MONTAŽNI SKELETNI SISTEM GRADNJE ¨ IMS¨

FUAD KADRIĆELDIN BUTKOVIĆ

1.1 Uvod Tendencija u savremenom građevinarstvu je masovna izgradnja stambenih objekata. Ostva- rivanje ove

tendencije moguće je samo na principima industrijskog načina proizvodnje, što uslovljava industralizaciju i prefabrikaciju i u građevinarstvu.

Industrijski način gradnje predstavlja pravu revoluciju u odnosu na klasični način i to, kako u domenu projektovanja, tako i u domenima izvođenja i gradnje objekata. Očigledne prednosti industrijskoga načina gradnje su: smanjenje količine fizičkog rada, brža gradnja objekata, produženje građevinske sezone na skoro celu godinu, ušteda drvene građe za oplatu, posti- zanje boljeg i ravnomernijeg kvaliteta elemenata i konstrukcije, povećanje sigurnosti i trajnos- ti objekata i niz drugih. Sa druge strane, ovakav način građenja zahteva veće početne inves- ticije (oprema za prefabrikaciju), kvalifikovanu radnu snagu, veće troškove transporta, podi- zanja i montaže elemenata.

Konstruktivni sistem koji odgovara zahtevima industrijskog načina gradnje treba da razreši niz problema i postavlja mnoge uslove i zahteve koje može da zadovolji samo tim većeg bro- ja stručnjaka različitih profila (arhitekta, građevinski inženjer, mašinski inženjer, tehnolog, ekonomista…). Uspeh i efikasnost određenog montažnog konstruktivnog sistema je uslovljen načinom rešenja problema: standardizacije elemenata, jednostavnosti njihove proizvodnje, transporta i montaže, kao i brzinom gradnje.

  Za masovnu izgradnju stambenih objekata na industrijski način najčešće se primenjuju dva tipa konstruktivnih

sistema poznata pod opštim nazivom panelni i skeletni sistem.

Kod panelnog sistema konstrukciju obrazuju zidovi - vertikalni paneli (sa ili bez otvora) i ta- vanice - horizontalni paneli. Ovde zidovi zadovoljavaju istovremeno dve funkcije u objektima

- zatvaraju prostor i prihvataju opterećenje (noseći elementi).

Kod skeletnih sistema konstrukciju (skelet) čine: stubovi, grede, međuspratne konstrukcije (tavanice) i zidovi za ukrućenje. Skelet u objektu skeletnog sistema ima ulogu samo noseće konstrukcije i zbog toga je potrebno da se drugim elementima (u statičkom smislu sekundar- nim) zatvori prostor i oformi željeni objekat. Iako, na prvi pogled ovo izgleda kao mana skele- tnih sistema, sa stanovišta slobode oblikovanja i zatvaranja prostora ovo je i najveća njihova prednost.Uloga tavanica kod oba sistema je, osim prenosa gravitacionog opterećenja, i obe-zbeđenje ravnomernog prenošenja horizontalnih spoljašnjih uticaja (seizmika, vetar) na verti- kalne noseće elemente.

Na izbor konkretnog konstruktivnog sistema utiče niz faktora, među kojima su najznačajniji namena zgrade, spratnost i lokalni uslovi (lokacija objekta, radna snaga, lokalna industri- ja…).

Jedan od najčešće korišćenih montažnih sistema kod nas kad je u pitanju stambena izgrad- nja i gradnja poslovnih objekata je Sistem IMS od prednapregnutog betona. Sistem je u celini delo domaćih autora.

Montažni skeletni sistem IMS od prednapregnutog betona je zamišljen i ostvaren u Institutu za ispitivanje materijala u Beogradu 1956. godine. Već sledeće godine je počela izgradnja prvih objekata u ovom sistemu. Bili su to objekti na Novom Beogradu, a zatim je sistem na- šao široku primenu u mnogim gradovima tadašnje Jugoslavije. Svoju afirmaciju ovaj sistem je doživeo i u inostranstvu (Kuba, Mađarska, Italija, Austrija…).

Osnovna ideja IMS montažnog sistema nije u tome da se usavrši i isprojektuje montažna zgrada (zgrade) koja će se kasnije serijski proizvoditi. Naprotiv, ideja je u konstrukciji mini- malnog broja konstruktivnih elemenata od kojih je moguće "sastaviti" veliki broj različitih ob- jekata. Ova raznolikost se ogleda, kako u osnovama objekata, tako i u njihovim visinama (spratnost). Pri tome je arhitekta u izradi arhitektonskog rešenja objekta minimalno sputan. U ovome leži razlog zašto je izabran skeletni sistem gradnje.

  Težnja da se prelaskom na montažnu gradnju ne izgubi ni jedna dobra karakteristika klasič- no građenih

armiranobetonskih konstrukcija je u potpunosti zadovoljena primenom prednap- rezanja kao načina povezivanja elemenata u monolitnu celinu.

  Ovako koncipiran montažni sistem omogućio je vrlo široku primenu, počev od stambenih zgrada, škola,

bolnica, hotela, poslovnih objekata, do industrijskih objekata, magacina i dr. Od malog broja osnovnih konstruktivnih elemenata moguće je izgraditi velik (neograničen) broj neuniformisanih objekata.

Veoma značajna karakteristika ovog montažnog sistema je i njegova otvorenost. Naime, os- novnu konstrukciju je moguće finalizirati bilo na klasičan način, bilo vertikalnim panelima koji se koriste kao fasadni ili pregradni zidovi.

1.2 Elementi konstrukcije Konstrukciju sistema IMS čine montažne ćelije kvadratnog ili pravougaonog oblika, dimenzija od

3.00 x 3.00 m do 7.20 x 7.20 m. Najčešće korišćeni rasteri za izgradnju stambenih obje- kata su 3.60 m, 4.20 m i 4.80 m i njihove međusobne kombinacije, dok se za školske i javne zgrade najčešće koriste rasteri 6.60 x 3.60 m uz kombinaciju rastera 3.60 x 3.60 m. Ćeliju formiraju četiri stuba i jedna kasetirana tavanična ploča između njih. Ovo su ujedno i osnovni elementi koji prihvataju vertikalno opterećenje.

  Povezivanje stubova i tavanice u monolitnu celinu postiže se kablovima za prednaprezanje (Sl. 1)

koji se provlače kroz otvore u stubovima u nivou tavanične ploče i kroz slobodan pros- tor između dve susedne tavanice. Kasnije se od ivičnih rebara tavanica, ispunjavanjem pros- tora između njih betonom (koji ujedno služi i kao zaštita za kablove), formiraju svojevrsne prednapregnute grede skeletnog sistema. Kablovi se, zavisno od raspona, postavljaju i utežu kao pravolinijski ili poligonalni (naknadnim spuštanjem kablova se postiže poligonalna trasa).

Kablovi se postavljaju u dva ortogonalna pravca, i posle betoniranja spojeva na kontaktu ta- vanica i stubova, može se izvršiti njihovo utezanje.

Prihvatanje horizontalnih sila vetra i seizmičkih potresa povereno je prvenstveno betonskim platnima za ukrućenje, a delom i skeletu konstrukcije. Osim prijema horizontalnih sila, uloga platana za ukrućenje je i sprečavanje velike pomerljivosti sistema. Platna za ukrućenje su armiranobetonski paneli, koji se postavljaju između dva stuba u osi, tako da povezani sa stu- bovima putem sile prednaprezanja u nivou tavanične ploče formiraju zidove za ukrućenje. To su prefabrikovani montažni elementi čiji se broj u objektu određuje tako da bez dodatnih veza mogu da ispune ulogu nosećih elemenata za horizontalne sile. Ukoliko, iz bilo kojih razloga, to nije moguće postići (mali broj zidova za ukrućenje, velika visina objekta, izrazito seizmičko područje…) tada se platna za ukrućenje mogu betonirati na licu mesta. Ukoliko proračun konstrukcije naloži za potrebno, veza između stubova i betonskih platana se može ostvariti i pomoću horizontalne armature ispuštene iz stubova.

Sl. 1 Koncept konstrukcije IMS sistema

  Osim ovih osnovnih nosećih elemenata, postoje i drugi elementi, čija

je uloga da upotpune konstrukciju i omoguće njeno normalno korišćenje. Kompletna konstrukcija montažnog skele- tnog sistema od prednapregnutog betona IMS sastoji se od sledećih elemenata:

  - primarni elementi - noseći delovi konstrukcije: - stubova, - tavaničnih ploča (normalnih i konzolnih), - armiranobetonskih platana za ukrućenje, - stepeništa; - ivičnih nosača - sekundarni elementi - nenoseći delovi: - fasadnih elemenata (parapeti ili puni paneli), - pregradnih zidova, - sanitarnih blokova, - sanitarnih i kuhinjskih kabina. - tercijarni elementi: obloge, stolarija i sl.

1.2.1 Stubovi Stubovi su elementi montažnog skeletnog sistema čija je osnovna uloga da prihvate vertikal- no opterećenje.

Pored ovoga, stubovi prihvataju i deo horizontalnog opterećenja. Ovo se po- sebno odnosi na stubove koji rade u sadejstvu sa platnima za ukrućenje (čiji su sastavni deo). Uobičajeno je da su stubovi kontinualni kroz tri etaže. Kada broj spratova nije deljiv sa tri koriste se stubovi koji su kontinualni kroz dve etaže. I u tom slučaju se stubovi proizvode u standardnim kalupima, koji se samo pregrađuju na željenoj dužini.

Presek standardnih stubova je kvadratni i najčešće korišćene dimenzije poprečnih preseka stubova su: 30 x 30 cm, 34 x 34 cm i 38 x 38 cm. Ima slučajeva kada se odstupa od sta- ndardnih dimenzija, pa se čak rade i pravougaoni preseci stubova. Stubovi su obično armira- ni sa četiri ugaone šipke.

Na stubovima su, na mestima sastava sa međuspratnom konstrukcijom, ostavljene rupe za prolaz kablova za prednaprezanje. Na vrhu stubovi imaju ispuštene ankere za nastavljanje, a u donjem delu odgovarajuće rupe, koje su snabdevene otvorima za injektiranje. Stubovi iz- nad fundamenta se proizvode sa ankerima i sa gornje i sa donje strane.

U konstrukciji stubovi su uglavnom aksijalno napregnuti, dok značajnije momente savijanja stubovi prihvataju samo kod gornjih spratova. Po pravilu su stubovi pritisnuti (rade u oblasti centričnog pritiska ili ekscentričnog pritiska u fazi malog ekscentriciteta) tako da je naveden način njihovog kontinuiranja sasvim zadovoljavajući. Vrlo retko se dešava da neki od stubova bude napregnut na zatezanje, po pravilu kao posledica seizmičkih uticaja, ali i nepravilno projektovane konstrukcije.

Kod dužih objekata (preko 40 m) prilikom utezanja kablova na nižim spratovima u podužnom pravcu, ukoliko su stubovi zabetonirani i uklješteni u fundament, može jedan deo sile za pre- dnaprezanje da se prenese na stubove izazivajući u njima moment savijanja na mestu uk- lještenja i, istovremeno, smanjenu silu prednaprezanja u podvlakama u srednjem delu objek- ta. U tim slučajevima primenjuje se postupak prednaprezanja u dve faze: prva faza podra- zumeva zatezanje kablova do 30% sile prednaprezanja, a zatim do pune početne sile. Drugi način savladavanja ovog problema podrazumeva da se stubovi uklješte u fundament tek na- kon završenog utezanja kablova prve etaže. Ovakav postupak se pokazao vrlo koristan kod objekata koji su, pored velike dužine, i velike spratnosti.

1.2.2 Tavanice Prema načinu oslanjanja, u IMS sistemu se razlikuju dva osnovna tipa tavanica:

normalne tavanice i konzolne tavanice. Normalne tavanice se oslanjaju u sva četiri svoja ugla i prenose opterećenje na stubove, dok su konzolne tavanice oslonjene samo u dve tačke i u statičkom smislu rade kao konzolni nosači. Normalne tavanice mogu da budu pune ili sa otvorima za stepenište, liftove ili vođenje raznih drugih instalacija.

  Normalne tavanice: U zavisnosti od rastera oblik osnove ovih tavanica je pravougaoni

ili kva- dratni. Tavanice su koncipirane kao kasetirane sa ortogonalnim sistemom sekundarnih no- sača. Ivični nosači se tretiraju kao primarni i oni kasnije, nakon utezanja kablova, formiraju podvlake skeletnog sistema i uvek su prednapregnuti. Kod većih rastera, radi uštede u koli- čini materijala, sekundarna rebra mogu biti i manje visine od ivičnih, što može da stvori prob- leme u oblikovanju plafonske konstrukcije. Rebra su uvek ukrućena gornjom, a često i do- njom betonskom pločom, što u statičkom smislu obezbeđuje potrebnu krutost ovoj relativno lakoj konstrukciji.

U slučaju većih raspona sama tavanica može biti formirana iz dva ili tri segmenta. Spajanje delova u monolitnu celinu postiže se takođe prednaprezanjem, a nekad se to rešava i me- kom armaturom. Kod ovakvih raspona, mogu se prednapregnuti i sekundarna rebra tavanice.

Tavanica IMS sistema omogućava postavljanje pregradnih zidova bez ikakvog ograničenja, bez obzira da li je formirana iz jednog ili više segmenata.

U tavanici je uvek moguće ostaviti otvore manje od dimenzija kasete jednostavnim perforira- njem ploče. U slučaju da je otvor takvih dimenzija (otvori za stepeništa, liftove…) da preseca- ju sekundarna rebra, tada se oko otvora obrazuje okvir kojim se uspostavlja veza između re- bara kasetirane tavanične ploče.

 

Klasična tavanica u IMS skeletnom sistemu je tavanica sa gornjom betonskom pločom i reb- rima, a laka plafonska konstrukcija se naknadno pričvršćuje za nju. Međutim, naknadna izra- da plafonske konstrukcije često može da bude problem prilikom izvođenja, zbog čega je u novije vreme češća upotreba kasetirane tavanične ploče sa plafonom uz pomoć izgubljene oplate. Drugi način izrade tavanice sa donjom (plafonskom) pločom podrazumeva polaganje kasetirane tavanice za koju je sa donje strane pričvršćena armaturna mreža u sveže razastrt beton debljine 2 3 cm, koji formira plafonsku ploču. Izbegavanje prslina kao posledica razli- čite starosti betona se postiže prednaprezanjem same donje ploče tavanice. Visina tavanice je (za uobičajene rastere stambenih objekata) 20 cm.

Konzolne tavanice: Ovaj tip tavanice se koristi za balkone ili za povećanje korisne stambene površine. Statička koncepcija je u tome da element konstrukcije konzolno prenosi optereće- nje. Pored glavnih konzolnih nosača koji su prednapregnuti, opterećenje prihvataju i sekun- darni nosači, koji moraju biti povezani sa odgovarajućim rebrima normalne tavanice, bilo pre- klapanjem armature, bilo zavarivanjem.

Raster konzolnih tavanica je diktiran osnovnim rasterom sistema i mogućnošću konzolnog prihvatanja opterećenja pod već diktiranom konstruktivnom visinom. Da bi se prihvatio mo- menat uklještenja, povećava se ekscentricitet kablova iznad oslonaca, a, kada je potrebno, dodaje se i još jedan kratki kabl. Prepusti konzolnih tavanica se kreću od 1.20 m do, čak,

3.00 m.

Kod ovih tavanica značajno opterećenje predstavljaju fasadni elementi koji na njima leže ili su o njih obešeni, zbog čega je bitno da oni budu što lakši. Problem plafonske konstrukcije se i ovde rešava na isti način kao kod normalnih tavanica.

1.2.3 Platna za ukrućenje Armiranobetonska platna za ukrućenje, zajedno sa stubovima formiraju zidove za ukrućenje.

To su osnovni konstruktivni elementi koji prihvataju horizontalne uticaje. Koncepcija ovih elemenata je takva da oni treba da su u stanju da prime kompletne horizontalne uticaje (iako i sam skelet prima njihov deo) i da smanje opštu deformabilnost skeleta. Često je ovaj drugi zahtev i presudan, jer, naročito kod nižih objekata i u nižim seizmičkim zonama, su i sami stubovi u stanju da prime i na temelje prenesu horizontalne uticaje, ali se zbog velike defor- mabilnosti takvog sistema to ne sme dopustiti (velika pomeranja bi dovela u pitanje stabilnost

i upotrebljivost sekundarnih elemenata konstrukcije).

  Ab platna su u početku primene IMS sistema bila livena na licu mesta, da bi se kasnije za-

menila montažnim panelima. Primena montažnih panela u IMS sistemu je danas redovna praksa. Livenje platana na licu mesta se koristi samo u slučajevima velikih spratnih visina ili

visokih seizmičkih zona, kada je postupak izrade in situ isplativiji u odnosu na neophodne modifikacije ustaljenih dimenzija i načina armiranja elemenata.

Kod montažnih zidova redovno se javlja problem njihovog kontinuiranja po visini. Ovaj prob- lem potiče iz činjenice da je visina međuspratne konstrukcije nedovoljna da bi se ostvario preklop armature. Zbog toga su u zidnim platnima predviđeni otvori koji idu celom visinom platna i kroz koje se provlači vertikalna armatura. Otvori su dovoljno veliki ( = 8 cm) da se u njima može ostvariti nastavljanje armature preklapanjem. Naknadno se otvori zapunjavaju injektivnom smešom.

Sama montažna platna su armirana konstruktivno, a oko pomenutih kružnih kanala - spiral- no. Dimenzije im odgovaraju razmaku između stubova umanjenom za toleranciju od 4 cm i spratnoj visini umanjenoj za 8 cm.

1.2.4 Stepeništa Montažni sistem IMS dozvoljava upotrebu kako jednokrakih, tako i dvokrakih i

trokrakih ste- peništa. Kao najekonomičnije rešenje, najčešće se koriste jednokraka stepeništa smeštena u jedno polje rastera. Sama konstrukcija stepeništa se sastoji iz već "nazubljene" stepenišne kose ploče, na koju se naknadno montiraju gazišta. Postoji mogućnost da se stepenišni ele- ment prefabrikuje u jednom komadu (sa gazištima).

  Stepenišna ploča se izrađuje kao puna ab ploča debljine 12 cm. U nosaču su

ostavljene rupe za vezu ankerima sa podvlakama.

1.2.5 Ivični nosači

Ivični nosači su gredni elementi koji imaju ulogu da na spoljnoj strani objekta, zajedno sa ivi-

čnim rebrom tavanične ploče, formiraju podvlaku skeleta (Sl. 2). Visina ivičnih nosača odgo- vara visini tavanice. Istovremeno to su elementi koji prihvataju i nose fasadne elemente.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Sl. 2 Mesto spoja ivičnog nosača i normalne tavanice (formiranje ivične podvlake)  

Ivični nosač je povezan sa ostatkom konstrukcije (sa pripadajućim stubovima) putem pred- naprezanja. Kod većih raspona ivičnih nosača, prednaprezanjem može biti dovedena u pita- nje njegova bočna stabilnost, zbog čega je ovakav element neophodno proveriti na izvijanje prilikom proračuna konstrukcije.

1.2.6 Sekundarni elementi Fasadni elementi: Fasadni elementi koji se koriste u IMS montažnom sistemu gradnje za za- tvaranje

zgrade mogu biti od svih materijala prema želji projektanta. Najčešće se primenjuju "sendvič" elementi tipa beton - izolacioni sloj - beton različitih debljina. Veza između fasadnih elemenata i ivičnih nosača ostvaruje se betoniranjem ankera, tako da u statičkom pogledu fasadni parapetni element radi kao vertikalna konzola.

  Kod ovih elemenata vertikalna spojnica (Sl. 3) je otvorenog tipa sa dekompresionim kanalom i limenom

trakom koja sprečava direktne udare kiše u spojnicu. Sa unutrašnje strane spojni- ce postavlja se plastični kit i ploča od izolacionog materijala.

 

  Pregradni zidovi: U IMS montažnom sistemu pregradni zidovi nisu noseći elementi, te je od interesa da

njihova težina bude što manja. U praksi se koriste pregradni zidovi od gipsanih blokova, siporeksa, lakih betona… Specijalni tip pregradnog zida je sanitarni blok. To je zid u koji su ugrađene instalacije, odnosno kanali i otvori za razne instalacije (vodovod, kanalizaci- ja, ventilacija…). Sanitarni blokovi se izrađuju od betona uz korišćenje raznih drugih materija- la, cevi i blokova sa šant kanalima.  

 

 

 

 

 

 

 

 

  Sl. 3 Vertikalna i horizontalna spojnica fasadnih elemenata

  Sanitarne i kuhinjske kabine: U poslednje vreme IMS sistem stambene gradnje podrazumeva upotrebu

potpuno zatvorenih ćelija u koje se ugrađuje kompletno kupatilo (Sl. 4), klozet ili radni deo kuhinje sa svim potrebnim instalacijama i otvorima. Ćelija se formira od tankih betonskih panela i montira se kranom na taj način što se postavlja na tavaničnu ploču i kasnije se priključuje za ostale razvode instalacija.

1.3 Povezivanje glavnih nosećih elemenata

Povezivanje montažnih elemenata u jedinstvenu konstrukciju predstavlja delikatan projek- tantski i izvođački zadatak. Od njegovog rešenja zavisi stabilnost konstrukcije, a, svakako, i njena ekonomičnost.

Načelno govoreći, veza između elemenata treba da bude takva da garantuje potpuno preno- šenje sila i deformacija za koje je konstrukcija projektovana. Vezivanje treba da obezbedi projektovan statički sistem konstrukcije. Pri tome se postavlja i imperativ jednostavnosti izvo- đenja veza prefabrikovanih elemenata. Trajnost veza mora da odgovara veku trajanja objek- ta bez ikakvih naknadnih reparacionih radova.Monolitnost skeletne konstrukcije u IMS sistemu postiže se prevashodno prednaprezanjem, a neke od veza se mogu ostvariti i na drugi način: zavarivanjem, kontinuiranjem mekom ar- maturom…

Sl. 4 Sanitarna kabina - kupatilo

1.3.1 Nastavljanje stubova S obzirom da se IMS stubovi protežu maksimalno kroz tri etaže, nastavljanje stubova je ne- ophodno

kod svih objekata više spratnosti. Nastavljanje stubova se izvodi jednom vrstom preklapanja meke podužne armature stuba. Iz donjeg stuba su ispušteni ankeri koji ulaze u rupe za njih predviđene na gornjem stubu.

  Svaki stub ima na svom donjem kraju, u uglovima, po dve podužne rupe (ukupno osam) čiji je prečnik

nešto veći od prečnika ankera za nastavljanje. Na gornjem kraju svakog stuba is- puštena su po dva čelična profila u svakom od uglova preseka stuba (Sl. 5). Dužina ovih an- kera je određena njihovim pravilnim sidrenjem.

 

 

Sl. 5 Nastavljanje stuba

  Nastavak se izvodi na sledeći način: na gornju površinu donjeg stuba rasprostre se 1 cm slabo

vlažnog cementnog maltera; kranom se postavi gornji stub tako da se čelični profili uvuku u kanale gornjeg stuba; gornji stub se fiksira u vertikalnom položaju; injektiraju se ka- nali gornjeg stuba. Injektiranje se vrši cementnom emulzijom Ukoliko nije ostvarena dovoljna dužina preklopa podužne armature ili ako su stubovi izloženi značajnijim zatežućim aksijal- nim silama, veza nastavka se može poboljšati ako se za injektiranje koristi emulzija sa doda- tkom epoksi smola.

1.3.2 Veza tavanica sa stubovima Veza tavanice sa stubom se ostvaruje isključivo prednaprezanjem i stvaranjem dovoljno veli- kih sila trenja između kntaktnih površina.

Između stuba i kontaktnih površina tavanica projektom je predviđen razmak od 2 cm, koji se, posle montaže tavanica, zaptiva suvim cementnim malterom, odnosno PU pastom. Cilj ovo- ga je korekcija, uvek prisutne, izvođačke netačnosti, a ujedno i ostvarivanje što prisnijeg kon- takta između tavanice i stuba.

  Kada je malter dovoljno očvrsnuo, zatežu se čelični kablovi, koji su položeni u kanal između dve tavanice. Prednaprežu se obično dva

kabla od kojih je svaki sastavljen iz 4 do 6 žica prečnika 7 mm. Kablovi se pružaju neprekinuti celom dužinom, odnosno širinom zgrade, pro- lazeći kroz rupe, za njih predviđene, u stubovima.

  Za uobičajene raspone primenjuje se trajna sila u svakoj podvlaci u rasponu od 300 430 kN (Sl. 6). Ova sila, sa relativno visokim

koeficijentom sigurnosti pokriva sve smičuće i normalne napona. Nakon pravolinijskog zatezanja kablova u poprečnom i podužnom pravcu, trasa kablova se pretvara u poligonalnu njihovim spuštanjem pomoću specijalnih hidrauličkih ure- đaja postavljenih u sredini raspona tavanice. Samo fiksiranje poligonalne trase se postiže umetanjem posebnih podmetača za fiksiranje položaja kablova na trećinama dužine raspo- na. Kroz rupe, ostavljene u zubu ivičnog ojačanja tavanice se provlače uzengije, čija je uloga kontinuiranje sekundarnih rebara tavanice.

   

Sl. 6 Ostvarena sila trenja na spoju stuba i tavanice  Kanal u kom leže zategnuti kablovi betonira se uz vibriranje, a rupe u stubovima se zapunja- vaju cementnom emulzijom u cilju zaštite

kablova.  Na isti način se i konzolne tavanice povezuju sa stubovima. Jedina razlika je u podizanju ka- blova na mestu oslonca, radi pokrivanja

momenta uklještenja.

1.3.3 Veze zidova za ukrućenje Zidovi za ukrućenje su betonski paneli debljine 15 cm koji u sredini preseka imaju kružne ot- vore prečnika 8

cm, kroz koje se provlači potrebna armatura prema statičkom proračunu. Ovi paneli su armirani konstruktivno, a oko kružnih kanala spiralno.

Nastavljanje zidova za ukrućenje se izvodi tako što se iznad tavanice postavi betonsko plat- no tako da se navuče na armaturu koja je ispuštena iz donjeg platna (Sl. 7). Zatim se u kana- le postavlja potrebna armatura. Kanali se ispunjavaju betonom samo do polovine visine. Ostatak se betonira zajedno sa betoniranjem kanala između tavaničnih ploča.

  Zid za ukrućenje i stubovi sa kojima zajedno učestvuje u prijemu horizontalnih sila, nemaju međusobne veze

izuzev u nivou međuspratne konstrukcije, gde se i putem kablova za pred- naprezanje ostvaruje veza, pa se u statičkom pogledu ovi zidovi, zajedno sa pripadajućim stubovima tretiraju kao jedinstven presek.

 

 

Sl. 7 Spoj tavanice i zida za ukrućenje

  Međutim, kod visokih zgrada ili zgrada koje leže u oblastima većeg seizmičkog intenziteta može se dogoditi da

ovakve veze ne obezbeđuju sadejstvo stubova i betonske membrane, pa je tad potrebno da se njihova veza ostvari kontinualno po visini spoja mekom armaturom ispuštenom iz stubova.

1.4 Statički tretman konstrukcije U statičkom smislu zgrada rađena u IMS sistemu predstavlja prednapregnuti betonski skelet elastično

ukrućen betonskim zidovima.

  Zgrade se, po pravilu, proračunava za delovanje vertikalnih gravitacionih opterećenja, vetra i seizmičkih

uticaja.

  Za dejstvo vertikalnog opterećenja konstrukcija se, s obzirom na prisustvo zidova za ukruće- nje, računa

kao horizontalno nepomerljiva i u slučajevima nesimetričnog rasporeda optere- ćenja. Pri tome su vertikalni elementi konstrukcije prevashodno centrično pritisnuti ili se nala- ze u zoni pritiska sa malim ekscentricitetom.

  Za prijem horizontalnih sila projektuju se zidovi za ukrućenje. Aproksimativni proračun ovih zidova

podrazumeva njihovu sposobnost da prime kompletna horizontalna dejstva, a period oscilovanja konstrukcije se izjednačava sa njihovim periodom oscilovanja. U ovom proračunu tavanice se mogu smatrati potpuno krutim u svojoj ravni.

  U realnoj konstrukciji horizontalno opterećenje primaju i stubovi skeleta, što je tačnijim prora- čunom

(prostorni model konstrukcije) moguće obuhvatiti. Prostornim modelom konstrukcije je, takođe, moguće obuhvatiti i efekte koji se javljaju kao posledica nesimetričnosti objekta - nepoklapanja centra masa sa centrom krutosti - torzija u osnovi objekta. Generalna preporu- ka kod projektovanja zgrada je izbegavanje nesimetričnih i razuđenih osnova objekata.

Pojedinačni konstruktivni elementi se proračunavaju na uobičajen način za delovanje optere- ćenja koja im se poveravaju.

  Za uobičajene raspone konstrukcija stambenih objekata kataloški propisane veze između pojedinih

elemenata nije potrebno posebno proračunavati ili proveravati. Problem i potreba kontrole se može javiti samo kod spoja između stubova i platana za ukrućenje, gde je kod viših seizmičkih zona neophodno proveriti smičuću silu na spoju i obezbediti je sa visokim koeficijentom sigurnosti.

1.5 Fundiranje

Koja će se vrsta i veličina temelja primeniti zavisi od oblika i veličine zgrade i geomehaničkih i hidrogeoloških osobina tla na kom se zgrada fundira. Primenjuju se gotovo svi načini fundi- ranja koji se inače koriste kod višespratnih zgrada: temelji samci, temeljenje na pločama, na temeljnim roštiljima, kao i na šipovima. Posebnu pažnju treba obratiti kod fundiranja zidova za ukrućenje, zbog visokog nivoa uticaja koji oni prenose na fundament.

Dobra osobina IMS konstrukcije je što nije jako osetljiva na nejednaka sleganja oslonaca, ali u slučaju izraženog sleganja, ovu činjenicu proračunom ne treba zanemariti. Pored ovoga, ovakve konstrukcije su relativno male težine, što ih čini pogodnim za izvođenje na tlu relativ- no slabijih karakteristika.

 

1.6 Montaža Montiranje elemenata montažno skeletne konstrukcije IMS izvodi se kranovima ili pokretnim

dizalicama, kod nižih objekata. Pri tome se koriste uređaji i alati specijalno namenjeni monta- ži ovakvih elemenata.

  Montaža stubova se izvodi uz pomoć uređaja za montažu stubova (obezbeđuje mogućnost podizanja

stuba kranom) i kosnika za njihovo fiksiranje.

 

Pre početka montaže stubova mora se sprovesti kontrola položaja ankernih rupa u temeljima i visinskih kota temelja, odnosno položaja ankera ispuštenih iz donjeg stuba. Na stub se montira uređaj za njegovo podizanje. Stub se postavlja na podlogu od cementnog maltera na taj način što ankeri iz donjeg stuba ulaze u rupe za njih predviđene u gornjem stubu. Zatim se postavljaju kosnici koji pridržavaju stub i tek onda se stub otpušta od krana. Nakon posta- vljanja stuba u vertikalan položaj, rupe za ankere se ispunjavaju cementnom emulzijom.

  Tavanice se montiraju nakon što su montirani stubovi. Prilikom njihove montaže koristi se uređaj za

oslanjanje tavanice, koji ima ulogu privremenog oslonca (sve do utezanja kablova u nivou tavanice). Ovaj uređaj se zavrtnjima pričvrsti za stub u kojem je predviđena oprema za njegovo kačenje. Nakon što se tavanice oslone na ove privremene oslonce zapunjava se prostor između stuba i tavanice suvim cementnim malterom. Nakon očvršćavanja ovog spoja utežu se kablovi (prvo poprečni, a zatim podužni). Pomoću betonskih umetaka kablovi se spuštaju u trećinama raspona (formira se njihova poligonalna trasa), postavljaju se uzengije za kontinuiranje sekundarnih rebara tavanica, betonira se kanal između susednih tavanica, injektiraju se rupe u stubovima kroz koje prolaze kablovi, a zatim se skidaju privremeni os- lonci.

  Konzolne tavanice se montiraju istovremeno sa ostalim tavanicama jednog nivoa. Pri ovome se

koriste uređaji za prihvatanje konzolnih tavanica, kao i uređaji za njihovo oslanjanje. Na- kon što se tavanica postavi na privremene oslonce i iskontroliše njen položaj, prostor izmeđutavanice i stuba se zapunjava cementnim malterom. Nakon očvršćavanja ovog spoja, utežu se kablovi. Dalja procedura je ista kao i za normalne tavanice.

  Zidovi za ukrućenje se montiraju nakon montaže i utezanja donjeg nivoa tavanica, a pre

montaže gornjeg nivoa. Ovi zidovi treba da budu kontinualni od temelja do najvišeg sprata objekta. Povezani su sa stubovima samo u nivou tavanice, a kod zgrada veće spratnosti i u regionima većeg seizmičkog intenziteta potrebno je da se veza između stubova i betonskih membrana ostvari kontinualno po visini spoja preko meke armature.

  Nakon što se izbetonira deo podvlake između dve tavanice uz nadvišenje od 4 5 cm,

plat- no se pomoću krana postavlja tako da armatura koja je ispuštena iz donjeg platna uđe u ot- vore gornjeg platna. Nakon otpuštanja platna od krana, kontroliše se vertikalnost položaja, postavlja se potrebna vertikalna armatura platna, zapunjavaju otvori do polovine visine. Nei- zbetonirani deo kanala se popunjava betonom nakon utezanja kablova gornje tavanice zaje- dno sa betoniranjem dela podvlake između tih tavanica. Na kraju se ispunjava betonom sas- tav između stubova i zidnog panela.

  Ivični nosači se montiraju istovremeno sa tavanicama. Nakon njegovog podizanja i

postav- ljanja na uređaj za oslanjanje tavanica u projektovani položaj, zapunjava se prazan prostor do stuba suvim cementnim malterom. Nakon očvršćavanja spoja provlače se i zatežu kablo- vi, spuštaju se u trećinama raspona ubacivanjem betonskih podmetača, provlače se uzengije kroz, za njih predviđene, rupe (kao kod normalnih tavanica) i betonira se kanal između ivič- nog nosača i tavanice. Zatim se injektiraju rupe u stubovima kroz koje prolaze kablovi i ukla- nja se uređaj za oslanjanje.

  Stepenišne ploče se montiraju nakon utezanja kablova gornje tavanice, a pre

betoniranja ka- nala između stepenišne tavanice i susednih tavanica. Gazišta se montiraju kad su radovi na objektu u završnoj fazi.

1.7 Prednaprezanje

Prednaprezanje montažne skeletne konstrukcije IMS izvodi se po sistemu ukotvljenja IMS. Prednaprezanje se ostvaruje kablovima 4 6 7mm, zavisno od primenjenog rastera.

  Uređaji koji se koriste u postupku prednaprezanja su:

  - uređaj za utezanje: čine ga tronožni upornik sa "ružom" podešen

da nalegne na ko- tvu, cilindrična hidraulična presa i hidraulična pumpa koja je opslužuje (Sl. 8);

  - mutilica sa pumpom: koristi se za injektiranje.

TENK JU SO MAČ

HVALA NA PAŽNJI