Top Banner
15/May/2013 O O optere optere ć ć enjima enjima objekata objekata Principi konstruisanja arhitektonskih objekata: XI predavanje
48

XI Predavanje

Dec 28, 2015

Download

Documents

stostolica

Principi konstruisanja arhitektonskih objekata
Welcome message from author
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
Page 1: XI Predavanje

15/May/2013

O O optereoptereććenjimaenjima objekataobjekata

Principi konstruisanja arhitektonskihobjekata: XI predavanje

Page 2: XI Predavanje

15/May/2013

STALNA OPTEREĆENJA

Hrastov parket 8.00 kN/m3

Nasip od peska 14.00 kN/m3

Armirani beton 25.00 kN/m3

Nearmirani beton 24.00 kN/m3

Mršav beton 22.00 kN/m3

Šljako beton 16.00 kN/m3

Krečni malter 17.00 kN/m3

Produžni malter 19.00 kN/m3

Cementni malter 21.00 kN/m3

Cementnakošuljica 22.00 kN/m3

Guma 18.00 kN/m3

Gips 13.00 kN/m3

Liveni asfalt 20.00 kN/m3

Zid od pune opeke,nemalterisan 17.00 kN/m3

Voda 10.00 kN/m3

KORISNA OPTEREĆENJA

Staze za poslugumašina 1.00 kN/m2

Prostorije na tavanuza domaću upotrebu 1.25 kN/m2

Prostorije za stanovanjesa rasponom do 4,5 m1 1.25 kN/m2

Prostorije za stanovanjesa rasponomod 4,5 do 5,5 m1 1.50 kN/m2

Velike službeničkei bolničkeprostorije 2.00 kN/m2

Stepeništa u stambenimobjektima, balkoni i školske prostorije 3.00 kN/m2

Velike prostorije u javnimtrgovačkim objektima 4.00 kN/m2

Prostorije za velike sku-pove ljudi, tribine sastalnim sedištima i stajeza krupnu stoku 4.50 kN/m2

Tribine bez stalnihsedišta 6.50 kN/m2

Page 3: XI Predavanje

15/May/2013

SnegSneg u u BeograduBeogradu

Page 4: XI Predavanje

15/May/2013

SnegSneg u u RimuRimu, , snegsneg nana planiniplanini

Page 5: XI Predavanje

15/May/2013

SnegSneg nana kukuććii

Page 6: XI Predavanje

15/May/2013

OptereOptereććenjeenje snegomsnegom

Težina snega je vertikalno opterećenje.Računa se po 1m2 osnove krova(horizontalne projekcije krova na ravanosnove). Intenzitet opterećenja snegom zavisiod nadmorske visine na kojoj se objekat zida, i od nagiba krova.

Page 7: XI Predavanje

15/May/2013

OptereOptereććenjeenje snegomsnegom

U planinskim predelima, nadmorske visine veće od 500m, opterećenje snegom se uvećava prema obrascu:s = 0,75 + 0,025 · ( 0,01 · A – 5 ) ( kN/m2 )gde je A nadmorska visina mesta izražena u metrima. Ako je nadmorska visina manja od 500m uzima se konstantno opterećenje snegomod s = 0.75 kN/m2. (Vojvodina, Beograd…)

Page 8: XI Predavanje

15/May/2013

TeTežžinaina snegasnega popo 1m1m22 osnoveosnove smanjujesmanjuje se se sasa nagibomnagibom krovakrova::

OPTEREĆENJE SNEGOM ZA BEOGRAD ( A ≤ 500m) :

Nagibkrova o <20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

kN/m2 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.4 0.35 0

Page 9: XI Predavanje

15/May/2013

Page 10: XI Predavanje

15/May/2013

OptereOptereććenjeenje vetromvetrom

Page 11: XI Predavanje

15/May/2013

OptereOptereććenjeenje vetromvetrom

Ako je brzina vetra poznata na lokaciji gdese gradi objekat, osnovno dejstvo vetra Womože se odrediti iz obrazaca :Wo= v1

2 /26 ( kN/m2) iliWo= v2

2 /16 ( kN/m2)

gde je :v1 maksimalna brzina vetra u m/sec u periodu od 10godina

v2 brzina srednjeg maksimalnog godišnjegvetra u m/sec konstatovana u periodu od 10

godina.

Page 12: XI Predavanje

15/May/2013

Osnovno dejstvo vetra Wo (kN/m2 ) može se, prema pravilniku, odrediti ako je poznata:

geografska zona intenziteta vetra ( za teritoriju SFR Jugoslavije): – I zona umerenih vetrova– II zona košave i vardarca– III zona bura i sva mesta iz I i II zone sa

nadmorskom visinom H > 800m.

zaštićenost objekta:– zaštićen– poluzaštićen– izložen

Page 13: XI Predavanje

15/May/2013

IntenzitetIntenzitet osnovnogosnovnog dejstvadejstva vetravetra WoWo (kN/m(kN/m22 ) ) zazapojedinepojedine slusluččajeveajeve izloizložženostienosti objektaobjekta i i geografskegeografske zone :zone :

Page 14: XI Predavanje

15/May/2013

PritiskujuPritiskujuććee i i sisiššuuććee dejstvodejstvo vetravetraOsnovno dejstvo vetra Wo (kN/m2 ) u načelu se predpostavlja horizontalno i računa navertikalnu projekciju građevine. Pojedinielementi se proveravaju na osnovno dejstvovetra u punom iznosu.Za procenu nosivosti celokupne konstrukcijeračuna se sa pritiskajućim i sišućim dejstvomvetraIntenzitet osnovnog opterećenja se redukujekoeficijentom u funkciji ugla nagiba ( α ) površine objekta na koju vetar deluje, prema

horizontali:

Page 15: XI Predavanje

15/May/2013 15

α

OSNOVNO DEJSTVO VETRAWo = (v2 )2/16

Ugao 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Koeficijent pritiskujućegdejstva 0.0 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.6 0.8 0.8 0.8

Koeficijent sišućegdejstva 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

Wo

2

2

1

1

1

2

0,8Wo 0,4Wo

0,4Wo 0,4Wo

Page 16: XI Predavanje

15/May/2013

Treba uočiti da je krajnje dejstvo vetrapri kontaktu sa pojedinim delovimakonstrukcije uvek pod pravim uglom nakonstrukciju. (isto se ponašaju voda, nafta, gasovi i svi drugi fluidi). Iza objekta se javlja vakuum, kojiizaziva sišuće dejstvo vetra. Posledicamože biti odizanje krova ili čupanjedelova fasade.

Page 17: XI Predavanje

15/May/2013

Zbir sišućeg i pritiskajućeg dejstva kodvertikalnih zidova daje ukupnohorizontalno opterećenje koje je jednako :w = 1,2 · WoSišuće dejstvo vetra povećava uticajosnovnog dejstva vetra. Smanjenje uticaja vetra na vertikalnenoseće elemente može se umanjitiotvorima.

Page 18: XI Predavanje

15/May/2013

Realni udari vetra imaju dinamički karakteropterećenja.Prikazani zamenjujući statički uticajdelovanja vetra na konstrukcije jepribližan, i može se koristiti zajednostavnije konstrukcije. Danas je moguće realno ispitivanjemodela konstrukcija u tunelima za vetar i dinamički proračun dejstva vetra nakonstrukciju.

Page 19: XI Predavanje

15/May/2013

OdizanjeOdizanje krovnogkrovnog pokrivapokrivaččaa, , ruruššenjeenjeobjektaobjekta u u fazifazi gradnjegradnje, , ruruššenjeenje ogradaograda

Page 20: XI Predavanje

15/May/2013

ČČupanjeupanje fasadnefasadne oblogeobloge

Page 21: XI Predavanje

15/May/2013

Pomeranjezemljinekore

Page 22: XI Predavanje

15/May/2013

SeizmiSeizmiččkeke silesile

U toku zrmljotresa dolazi do nepravilnihtalasastih pomeranja tla. Pomeranja suu zoni blizu epicentra zemljotresavertikalna i horizontalna. Udaljavanjemod epicentra dominantna postajuhorizontalna pomeranja.Pomeranja prati nepravilna brzina i ubrzanje tla.

Page 23: XI Predavanje

15/May/2013 x osa: vreme

Y o

sa: p

omer

anja

/ubr

zanj

a

Page 24: XI Predavanje

15/May/2013

Iz fizike je poznato da je proizvod mase i ubrzanja sila. ( F = m·a )

Zemljotres kao nepravilno ubrzanje delujena objekat u delovima gde je koncentrisanamasa i izaziva sile. U zoni epicentra pravac seizmičkih sila je i horizontalan i vertikalan, alternativnogsmera (←→ ↑↓ ).U širem području pravac seizmičkih sila jehorizontalan, alternativnog smera ( ←→ ).

Page 25: XI Predavanje

15/May/2013

SeizmiSeizmiččkiki proraproraččunun objekataobjekata

Realno seizmičko opterećenjeobjekata je dinamičko. Kodjednostavnijih objekata može se uraditi jednostavnija statička analiza. Kod izuzetnih objekata računa se dinamički proračun konstrukcije. Pritome često se koriste realni zapisizemljotresa .

Page 26: XI Predavanje

15/May/2013

StatiStatiččkaka metodametoda seizmiseizmiččkogkog proraproraččunauna::

Ukupna seizmička sila određuje se prema obrascu

S = K * G

gde je:

K – ukupan seizmički koeficijent za horizontalni pravac

G – ukupna težina objekta

Page 27: XI Predavanje

15/May/2013

K K = = KoKo ·· Ks Ks ·· KdKd ·· KpKp

Gde je:Ko – koeficijent kategorije objekta (1.5 – objekti posebne

namene, 1.0 – stambeni, poslovni i trgovački objeti, 0.75 –pomoćni objekti)

Ks – koeficijent seizmičkog intenziteta (za VII zonu MCS skale 0.025, za VIII zonu 0.05 i za IX zonu 0.10)

Kd – koeficijent dinamičnosti (zavisi od kategorije tla i periode osilovanja objekta, a u praksi se usvaja vrednost oko 1.00)

Kp – koeficijent duktiliteta i prigušenja (zavisi od tipa konstrukcije i iznosi 1.00 za sve savremene konstrukcije, za konstrukcije od armiranih zidova i konstrukije od čelika sa dijagonalma 1.30, za zidane konstrukcije kao konstrukcije sa periodom osilovanja T>2sec. Iznosi 1.6, i za konstrukcije sa fleksibilnim prizemljem kao i za konstrukcije od običnih zidova iznosi 2.0)

Page 28: XI Predavanje

15/May/2013

Raspored seizmičke sile po nivoimaS = S1+S2+S3+S4

S

S4

S3

S2

S1

Horizontalneseizmičke siledeluju nameđuspratnetavanice u kojima jekoncentrisanamasa objekta.

Page 29: XI Predavanje

15/May/2013

Horizontalne seizmičke sile izazivajumomente i transverzalne sile u vertikalnim elementima objekta. Ako nepostoji dovoljno stubova i zidova koji susposobni da prihvate M T odhorizontalnih seizmičkih sila dolazi do rušenja konstrukcije. Pored proračuna potrebno je i dobroprojektovati samu konstrukciju.

Page 30: XI Predavanje

15/May/2013

KONSTRUKTIVNI SKLOP TREBA DA BUDE ŠTO BLIŽE DVOOSNOJ SIMETRIJI

DOBRO - SIMETRICNO POSTAVLJENI ZIDOVI I RAMOVI

LOŠE - ASIMETRICNO POSTAVLJENI ZIDOVI I RAMOVI

Ck Cm

Ck = Cm

Ck : centarkrutosti

Cm : centarmase

Potrebno jeda centarkrutostibude štobliže centrumase.

Page 31: XI Predavanje

15/May/2013

Prilikom projektovanja objekata, treba težiti dvoosno simetričnimosnovama, a kod vertikalnih preseka treba izbegavati nagle promene visina.

U oba slučaja, gde nisu zadovoljeni ovi uslovi, vrši se dilatiranje objekata čime se formiraju dve ili više celina koje zadovoljavaju ove uslove.

Dilatacija

Page 32: XI Predavanje

15/May/2013

OtvraranjeOtvraranje rasedaraseda, , odizanjeodizanje tlatla, , cunamicunami

Page 33: XI Predavanje

15/May/2013

RuRuššenjeenje zidanihzidanih i i drvenihdrvenih objekataobjekata

Page 34: XI Predavanje

15/May/2013

RuRuššenjeenje i i preturanjepreturanje objektaobjekta

Page 35: XI Predavanje

15/May/2013

RuRuššenjeenje mekogmekog prizemljaprizemlja

Page 36: XI Predavanje

15/May/2013

Page 37: XI Predavanje

15/May/2013

TemperaturaTemperatura, , sleganjesleganje oslonacaoslonaca, , skupljanjeskupljanje betonabetona . . . . . .

Sve navedene pojave izazivaju promenu dužinepojedinih elemenata konstrukcije. Kod statičkineodređenih konstrukcija tako se izazivajudodatni statički uticaji koji mogu biti značajnogintenziteta. U ovim slučajevima neželjenog opterećenja boljeje sprečiti nego dimenzionisati konstrukciju naova opterećenja (dati kruće temelje ili usvojitistatički određenu konstrukciju iznad temelja nastišljivom tlu, omogućiti termičko širenje i skupljanje objekta i dati potrebna nadvišenja kojaće anulirati uticaj tečenja.

Page 38: XI Predavanje

15/May/2013

Uvek se prvo projektuje i misli o konstrukciji, a onda se računomproverava i dokazuje.

Uvek treba imati u vidu da su mogućapovećanja i promena opterećenja u tokuupotrebnog veka objekta.

Na jednom objektu sarađuju arhitekte, građevinski inženjeri, mašinci, električari, geolozi, investitori i korisnici. Pa ko preživi.

Page 39: XI Predavanje

15/May/2013

PrethodnoPrethodno naprezanjenaprezanje

Pored izbegavanja nepoželjnogopterećenja, moguće je i obrnutoponašanje. Možemo namerno uneti u konstrukcijupoželjne, za nju pozitivne uticaje. Jedan od takvih primera je prethodnonaprezanje betonskih elemenata.

Page 40: XI Predavanje

15/May/2013

Beton je materijal koji ima 10 do 20 putaveću nosivost pri pritisku od nosivosti nazatezanje. Zato se u pritisnutim zonama betonskihelemenata sile prepuštaju betonu, dok se u zategnutim zonama njegova čvrstoća nazatezanje zanemaruje i sve se prepuštaarmaturi. Tako dobijamo armirani beton.

Page 41: XI Predavanje

15/May/2013

Prethodno napregnuti beton sezasniva na principu da se unošenjem sile pritiska u zategnute delovekonstrukcije poništavaju naponi zatezanja u betonu.Celokupni prethodno napregnutielement postaje pritisnut.Prethodno naprezanje predstavljajednu novu vrstu opterećenja.

Page 42: XI Predavanje

15/May/2013

Naduvana lopta jeprednapregnutapritiskom unutargume.Automobilskegume takođe. Bez pritiskavazduha unutar ovipredmeti suneupotrebljivi.

Page 43: XI Predavanje

15/May/2013

Fresssinegt je 1928. godine uspeo da prvi realizuje postupak prethodnog naprezanja.

On je uspeo da dostigne veliku čvrstoću betona i da koristi čelike visokih vrednosti zateznih čvrstoća (koristio je

klavirske žice za unošenje sile pritiska u betonske grede).

Zatezanje

Pritisak

Princip rada:

Page 44: XI Predavanje

15/May/2013

=

1d = -M/Wσ 2d = N/Fσ

σ2g = N/Fσ1g= M/W σkg = M/W + N/F <= dozv.

σkd = -M/W + N/F =>0

σ

PRINCIP SUPERPOZICIJE

Page 45: XI Predavanje

15/May/2013

Postoje tri sistema Postoje tri sistema prednaprezanjaprednaprezanja, , odnosno unoodnosno unoššenja sile u enja sile u grednigredni nosanosačč..

Adhezioni sistem: pre betoniranja postave setanke žice i zategnu. Oko žica se postavi oplata, izvrši se betoniranje i, po očvršćavanju betona, žice se seku.Po sečenju žice teže da se vrate u prvobitni položaj, odnosno imaju tandenciju skraćenja.Adhezijom (prijanjanjem ) žica sa betonom unosi se normalna sila u presek. Ovaj sistem se koristi za ploče, ošupljenetavanice i grede manjih raspona.

Page 46: XI Predavanje

15/May/2013

Kablovski sistem: U oplatu se postave metalne fleksibilne cevi i armatura. Zatim se izvrši betoniranje grede.Po postizanju zahtevane marke betona, uvlače se u cevi kablovi za prednaprezanje. Hidrauličnim presama se zatežu kablovi a posebno projektovanim kotvama izvrši se ukljinjavanje kablova tako da ne može doći do njihovog skraćivanja. Time se unosi sila prednaprezanja u nosač. Ovaj postupak omogućava da se kablovi postavljaju na različitim visinama nosača, odnosno na mesta gde svojim položajem daju najveći uticaj koji poništava

napone zatezanja od savijanja.

Page 47: XI Predavanje

15/May/2013

ADHEZIONI SISTEM

Žice za prednaprezanje

Kablovi za prednaprezanje

KABLOVSKI SISTEM

Kotva

Page 48: XI Predavanje

15/May/2013

Sistem sa ekspanzionim cementima:sila u žice unosi se produženjem betonskog nosača usled dejstva cementa koji prilikom očvršćavanja ima efekat širenja. To svojstvo imaju boksitni cementi. Ova metoda se koristi u sredinama gde ima boksitnih cementa.