
Proračunska otpornostNRd=Φi,m t fk/γm (t.4.4.4.3, 6.1.2.2)
Proračunsko horizontalno djelovanjeVSd = 1,0 G + 0,3 Q+ 1,0 Eiz FEM – proračun za max naprezanje
(različito od osnovne situacije)
Temeljena na prosječnim vertikalnim naprezanjima iznad tlačno opterećenog dijela zida za koji se određujeposmična otpornost , početnom fvko i γ m
Proračun pretpostavljalinearnu raspodjelu tlačnih naprezanja, uzima u obzir sve otvore, niše i kanale provjera – na vertikalno opter.i vertikalne učinke opter. od posmičnog opterećenja
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 1818
Program FEDRAOdređivanje otpornosti
1) Vertikalna otpornost NSd< NRd (kN/m)
NRd – proračunska otpornost, EC6, 4.4.1NSd – proračunsko vertikalno djelovanjestalna i promjenjiva prorač. situacija
Proračunska otpornostNRd=Φi,m t fk/γM (kN/m)Φi,m– faktor smanjenja nosivosti za vitkost (EC6, 4.4.4.3, 6.1.2.2) i ekscentričnost
Vertikalno računsko djelovanje NSd = 1,35 NG + 1,50 NQiz FEM
Proračunsko horizontalno djelovanjeVSd = 1,0 G + 0,3 Q+ 1,0 Eiz FEM – proračun za max naprezanje (različito od osnovne situacije) Linearna raspodjela tlačnog naprezanja – uzeti u obzir otvori, udubljenja, istaci
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 19
Program FEDRAGranična stanja uporabljivosti i trajnost – EC6 & EC8
Granično stanje uporabljivostiγm = 1,0 – za sve karakteristike (ne treba uvijek ocjena)kriteriji vitkostikoncentracija lokalnog naprezanja
Trajnostsuhi i vlažni okolišzaštitni sloj – 20 mm ploče, 50 mm zidovi
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 20
Program FEDRA Dimenzioniranje – EC6, EC2, EC5
Dimenzioniranjeziđe – EC6stropne konstrukcije, temelji i drugi betonski elementi - EC2, drvene krovne konstrukcije – EC5 – nije korišteno
Svojstva materijalaZE – niz norma EN 771 mort - EN 998-2
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela ZamoloMihaela Zamolo 21
Program FEDRAEC6 & EC8 načela i pravila - pravila za projektiranje i izvedbu
POTRESNO OTPORNA KONSTRUKCIJA
odgovarajući materijali i geometrija
proračun – nije garancija dobrom ponašanju
Načela i pravila projektiranja i gradnju - EC8zidovi povezani u 2 ortog. hor. smjera i u vertikalnom smjeru + stropovi spojevi stropova i zidova - osigurani čeličnim sponama ili ab hor.serklažimasve vrste stropova - uvjet zahtjevi kontinuiteta i djelovanje dijafragmenosivi zidovi – u najmanje 2 ortog. smjera - određeni geom.zahtjevi
proračunska debljina tef≥ tef,min
omjer hef/tef ≤ (hef/tef)max
omjer l/h (visina otvora uz zid) ≥ (l/h)min
Tablica 9.2 – Preporučeni geometrijski zahtjevi za nosive zidove
Tip ziđa tef,min (mm) (hef/tef)max (l/h)min Nearmirano sa zidnim elementima od prirodnog kamena
350 9 0,5
Nearmirano sa svim drugim tipovima zidnih elemenata
240 12 0,4
Nearmirano sa svim drugim tipovima zidnih elemenata za malu seizmičnost
170 15 0,35
Omeđeno ziđe 240 15 0,3 Armirano ziđe 240 15 nema ograničenja Upotrijebljeni simboli imaju sljedeće značenje: tef debljina zida (vidi normu EN 1996-1-1:2004) hef proračunska visina zida (vidi normu EN 1996-1-1:2004) h veća svijetla visina otvora uz zid l duljina zida
Tlocrt EC8 (9.7.2, EN 1998-1)Stropne konstrukcije – (EN 1992-1, 1998-1) Zidovi - EC8 (EN 1996-1-1) (tablica 9.2, EN 1998-1)ZE – dovoljno robusni - (EN 1996-1-1, EN 1998-1)Mort - (EN 1996-1-1, EN 1998-1)Jednostavne zgrade - (t. 9.2 i 9.5 i 9.7.2 EN 1998-1)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 22
Program FEDRANačela i pravila za materijale - EC8
Zidni elementiDovoljno robusni – radi sprečavanja lokalnog krhkog sloma
Osim EN 1996 i pravila prema EN 1998-1 - Materijali
Tipovi gradnje i faktori ponašanjaTipovi gradnje Faktor ponašanja q
EN 1998-1 NA1)
Nearmirano ziđe – samo EN 1996 (preporuka: mala seizmičnost) 1,5Nearmirano ziđe – EN 1996 i EN 1998-1 1,5 – 2,5 2,0Omeđeno ziđe 2,0 – 3,0 2,5Armirano ziđe 2,5 - 3,0 2,51) Ivrijednosti iz NA
Nepravilne zgrade po visini - smanjenje q za 20 % , q ≥ 1,5q – ovisi o tipu konstrukciej (tablica 9.1, EN 1998-1) q ≥ 1,5q – određen Nacionalnim dodatkom (NA)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 23
Program FEDRASeizmičnost područja
Raspoloživa seizmička karta – (ENV)Seizmički intenzitet (MSK-64)Veza s akceleracijom preko NA ENV 1998-1
Povratni period - 500 godinaEC8 - 475 godina
Projektni vijek građevine - 100 godinaZgrade – 50 godina
Seizmološka karta RH (intenziteta) i zapisa potresa zadnjih 2373 godina (magnitude)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 24
Program FEDRAProvjera sigurnosti - EC8
Na rušenje EN 1998-1Proračunska otpornost Bez proračuna seizmičke otpornosti -„jednostavne zidane zgrade“
Granično stanje nosivosti (za potresno djelovanje)γme = 2/3 γm iz NA EN 1996-1-1 ALIγme ≥ 1,5 , γs = 1,0
Razred važnosti I ili IISukladne zahtjevima 9.2 (materijali)9.5 (pravila projektiranja) i 9.7.2 (pravila jednostavne zgrade)
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 25
Program FEDRA
Ulazni podaci 1Djelovanja:
Stalna i prolazna, izvanrednaVertikalna: vlastita težina, uporabno, snijegHorizontalna: vjetar, potres
Parcijalni koeficijenti za djelovanja: 1,35 1,5 1,0Parcijalni koeficijenti za materijale
Kategorija izvedbe ZE - I ili IIkat. A - ZE I + projektirani mortkat. B - ZE I + mort zadanog sastavakat. C - ZE II + bilo koji mort
Razred izvedbe ziđa - 1,2,3,4,5
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 26
Program FEDRA
Ulazni podaci 2PotresUbrzanje tla ag 0,1 0,2 0,3Faktor tla S: A, B, CPrigušenje tla η
Faktor ponašanja q (nearmirano, omeđeno, armirano)uzeta vrijednost 2,5
Spektar po EN 1998-1
Ulazni podaci 3 Razred važnosti zgrade A B C D EGranična nosivost temeljnog tla
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 27
Program FEDRA
Ulazni podaci 4Vrste ZE: 1 vrsta; od porastog betonaVrste morta: TM10 tankoslojni mortDefiniranje obujamske mase ziđaDefiniranje ziđa preko kombinacije ZE i morta
Uvjet otpornosti: NRd=Φi,m t fk/γM (kN/m)Φi,m– faktor smanjenja nosivosti ... za vitkost i ekscentričnost
Kombinacija 1,35 G + 1,5 Q
2) PROVJERA posmične otpornosti VSd < VRd (kN)
VSd - (EC6, t. 4.5.3) VSd - djelujuća posmična sila –proračunana za najveće dobiveno naprezanje - (različito za redovnu i izvanrednu situaciju)
Uvjet otpornosti: VRd = fvk t Lc /γme (kN)
Kombinacija 1,0 G + 0,3 Q+ 1,0 E
PROVJERA lokalnog naprezanjana mjestu nalijeganja nadvoja - uvjet: fk/ γM
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 32
Program FEDRA – Pretpostavke proračuna
Pretpostavke:kruti stropovi: “bijeli strop”obrnuti trokut po visini približno uzimanje u obzir torzije središte krutosti - središte masaraspodjela potresne sile po visini – sila na katuraspodjela potresne sile jednog kata na pojedine nosive zidove
Fi = Fb (zi mi /∑zj mj) EC8 t.4.11; Fb = Sd(T1) m λ EC8 t.4.05
Ukupna poprečna sila na jednom zidu uslijed ekscentričnog djelovanja vanjskih horizontalnih sila iznosi:Qxi = Fx (Iyi/ ∑ Iyi) - MT(Iyi . yi/ ∑ (Iyi . yi
Proračunska ukupna potresna sila u podnožju VSd = 1,00 VG + 0,30 VQ + 1,00 VE
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 38
Program FEDRA - Rezultati proračuna
1) BSC - Usporedba potresnih sila za zgrade razne katnosti
2) ZALIHE SIGURNOSTI (safety margin) VRd/VSd – u odnosu na katnost i ubrzanje
3) Sličnosti i razlike između rezultata opeke i porastog betona
4) Preraspodjela potresnog djelovanja između zidova – zašto NE
5) Učinak torzije u odnosu na katnost, ubrzanje i tipove ziđa
6) Dobiveni rezultati – odnos prema preporukama EN 1998-1
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 39
Program FEDRA - Rezultati proračuna
1) BSC - Usporedba potresnih sila za zgrade s 3 - 4 - 5 katova
BSC-PB_ziđe - povećanje u koracima: 1,0 – 1,36 – 1,72Odnos BSC-O_ziđe i BSC-PB_ziđe: 1,89 : 1,00Odnos masa O_ziđe i PB_ziđe: 1,89 : 1,00 Odnos masa stropova: O : PB: 3,00 : 1,00 (nerealno – razlog FEDRA) – pridonosi ocjeni otpornosti ziđa
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 40
Program FEDRA - Rezultati proračuna
2) ZALIHE SIGURNOSTI VRd/VSd - u odnosu na katnost i ubrzanjesmanjenje s povećanjem katnosti i povećanjem ubrzanja smjer y značajno manja sigurnost (oslanjanje stropne konstrukcije)Utjecaj torzije veći kod PB - 7% (3k), 12% (4k) i 28% (5k) - naljeganje
Katnost Odnos zalihe sigurnosti VRd/VSd
prema zalihi za 0,1g
0,1g 0,2g 0,3g
Smjer x
3 1,0 0,55 0,34
4 1,0 0,54 0,27
5 1,0 0,47 0,21
Smjer y
3 1,0 0,50 0,26
4 1,0 0,43 0,18
5 1,0 0,38 0,12
POORASTI BETON
69
46
86
76
99
85
79
62
Smanjenje zaliha sigurnosti unutar jedne vrijednosti ubrzanja za pojedinu katnostprema zalihi sigurnosti 3 kata
79
62 ⇒ % x 100
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
3) Sličnosti i razlike između rezultata opeke i porastog betonaVelike razlike masa stropne konstrukcije – O : PB = 3 : 1Ukupne razlike u masama i BSC manje – O : PB = 1,89 : 1Otpornost zidova od OPEKE veća – 1,37 do 1,95 smjer x i 1,25 do 1,91 smjer y Računska posmična djelovanja kod OPEKE veća za 1,9 xUtjecaj torzije veći kod PORASTOG BETONA 7% (3k), 12% (4k) i 28% (5k)- naljeganjeVeće zalihe sigurnosti za PORASTI BETON – smanjuju se s katnosti – za 0,3g i 5k gotovo isto
Odnos otpornosti ziđa od OPEKE i ziđa od PORASTOGA BETONA3k 4k 5k
3K 4K 5K0,3g 0,3g 0,3gSmjer x1,30 1,08 1,04Smjer y
1,38 1,10 0,98
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Program FEDRA - Rezultati proračuna
4) Preraspodjela potresnog djelovanja između zidova – zašto NE
Program FEDRA omogućava prespodjeluU ovom slučaju - između zidova kod zgrada s 5 katova za ubrzanje 0,3g nije moguća – razlog: gotovo nijedan zid ne zadovoljava uvjet da je otpornost veća od djelovanja
Prikladno kad samo jedan zid nema dovoljnu otpornost - a ostali imaju dovoljnu zalihu
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Program FEDRA - Rezultati proračuna
5) Učinak torzije u odnosu na katnost, ubrzanje i tipove ziđa
Zbroj sila VSd veći je od BSC za 9 % pri malom ubrzanju a raste s ubrzanjem jer neki zidovi otkazuju pa se ekscentričnost povećava.Da nema torzije morao bi zbroj VSd biti jednak BSC
Broj katova Tri Četiri Pet
Load case oznaka 104 110 116 404 410 416 144 150 156
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
Program FEDRA - Rezultati proračuna
6) Dobiveni rezultati – odnos prema preporukama EN 1998-1Prema provedenoj analizi NE ZADOVOLJA 5 katova i potres 0,3gOstalo zadovoljava kriterije otpornosti na potresnu kombinaciju EN 1998-1 znatno nepovoljnije
Tablica 9.3 – Preporučeni dopušteni broj katova iznad tla i najmanja ploština nosivih zidova za „jednostavne zidane zgrade“
Ubrzanje na gradilištu agS ? 0,07 kg ? 0,10 kg ? 0,15 kg ? 0,20 kg
Tip gradnje Broj katova (n)**
Najmanji zbroj ploština presjeka nosivih zidova u svakom smjeru kao postotak ukupne ploštine stropa po katu (pA,min)
Nearmirano ziđe
1 2 3 4
2,0 2,0 3,0 5,0
2,0 2,5 5,0 n/a*
3,5 5,0 n/a n/a
n/a n/a n/a n/a
Omeđeno ziđe 2 3 4 5
2,0 2,0 4,0 6,0
2,5 3,0 5,0 n/a
3,0 4,0 n/a n/a
3,5 n/a n/a n/a
Armirano ziđe 2 3 4 5
2,0 2,0 3,0 4,0
2,0 2,0 4,0 5,0
2,0 3,0 5,0 n/a
3,5 5,0 n/a n/a
* n/a znači „nije prihvatljivo“ (engl. „not acceptable“) ** Prostor krova iznad punoga kata nije uključen u broj katova.
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Sile u zidovima u razini poda prizemlja; Izvanredna proračunska situacija Crveno: Ne zadovoljava ! Pet katova (etaža) u potresnom području s a= 0,3g nije dopušteno.Povećanje ploštine/debljine zidova ili otpornosti ziđa nije racionalno.
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Sile u zidovima u razini poda prizemlja; Izvanredna proračunska situacija Crveno: Ne zadovoljava ! Pet katova (etaža) u potresnom području s a= 0,3g nije dopušteno.Povećanje ploštine/debljine zidova ili otpornosti ziđa nije racionalno.
SERIES 1 – ZE 771-1SERIES 2 – ZE 771-2 SERIES 3 – ZE 771-3SERIES 4 – ZE 771-4SERIES 5 – ZE 771-5
5K
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
VRd / VSd
W1,W3,W4_M5_5ZE_5KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
5K
VRd / VSdVRd / VSd
ZE svi mort M5 i M10; ZE od PB samo TM10
Slučaj 1: razred izvedbe 3, ZE kat. I ⇒ γm/γmE=2,0/1,5 (Fig.4)Slučaj 2: razred izvedbe 5, ZE kat. II ⇒ γm/γmE=3,0/2,0 (Fig.3)Katnost: 5-k, 3-k, 1-kUzdužni vanjski zid W1 Poprečni vanjski zidovi W3 i W4
M5TM10
M5TM10
Figure 3 Figure 4
Podloga za prikaz broja katova i postotka zidova ovisno o ubrzanju temeljnog tla i tlačnoj čvrstoći morta
Slika 1 - Tlocrt 1 za proračunske primjere (∑Aw/A= 0,065 za t=0,3 m i (∑Aw/A= 0,043 za t=0,2 m )
W1
W3
W4
γm/γmE=2,0/1,5γm/γmE=3,0/2,0
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela ZamoloMihaela Zamolo 61
Posmična otpornost
W1,W3,W4_M5_5ZE_5KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
W1,W2,W3_M10_5ZE__5KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
1,0 G + 0,3 Q + 1,0 E
VRd / VSd
VRd / VSd
SERIES 1 – ZE 771-1SERIES 2 – ZE 771-2 SERIES 3 – ZE 771-3SERIES 4 – ZE 771-4SERIES 5 – ZE 771-5
5K
5K
M5TM10
M10
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
Podloga za prikaz broja katova i postotka zidova ovisno o ubrzanju temeljnog tla i tlačnoj čvrstoći morta
Slika 1 - Tlocrt 1 za proračunske primjere (∑Aw/A= 0,065 za t=0,3 m i (∑Aw/A= 0,043 za t=0,2 m )
W1 - 5-k - γm/γmE=2,0/1,5
ag=0,1g – svi zadovoljavaju
ag=0,2g – zadovoljavaju:O s M5 i M10 PB O i VS s M10
ag=0,3g – niti jedan ne zadovoljavaPB i O s M10 - ista otpornost (razlika < 10%)O sa M5 - oko 25 % manju od PBW1
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo 62
Posmična otpornost
W1,W3,W4_M5_5ZE_3KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
W1,W3,W4_M10_5ZE_3KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
1,0 G + 0,3 Q + 1,0 E VRd / VSd
VRd / VSd
SERIES 1 – ZE 771-1SERIES 2 – ZE 771-2 SERIES 3 – ZE 771-3SERIES 4 – ZE 771-4SERIES 5 – ZE 771-5
3K
3K
M5TM10
M10
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
Podloga za prikaz broja katova i postotka zidova ovisno o ubrzanju temeljnog tla i tlačnoj čvrstoći morta
Slika 1 - Tlocrt 1 za proračunske primjere (∑Aw/A= 0,065 za t=0,3 m i (∑Aw/A= 0,043 za t=0,2 m )
W1
W1 - 3-k -γm/γmE=2,0/1,5
PB i O – otpornost kao i za 5-k Ukupna otpornost oko 60 % veća
ag= 0,1g i ag=0,2g – svi zadovoljavaju
ag= 0,3g – zadovoljaju: PB,O s M5 i M10 B i VS s M10
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela ZamoloMihaela Zamolo 63
Posmična otpornost
1,0 G + 0,3 Q + 1,0 E
SERIES 1 – ZE 771-1SERIES 2 – ZE 771-2 SERIES 3 – ZE 771-3SERIES 4 – ZE 771-4SERIES 5 – ZE 771-5
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
W1,W3,W4_M5_5ZE_5KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
VRd / VSd M5TM10
5K
γm/γmE=2,0/1,5
W1,W3,W4_M5_5ZE_5K_GAMAM3_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
γm/γmE=3,0/2,0
VRd / VSd M5TM10
5K
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
W1 - 5-k - γm/γmE=3,0/2,0
Otpornost manja (prema γm/γmE=2,0/1,5) Ziđe s M5 – manje do 40 %Za sve zidove – slično ag= 0,1g – zadovoljavaju svi tipoviag= 0,2g – zadovoljava samo PB
Podloga za prikaz broja katova i postotka zidova ovisno o ubrzanju temeljnog tla i tlačnoj čvrstoći morta
Slika 1 - Tlocrt 1 za proračunske primjere (∑Aw/A= 0,065 za t=0,3 m i (∑Aw/A= 0,043 za t=0,2 m )
W1
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela ZamoloMihaela Zamolo 64
Posmična otpornost
W1 - 3-k - γm/γmE=3,0/2,0
Svi tipovi otpornost veća oko 30 % u odnosu na 5-kOdnosi slični kao i kod 5-kag= 0,1g - zahtijevanu otpornost svi tipoviag= 0,2g - PB, O i B ag= 0,3g - samo PB (Fig. 3)
W1,W3,W4_M5_5ZE_3KATA_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
γm/γmE=2,0/1,5
M5TM10
3K
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
VRd / VSd
W1,W3,W4_M5_5ZE_3K_GAMAM3_POSMIČNA OTPORNOST
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Series1Series2Series3Series4Series5
W1 W3 W45K 3K 1K 5K 3K 1K 5K 3K 1K
γm/γmE=3,0/2,0VRd / VSd
1,0 G + 0,3 Q + 1,0 E
Fig. 3
SERIES 1 – ZE 771-1SERIES 2 – ZE 771-2 SERIES 3 – ZE 771-3SERIES 4 – ZE 771-4SERIES 5 – ZE 771-5
M5TM10
3K
W1
Podloga za prikaz broja katova i postotka zidova ovisno o ubrzanju temeljnog tla i tlačnoj čvrstoći morta
Slika 1 - Tlocrt 1 za proračunske primjere (∑Aw/A= 0,065 za t=0,3 m i (∑Aw/A= 0,043 za t=0,2 m )
W1
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
SERIES 1 – ZE 771-1SERIES 2 – ZE 771-2 SERIES 3 – ZE 771-3SERIES 4 – ZE 771-4SERIES 5 – ZE 771-5
W1_M5_5ZE_5k W3_M5_5ZE_5k W4_M5_5ZEU_5k
W1_M5_5ZE_3kW1_M5_5ZE_3k W1_M5_5ZE_3k
Podloga za prikaz broja katova i postotka zidova ovisno o ubrzanju temeljnog tla i tlačnoj čvrstoći morta
Slika 1 - Tlocrt 1 za proračunske primjere (∑Aw/A= 0,065 za t=0,3 m i (∑Aw/A= 0,043 za t=0,2 m )
W1
W3
W4
PB
PB
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
POSMIČNA OTPORNOST i VERTIKALNA OTPORNOST – SVI TIPOVI
POSMIČNA OTPORNOST VANJSKOG UZDUŽNOG ZIDA W1
POSMIČNA OTPORNOST VANJSKIH POPREČNIH ZIDOVA W3 I W4ista te kombinacije opterećenja – otpornost slično zidu W1W1 blizu kapacitetu: - zid W3 – nema; zid W4 – ima (nema otvora)
Niti jedanSamo PBNiti jedanPB,O s M5 i M10 B i VS s M10
Xella Porobeton HR, d.o.o., ZagrebStručni skup Zagreb - Split 2010'T3.Seismic
Analiza ponašanja zidanih zgrada od porastog betona
Mihaela Zamolo
ZAKLJUČAK
Zgrade od PORASTOG BETONA prihvatljiv su izbor za potresna područja Prihvatljivo ponašanje osim za 0,3g i 5k
Vertikalna otpornost značajan problem treba proizvoditi i odabrati ZE većih tlačnih čvrstoća (4 N/mm2, ne 2 N/mm2)
Nužno pridržavanje odredaba eurokodova o PRAVILIMA PROJEKTIRANJA
Odluka o vrsti ZE - manje značenje BZ1 - drugi razlozi mogu biti značajniji arhitektonsko rješenje, tradicija gradnje određenim proizvodom, subjektivna stajališta investitora ili kupca, problemi vezani za ugradnju instalacija, rokovi isporuke proizvoda, brzina gradnje i useljenja, uvjeti nabave (kredit!), cijena cijelog investicijskog projekta