zgrade elementi obezbedjenje krutosti zgrada

8/20/2019 Zgrade Elementi Obezbedjenje Krutosti Zgrada

http://slidepdf.com/reader/full/zgrade-elementi-obezbedjenje-krutosti-zgrada 1/26

VIŠESPRATNE

ZGRADEELEMENTI ZA OBEZBE ĐENJE

KRUTOSTI ZGRADA



Opšte

►Horizontalne

sile

koje

deluju

na

zgradu

su

uglavnom

sile

vetra

i seizmičke

sile.

► Usled

velike

krutosti

međuspratne

konstrukcije

u svojoj

ravni

horizontalne

sile

se njima

prenose

na

vertikalne

elemente

za

obezbeđenje

krutosti.► Međuspratna

konstrukcija

postiže

svoju

krutost

ili

putem

monolitne

armiranobetonske

ploče

ili

putem

horizontalnog

sprega

u svojoj

ravni.

► Horizontalne

sile

se vertikalnim

elementima

za

obezbeđenje

krutosti

predaju na

više

načina:

▪

Sile

se predaju

na

više

vertikalnih

krutih

okvira, ili

putem

šajbne

na

krute

vertikalne

okvire

postavljene

na

krajevima

objekata, ili

u ravni

fasade;

▪

Sile

se predaju

na

vertikalne

spregove, koji

mogu

biti

samostalni

ili

u obliku

jezgra;

▪

Sile

se predaju

na

vertikalne

zidove

od

armiranog

betona

koji

mogu

biti

samostalni

ili

grupisani

u jezgro.



Horizontalni

elementi

za obezbeđenje

krutosti

►Spoljašnji

zidovi

zgrade

prenose

opterećenje

vetra

na

međuspratne

konstrukcije, koje

ih

redom

prenose

na

vertikalne

elemente

za

obezbeđenje

krutosti.

► Horizontalna

krutost

međuspratne

konstrukcije

obezbeđ

uje

se armiranobetonskom

pločom, a uneophodnim

slučajevima

i postavljanjem

dopunskih

horizontalnih

spregova

unutar

konture

ili

po

obimu.

► Ako

je

međ

uspratna

konstrukcija

dovoljno

kruta

da

može

samostalno

da

obavlja

funkciju

horizontalnog

sprega,onda

je

u fazi

montaže

konstrukcije

neophodno

postaviti

privremeni

horizontalni

spreg, koji

se posle

potpunog

završetka

međuspratne

konstrukcije

uklanja.



Oblici horizontalnih spregova

►Na slici a, prikazana su dva tipa horizontalnih spregova koji daju

krutost podnoj konstrukciji

i prenose horizontalne sile na vertikalne

elemente krutosti (debele linije).

►Kada je to neophodno za

povećanje torzione krutosti (naročito u

cevnim sistemima), horizontalni

spreg može biti upotrebljen po periferiji

osnove izmedu podnih nosah (slika

b, c).

Horizontalni

elementi

za obezbeđenje

krutosti



Vertikalni

elementi

krutosti

–

kruti okviri

►Prednost krutih okvira je ta što prostor između stubova nijezauzet dijagonalama.

► Obezbeđenje

krutosti

pomoću

krutih

okvira

je

jedan

od

najrasprostranjenijih

načina

obezbeđenja

krutosti.

Vertikale

okvira

su

po

pravilu

stubovi, a rigle

okvira

nosači

međuspratne

konstrukcije.



►U

ravni

fasade

mogu

se postaviti

krute

fasadne

rigle

koje

zajedno

sa

gusto postavljenim

spoljašnjim

stubovima

obrazuju

fasadne okvire.

►Grede

fasadnih

okvira

imaju

istu

visinu

kao

parapet ispod

prozora. Te fasadne

parapetne

grede

imaju

znatno

veću

krutost

od

stubova, pa se pri

dejstvu

horizontalnih

sila

ove

grede

praktično

ne

deformišu

(slika).

► Stubovi

su

kruto

vezani

sa

fasadnim

gredama

i mogu

da

se deformišu

samo

u zoni

prozora.

Vertikalni

elementi

krutosti

–

fasadni okviri

Deformisanje fasadnih okvira



Oblici

fasadnih

okvira

►Fasadne

grede

mogu

biti

izvedene

kao

puni

nosači

(slika a)

ili

kao

rešetkasti

nosači

(slika b),

što

zavisi

od

razmaka

fasadnih

stubova.

Vertikalni

elementi

krutosti

–

fasadni okviri



Fasadni okviri u cevastom sistemu

►Na zgradi World Trade Center u

Njujorku primenjen je konceptfasadnih okvira za obezbeđenje

krutosti.

► U ovom slučaju fasadni okviri

obrazuju krutu cevnu konstrukciju.

► Fasadni okviri su

formirani odposebnih montažnih jedinica, koje

se

sastoje od

po tri stuba i tri pune

fasadne grede

(sIika).

Vertikalni

elementi

krutosti

–

fasadni okviri



► Čelični

rešetkasti

spregovi

imaju

prednost

u slučajevimakada:

▪

je moguće ređe

rasporediti

lake vertikalne

spregove,

▪

liftovi

i stepeništa

nisu

jedan

ispod

drugog

po

visini

zgrade,

▪

je stepenište

sa

liftovima

u ostakljenom

prostoru

van zgrade,

▪

vreme

izgradnje

armiranobetonskih

zidova

ne

omogućava

njihovu

primenu

kao

elementa

za

obezbeđenje

krutosti,▪

armiranobetonski

zidovi

imaju

velike

otvore.

Vertikalni

elementi

krutosti

– vertikalni spregovi



Položaj

spregova

po

visini

►Položaj rešetkastih

spregova po

visini

konstrukcije

prikazan

je na

slici.

►Najekonomi

čnije

je

primeniti

jednostavnu

šemu na

slici a,ukoliko

ona

osigurava

potrebnu

krutost

i ne dovodi

do

preterano

velikih

sila

u spoju

rešetke

sa

temeljom.

► Najinteresantniji

sistem

se

dobija

dodavanjem

pojasnih

rešetki, time se

krutost

povećava

na

jednostavan, a

efikasan

način jer

se

u rad

konstrukcije

uvode

i ivični

stubovi.

Vertikalni

elementi

krutosti




Ispuna rešetkastih spregova

Vertikalni

elementi

krutosti


►Rešetkasti

čelični

spregovi

formiraju

se

od

stubova, rigli

i

dijagonala

(slika).

► Pošto je pravac

horizontalnog

opterećenja

promenljiv

to

dijagonale

sprega

mogu

primati

i zatežuće i pritiskajuće sile.

► Ovo

se

odnosi

i na

rešetke

sa

ukrštenim

dijagonalama. Ako

njene

dijagonale

projektujemo

kao

i obično elastično, one

mogu

dobiti

početno

izvijanje

od

vertikalnog

opterećenja

usled

sleganja

stubova, što dovodi

pri

horizontalnom

opterećenju

do

dopunskih

pomeranja.



Ispuna rešetkastih spregova

Vertikalni

elementi

krutosti


►Najveće mogućnosti

za

formiranje

otvora

(za

prozore

ili

vrata)

pružaju

nepotpune

rešetke

(slika

i, j), a najmanje

rešetke

sa

ukrštenim

dijagonalama

(slika

f). Ostale

šeme su

po

mogućnostima

izmedu

njih.► Trougaone

rešetke

su

najjednostavnije, a rombične i nepotpune

najsloženije

za

izradu.

► Nepotpuna

rešetka

ima

najmanju

krutost, jer

ne formira

geometrijski

nepomerljivu

šemu, a to dovodi

do

savijanja

stubova

irigli

pri

delovanju

horizontalnog

opterećenja.



Ispuna

rešetkastih

spregova

Vertikalni

elementi

krutosti


►Na osnovu

mnogih

pokazatelja

proizilazi

da

je rešetka

sa

K-ispunom

i

trougaona

najkorisnija

sa

više

aspekata.

► Mada

je rešetka sa

K-ispunom

nešto složenija

i deformabilnija, ona

je

ekonomična

po

utrošku

čelika, bolje

se

uklapa

u najčešće odnose

b i h i ima

kompaktnije

preseke, što

pojednostavljuje

izradu

zidova.

► Izvesnu

prednost

ima

varijanta

rešetke

sa

K

ispunorn

sa slike d, jer

vertikalno

opterećenje

koje

deluje

na

riglu

smanjuje

dopunski

napon

u

dijagonalama

od

sleganja

stubova

ili

ga

pretvara

u zatezanje.



Rešetkaste cevi

►Najčešća dva načina

konstruisanja

prostih

rešetkastih

spregova

(rešetkaste

cevi)

su:

1) u obliku

rešetki

sa

stubovima, riglama

idijagonalama

(slika

a);

2) u obliku

rešetke

samo

sa

dijagonalama

(slika

b).

Vertikalni

elementi

krutosti




► Armiranobetonska

platna

su

pogodna

za

primenu:

▪

ako

zidovi

prostora

za

lift i stepenište

mogu

da

obezbede

krutost

zgrade

i vatrootpornost

istovremeno,pri

ekonomičnim

debljinama

zidova,

▪

ako

su

predviđeni

spregovi

nedovoljno

kruti

ili

ih

nema

dovoljno,

▪

ako

su

betonske

kule

liftova

i stepeništa

postavljene

van zgrade, a stubovi

su

na

većem

međusobnom

rastojanju.

Vertikalni

elementi

krutosti

– armiranobetonska platna



Armiranobetonska platna i jezgra

►Ovi

armiranobetonski

zidovi

mogu

biti

smešteni

kako

uspoljašnjem

tako

i u

unutrašnjem

prostoru

zgrade.

►Ne postoje

nikakva

ograničenja

u geometrijskom

obliku

ovih

zidova. Osnovni

oblici

su

prikazani

na

slici

(centralni

krug), kao

što su:krug,

kvadrat, pravougaonik,

trougao, U-profil,

I-profil

i

slično.

Vertikalni

elementi

krutosti




Armiranobetonska platna i jezgra

►Osnovni

sistemi

armiranobetonskih

zidova mogu

se podeliti

u otvorene

i

zatvorene

sisteme.

►Otvoreni

sistemi

mogu

biti

formirani

od

samostalnih

linijskih

elemenata

ili

kombinacijom

takvih

elemenata

koji

potpuno

ne zatvaraju

prostor.Takvi

oblici

su

I, L, X, V, Y, T, H, C, I.

►Suprotno,

zatvoreni

sistemi

obuhvataju

prostor. Takve

forme

su:kvadratna,

pravougaona,

trougaona

i

kružna

jezgra.

Vertikalni

elementi

krutosti




►Jezgro

ekscentrično

postavljeno

u odnosu

na

osnovu

zgrade

opterećeno

je na

torziju

uz

opterećenje

savijanjem

i smicanje.

► Međutim, torzija

se može

javiti

i u slučaju

zgrada

sa

simetrično

postavljenim

armiranobetonskim

zidovima

kada

vetar

deluje

na

fasade

različite

površinske

teksture

(slika a, b)

ili

kada

vetar

ne deluje

na

težište

masa

zgrade

(slika c).

Torzija

armiranobetonskog

jezgra

Vertikalni

elementi

krutosti




Raspored

elemenata

za obezbeđenje

krutosti

u osnovi

►Raspored

elemanata

za

obezbeđenje

krutosti

u osnovi

moguć

je po

raznim

šemama: po

konturi

zgrade, uunutrašnjosti

zgrade

i na

različitim

delovima

osnove.

►Na slici su prikazane neke od mogućnosti za pravilnogpostavljanja elemenata za obezbeđenje krutosti u osnovizgrade.

Raspored vertikalnih elemenata za obezbeđenje krutosti



►Opšti

principi

rasporeda

vertikalnih

elemenata

krutosti

su:

▪

vertikalna

ukrućenja

moraju

biti

postavljena

u najmanje

dva

međusobno

upravna

pravca;

▪

na svakom

spratnom

nivou

moraju

se obezbediti

najmanje

trinepomerljive

tačke

vezane

za

međuspratnu

konstrukciju

i vertikalno

ukrućenje;

▪

pri

postavljanju

vertikalnih

ukrućenja

mora

se voditi

računa

i onjihovom

simetričnom

postavljanju, kako

bi se izbeglo

nesimetrično

torziono

opterećenje

(naročito

pri

zemljotresu);▪

vertikalni

elementi

krutosti

ne treba

da

budu

u osnovi

raspoređeni

uobliku

zraka

koji

polazi

iz

jednog

centra;

▪

orijentacija

i uzajamni

položaj

vertikalnih

elemenata

krutosti

ne sme

da

dovede

do bitnog

ograničavanja

temperaturnih

deformacija

konstrukcije, posebno

kod

razuđenih

zgrada;▪

broj

vertikalnih

elemenata

krutosti

mora

da

bude

minimalni

potrebni;

▪

u slučajevima

kada

se zgrada

deli u dilatacione

blokove, ove

elemente

za

obezbeđenje

krutosti

treba

psotaviti

za

svaki

blok

nezavisno;

▪

ako

je moguće

treba

ih

postavljati

u zidovima

sa

najmanjim

brojem

otvora.

Raspored

elemenata

za obezbeđenje

krutosti

u osnovi



Greške pri posotavljanju vertikalnih elemenata za određivanje krutosti

Raspored

elemenata

za obezbeđenje

krutosti

u osnovi

►Na sledećim

primerima

biće prikazane

greške

pri

postavljanju

vertikalnih

elemenata

za

obezbeđenje

krutosti

u osnovi.

► Na tri slučaja

ilustrovana sa

slici

položaj postavljenih

spregova

omogućava

ukrštanje

njihovih

pravaca

u jednoj

tački,

što znati

da

sistem

ima

jednu

trenutnu

tačku

rotacije

koja

je na

konačnom rastojanju

za

slučajeve

na

slici a i

b, odnosno

beskonačno

udaljena, kao

što je prikazano

na

slici c.



Sistem koji ne može da primi uticaje torzije

Raspored

elemenata

za obezbeđenje

krutosti

u osnovi

►Sistem

prikazan

na

slici

zbog

malog

rastojanja

unutrašnjih

vertikalnih

spregova

b, i pored

toga što ima dve

tače

konvergencije

ne može

da

primi

uticaje

torzije.



Određivanje optimalnog nosećegsistema

►Najveći deo

cene

noseće konstrukcije

višespratnih

zgrada

čini

cena

konstrukcionog

čelika

u koju

je uključena

količina

konstrukcionog

čelika

i njegova

jedinična

cena.

► Najbolja

ocena

efikasnosti

sistema

je

upoređenje

ukupne

količine

čelika

sa

onom

koja

je potrebna

za

prijem

samo

vertikalnih

sila.

► Ovakvo

poređenje

dovodi

do koncepta

"dodatka

za

vetar"

i

minimiziranje

ovog

dodatka

daje

najefikasniju

konstrukciju. Konačni

cilj

određivanja

optimalnog

nosećeg

sistema

bi

bio eliminisanje

"dodatka

za

vetar", tj. da

se

naponi

usled

dejstva

vetra

zadrže na

nivou

manjem

od

razlike

između dopuštenog

napona

za

prvi

i drugi

slučaj

opterećenja.




Određivanje

optimalnog

nosećeg

sistema zgrade

►U realnim

konstrukcijama

međutim, izvestan

"dodatak

za

vetar" se

mora

očekivati, a slika

prikazuje prihvatljive

"dodatke

za

vetar" kao

funkciju

broja

spratova

na

jednoj

tipičnoj

osnovi.

►Dijagram pokazuje

da

se

količina

čelika

potrebnog

za

prijem

vertikalnog

opterećenja

povećava

skoro

linearno

sa

brojem

spratova,

dok

se

količina

čelika

potrebna

za

prijem

vetra

povećava

drastično sa

povećanjem

visine.

►Izbor

optimalnog

nosećeg

sistema

je prikazan

isprekidanom

linijom slici.



Prikaz optimalnih nosećih sistema u zavisnosti od broja spratova


►Na slici su

prikazani

raznovrsni

noseći sistemi

višespratnih

zgrada

od

čelika

sa

približnim

pokazateljima granica

ekonomične primene.

►Dijagram

je organizovan

na

bazi

konstruktivne

efikasnosti

sistema, tj. odnosa

težine

cele

konstrukcije

zgrade

i

ukupne

površine

spratova.

zgrade elementi obezbedjenje krutosti zgrada

Documents