Upload
arturvandelay
View
18
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
medjukatne konstrukcije
Citation preview
18.12.2013.
1
Predavanje 11 Zagreb 2013.
Visoke graevineMeukatne konstrukcije
doc.dr.sc. Goran Pu, dipl.ing.gra. doc.dr.sc. Anelko Vlai, dipl.ing.gra.
Sveuilite u Zagrebu Graevinski fakultetZavod za konstrukcije
18.12.2013.
2
Predavanje 11:1. Uvod2. Betonske meukatne konstrukcije3. elini sustavi meukatnih konstrukcija4. Spregnuti sustavi meukatnih konstrukcija5. Prednapeti elementi u meukatnim konstrukcijama6. Posebni zahtjevi7. Ulazni parametri za projektiranje
Uvod meukatne konstrukcije
bitno odreuju cijenu i brzinu gradnje sekundarni nosivi element
utjecaj na njihovo konstruiranje: 1. arhitektonski razlozi (namjena graevine)
stambene zgrade: manji rasponi stalni pregrada doputaju konstrukciju manjih raspona i izmjeraposlovne zgrade: vei rasponi zbog potrebe za prenamjenom prostora
2. odabrani glavni sustav za prijenos silada li meukatne konstrukcije sudjeluju u prijenosu glavnih sila?
3. brzina gradnje ako je presudna, odabiru se sustavi koji se bre izvode, bez obzira na cijenu
osnovna podjela: betonski i elini sustavi vano: visina meukatne konstrukcije poveava visinu zgrade
18.12.2013.
3
Uvod namjena graevine kao faktor odabira sustava meukatne konstrukcije
Betonske meukatne konstrukcije Armirani beton, rijetko prednapete ploe
Ploe stalne debljine nosive u jednom smjeru Stalna debljina do 20 cm, oslonac na grede okvira ili zidove izvode se na rasponima od 3 m do 7,5 m Glavna prednost: jednostavna oplata i armiranje Nedostatak: velika masa i neuinkovito koritenje gradiva (betona i elika) Koristi se u zgradama s veom gustoom posminih zidova, najee stambene
namjene, ili kod okvirnih konstrukcija Ukoliko ploa prelazi vie raspona u kontinuitetu (bez otvora) navodi na sustav
s prednapinjanjem
18.12.2013.
4
Betonske meukatne konstrukcijeSitnorebraste ploe nosive u jednom smjeru
Ploe armirane mreama na malom rasponu nose izmeu rebara koja su gusto postavljena i prenose optereenje na grede okvira
Minimalna debljina ploe: oko 6 cm Visina rebara: 15 cm do 50 cm Razmak rebara: 50 cm do 75 cm Konstruktivno ponaanje nalik na niz greda T presjeka postavljenih jedna do
druge
Sitnorebraste ploe nosive u jednom smjeru
Izrada u oplati koja se vie puta koristi
18.12.2013.
5
Betonske meukatne konstrukcijePloe s rebrima i gredama nosive u jednom smjeru
Ploa armirana u dva smjera stalne debljine Ploa moe biti tanka od 8 do 15 cm, dok sustav moe premostiti raspon do
14 metara Najee u okvirnim graevinama
problemi:Konstruktivna visina Prodori za instalacijeSloena oplata
Konstruktivna visina betonskih greda u odnosu na raspon L: L/20 do L/15
Betonske meukatne konstrukcijePloe nosive u dva smjera
Ploa stalne debljine armirana na noenje u dva smjera oslanja se na pojedinane stupove ili uske zidove
Armirani beton: raspon do cca 8 metara, s prednapinjanjem do 11 m Glavna prednost: jednostavan oblik, povoljan za postavljanje oplate i armiranje Omoguuje slobodu u razmjetaju oslonaca Posljedica odsustva greda: manja visina kata, slobodan prolaz instalacija
18.12.2013.
6
Betonske meukatne konstrukcijePloe s kapitelima nosive u dva smjera
Kapiteli stupova ili podebljanja ploe uz stupove (drop panels) reduciraju problem proboja ploe poveavajui posminu nosivost
Podebljanja dodatno poveavaju visinu uz oslonce, poveavajui mogunost prijenosa negativnih momenata
Povoljno za vea optereenja i/ili vee raspone u odnosu na plou jednolike debljine
Mogue utede armature Najee se koristi kod kvadratnih ili priblino kvadratnih rastera
Ploe s kapitelima nosive u dva smjera podebljanja ploe uz stupove (drop panels)
kapiteli
18.12.2013.
7
Betonske meukatne konstrukcijeKasetirana ploa
Tanka ploa poduprta je kvadratnom mreom gredica Pri izvedbi ploa i grede formiraju se zajedno, na oplati s kasetama Uz stupove kasete se izostavljaju, zbog proboja Maksimalne izmjere kaseta: do 75 cm duljine/irine, do 50 cm dubine Zanimljiv izgled stropa koji se koristi bez podkonstrukcije
Betonske meukatne konstrukcijePloe s gredama nosive u dva smjera
Ortogonalno postavljeni setovi greda prenose optereenje na stupove ili zidove Ekonomian sustav po pitanju utroka betona i armature Moe se neposredno uklopiti u glavni nosivi sustav Ponavljanje: najvei omjer irine prema duljini ploe da bi bila nosiva u dva
smjera je 1:2
18.12.2013.
8
Betonske meukatne konstrukcije Burj Dubai
elini sustavi meukatnih konstrukcija Sastoje se od elinih nosaa koji podupiru betonsku plou a sami se oslanjaju
na vertikalnu konstrukciju zgrade Konstruktivna visina elinih greda u odnosu na raspon L: L/30 do L/15 Nespregnuti sustav: ploa nosi sama za sebe, bez krute veze s elinim
nosaima 2 osnovne inaice ploe: na metalnoj podlozi (elini lim) ili bez nje
18.12.2013.
9
elini sustavi meukatnih konstrukcija Betonska ploa bez podloge: obino nosiva u jednom smjeru, debljine 10 do 18
cm Betonska ploa na limenoj podlozi: minimalno 5 do 6 cm Glavna odrednica dimenzioniranja elinog nosivog sustava: teina betonske
stropne ploe Nastoje se postii manji rasponi s tankom ploom povrh nosaa Pri optimalizaciji varira se razmak nosaa, njihov raspon i debljina ploe
elini sustavi meukatnih konstrukcija Varijanta: betonski predgotovljeni elementi na elinim nosaima monolitizirani
tankim veznim slojem betona povrh
18.12.2013.
10
elini sustavi meukatnih konstrukcijaSustav nosiv u jednom smjeru
Pravokutna mrea stupova podupire skupine paralelnih greda na relativno malom razmaku
Betonska ploa nosi na rasponu jednakom razmaku greda Kod okvirnih konstrukcija grede neposredno oslonjene na stupove mogu biti
ojaane za sudjelovanje u prijenosu primarnih optereenja
elini sustavi meukatnih konstrukcijaSustav nosiv u dva smjera
Ako su nosivi stupovi udaljeniji u oba smjera, formira se horizontalni okvirni sklop od grednih nosaa s ploom povrh, koja nosi na razmacima nosaa
Da bi se visina okvira smanjila, vie optereeni nosai postavljaju se u kraem rasponu,a manje optereeni na duljim rasponima
18.12.2013.
11
elini sustavi meukatnih konstrukcijaSustav s tri glavna smjera
Sustav se koristi u zgradama u kojima se zahtijeva vrlo velik razmak stupova Formiraju se tri glavne nosive linije nosaa Primarni nosai mogu biti reetkasti, dok su sekundarni i tercijarni nosai I
presjeka Nastoji se ostvariti mali raspon na kojem nosi ploa
Spregnuti sustavi meukatnih konstrukcija sprezanje elinog i betonskog elementa: povezivanje modanicima koji
prenose posmik, tako da ploa djeluje kao gornja pojasnica elinog nosaa varijanta: elini pokrov (lim) nad nosaima slui kao izgubljena oplata pri
izvedbi, a istake na limu osiguravaju posminu vezu s ovrslim betonom Prednost: vea horizontalna krutost (bolji uinak dijafragme)
18.12.2013.
12
Spregnuti sustavi meukatnih konstrukcija uobiajeno povezivanje ploe i grede modanicima: sama betonska ploa nosi
u smjeru okomito na gredu, a u uzdunom smjeru elinog nosaa beton i elik povezuju se u spregnuti presjek
varijanta: betonska ploa na limenoj podlozi s klasinim modanicima
Spregnuti sustavi meukatnih konstrukcija Oblikovanje limenih podloga
(trapeznih profila)
18.12.2013.
13
Prednapeti sustavi meukatnih konstrukcija Varijante: montani elementi s posminim spojem (shear key) Montani elementi monolitizirani dobetoniranom ploom povrh Montani (predgotovljeni) elementi najee prednapeti na stazi Izvedba na mjestu kabelsko prednapinjanje esto u kombinaciji sa elikom spregnuta izvedba
Prednapeti sustavi meukatnih konstrukcija Primjer: izmjere i rasponi montanih elemenata jednog proizvoaa
18.12.2013.
14
Posebni zahtjevi na meukatne konstrukcije- otpornost na poar- akustina svojstva prijenos zvuka- priguenje vibracija- termalna svojstva
- naelno: masivni betonski stropovi pokazuju odreene prednosti u pogledu zahtjeva uporabe
Otpornost na poar (fire resistance) jedna od bitnih znaajki graevine (prva je mehanika otpornost i stabilnost) Meukatna konstrukcija spreava irenje poara izmeu etaa Klasa otpornosti na poar zapravo znai vrijeme tijekom kojeg pasivni sustav
zatite odolijeva ispitivanju na poar (zadovoljava odreene kriterije funkcionalnosti pod poarnim optereenjem)
Zahtjevi na otpornost ovise o namjeni i visini (katnosti) zgrade Tipino: 60 do 120 minuta Tipina zatita: vatrootporna obloga elinih elemenata Alternativno: ojaavanje elini elemenata
18.12.2013.
15
Otpornost na poar (fire resistance) Sustav meukatne konstrukcije mora biti projektiran i izveden na nain da jami
dostatnu otpornost na poar Krivulje vrijeme/temperatura koriste se kod ispitivanja otpornosti na poar
pasivnih sustava zatite
Akustika zgrade Spregnute meukatne konstrukcije doivjele su procvat u gradnji uredskih
zgrada potkraj prolog stoljea, ali je njihovo koritenje za stambene zgrade problematino radi problema prijenosa zvuka
Za prijenos zvuka zrakom izolacija se lake postie kod masivnih meukatnih konstrukcija
Kod izoliranja udarnog zvuka korisno je izbjei krute spojeve meukatne konstrukcije
Potrebno je paljivo konstruirati detalje spojeve kako bi se izbjegla pojava obilaznog irenja zvuka kroz konstrukciju
18.12.2013.
16
Akustika zgrade Prijenos zvuka zrakom: izvor buke u jednoj sobi alje valove zranog pritiska
koji uzrokuju vibracije na drugoj strani meukatne konstrukcije Konstruktivna izolacija postaje vaan faktor pri projektiranju tipa konstrukcije Najuinkovitiji nain izolacije: dodavanje mase u konstrukciju Prijenos udarnog zvuka: izvor je udarac na jednoj strani meukatne
konstrukcije, koja prenosi zvuk na dugu stranu (npr. koraci u sobi iznad uju se u nioj sobi).
Obilazni prijenos zvuka: kompleksan nain prijenosa, javlja se u npr. elinim okvirima, gdje zvuk prolazi elementima glavne konstrukcije, premda meukatni sklop prua dobru izolaciju
Energetska (termalna) uinkovitost Termalna uinkovitost (uteda energije) moe se postii izvedbom masivnih
meukatnih konstrukcija Masivni element apsorbira toplinu tijekom dana te je otputa tijekom noi,
najbolje uz pomo prirodne ventilacije Stropne ploe mogu biti konstruirane s kanalima za vodu za hlaenje kako bi
se pospjeilo rjeavanje vika topline Toplinska svojstva poboljavaju se ako je masivna konstrukcija izloena
sputeni stropovi ponitavaju pozitivan uinak Masivna struktura moe apsorbirati mnogo topline, ali postaje problem kod
zagrijavanja jer apsorbira mnogo topline pa ju je teko zagrijati trai se ravnotea suprotstavljenih zahtjeva kako bi se optimalno udovoljilo uporabnim zahtjevima
18.12.2013.
17
Krutost meukatne konstrukcije Krutost je preduvjet kako bi se meukatna konstrukcija ponaala korektno u
dinamikom smislu (ovaj put radi se o udobnosti korisnika a ne o seizmikim svojstvima zgrade)
Sloen problem: kako pod odgovara na pobudu u smislu akceleracije (dominantni parametri su masa i krutost)
Zahtjevi na ponaanje poda meukatne konstrukcije ovise o namjeni graevine ili prostorije (neke namjene toleriraju pomake poda)
Zbrinjavanje ruenje nakon uporabe Posljednjih godina zbrinjavanje ruenje
graevine nakon kraja njezinog vijeka uporabe postaje pitanje o kojem se sve vie raspravlja
Mogunost zbrinjavanja dijelova graevine na nain da se ponovo iskoriste i ugrade u novu zgradu vrlo je atraktivna s motrita odrivog razvoja
pitanje za budunost?
Projektiranje meukatne konstrukcije ulazni parametri1. Utvrdi raspored stupova i greda glavnog sklopa2. Utvrdi poziciju vanjskih rubova meukatne konstrukcije3. Odredi uporabna optereenja, ukljuujui privremena i dinamika4. Odredi stalna optereenja pregradne zidove i sl.5. Odredi razdoblje otpornosti na poar6. Odredi ogranienje visine konstrukcije7. Odredi ogranienje na masu sklopa radi akustike8. Odredi lokacije prodora9. Utvrdi zahtjeve na izgled podgleda sklopa10.Utvrdi zahtjeve na nosae instalacija11.Utvrdi zahtjeve na nosae fasade12.Odredi tolerancije izvedbe13.Odredi granice doputenih progiba14.Doznaj posebne zahtjeve ogranienja vezane uz gradilite
18.12.2013.
18
Zakljuno Meukatna konstrukcija ini oko 20% ukupne mase konstrukcije visoke
graevine Osim utroka gradiva i konstruktivnih prednosti, odabir sustava ovisi o brzini
izgradnje Optimalizira se:
Omjer visine i raspona konstruktivnih elemenata Razmak greda Debljina ploe Tip sklopa