VIESPRATNE ZGRADEKONSTRUKCIJSKO OBLIKOVANJE

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - uvodPodne ploe meuspratnih konstrukcija imaju zadatak da neposredno prenesu vertikalna optereenja na oslonake nosae (podni nosai) i da spratove zatvore od pristupa dotoka vazduha, buke, protivpoarno i toplotno. Poeljno je da imaju dovoljnu horizontalnu krutost da bi delovale kao horizontalna kruta dijafragma, odnosno da bi mogle da prime i prenosu sva horizontalna optereenja na vertikalne elemente za obezbeenje krutosti.

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskeOvakve podne ploe predstavljaju sisteme kod kojih je povrinski nosei element armiranobetonska ploa. Ploe se mogu izvoditi kao: livene na licu mesta preko oplate, tanke prefabrikovane armiranobetonske ploe preko kojih se izliva beton, kao montane prefabrikovane ploe. Prema nainu sadejstva sa elinim podnim nosaima i podvlakama mogu biti spregnute ili ne.

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskeArmiranobetonska ploa livena na licu mesta koja nije spregnuta sa elinim nosaima, danas se sve ree koristi (slika). Za uobiajene raspone ovakve ploe moraju biti debele najmanje 20 cm. Da bi se olakale mogu se izvoditi kao sitnorebraste ili kasetirane konstrukcije. Njena neekonominost se ogleda u skupom postupku izvoenja uz primenu oplate.

Armiranobetonska ploa livena na licu mesta

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskeGotove armiranobetonske ljuske sa dodatnim betoniranjem (slika) javljuju se u praksi sa veim brojem moguih sistema prefabrikovanih elemenata (npr. "Omnia"). U praksi se najbolje pokazala 4 cm debela armiranobetonska ljuska koja se postavlja preko elinih nosaa, a preko nje se izliva dodatni sloj betona time se dobija puna debljina armiranobetonske ploe. U prefabrikovanu ljusku potpuno je ugraena zategnuta armatura, a smiua armatura (uzengije), kao i gornja armatura tre iz donje ljuske i predstavljaju vezu sa dodatnim livenim betonom.

Gotove armiranobetonske ljuske sa dodatnim betoniranjem

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskeArmiranobetonska ploa livena na licu mesta spregnuta sa elinim nosaima predstavlja uspenu kombinaciju dva razliita materijala koji uestvuju zajedno u prijemu optereenja, takoto betonska ploa prima napone pritiska, a elini nosai napone zatezanja. Kako beton, zbog svojih mehanikih osobina, moe da primi samo napone pritiska, to je od svih statikih sistema za podnu plou najpovoljnija prosta greda, jer je betonska ploa pritisnuta u svakom preseku du raspona. Podna ploa moe biti izvedena bez ili sa vutama (slika). Sprezanje je mogue ostvariti i sa punim i sa reetkastim podnim nosaima.

Armiranobetonska ploa livena na licu mesta, spregnuta sa elinim nosaima

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskePrefabrikovane montane armiranobetonske ploe (slika) liju se u fabrici ili na samom gradilitu u kalupima i potom postavljaju na namontirane eline nosae meuspratne konstrukcije. Da bi se spreilo pomeranje ploa, esto se na gornji pojas elinih nosaa zavaruju drai od okruglog ili pljoteg elika. Radi ostvarenja dejstva dijafragme, fuge izmedu ploa se moraju armirati i izbetonirati (sistem greda-prsten).

Prefabrikovane montane armirano betonske ploe

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskePrefabrikovana armiranobetonska ploa je izvedena sa prethodno ostavljenim otvorima za smetaj modanika (slika a). Modanici, samostalni ili u paru, su u odreenom rasporedu zavareni za gornji pojas podnih nosaa. Ostavljeni otvori se kasnije pune cementnim malterom, to omoguava bolju korozionu zatitu gornje noice, ali zahteva dopunsku radnu operaciju.

Sistemi montanih armiranobetonskih ploa spregnutih sa elinim nosaima

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskeSprezanje prefabrikovane armiranobetonske ploe i elinih podnih nosaa moe se ostvariti i pomou visokovrednih vijaka. Gotove armiranobetonske ploe se polau preko podnih nosaa i kroz predhodno ostavljene otvore privruju visokovrednim vijcima (slika c). Vijci prenose pritisak na beton putem elinih Ieinih ploa.

Sistemi montanih armiranobetonskih ploa spregnutih sa elinim nosaima

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskePrefabrikovane uplje podne ploe rade se kao samonosei prednapregnuti elementi na stazama za prednaprezanje. Zbog postojanja otvora u poprenom preseku ploe (slika) postie se mala sopstvena teina. U optem sluaju ploe imaju irinu 1.2 m i mogu se isporuivati u proizvoljnim duinama do maksimalno doputenih raspona od 7.5 m. Fuge izmedu podnih ploa se zavaruju. Prednapregnute uplje prefabrikvoane podne ploe

Podne ploe meuspratnih konstrukcija - armiranobetonskePodne ploe od lakog betona (slika) izvode se kao prefabrikovane od gasbetona. Ploe su armirane podunom i poprenom armaturom meusobno zavarenom i antikoroziono zatienom. U optem sluaju irina ploe je 60 cm, a maksimalna duina 6.0 m. Mogu da prime korisno optereenje od 1.5 do 4.0 kN/m . Ploe su raunate kao proste grede.

Gasbetonske podne ploe

Podne ploe sa profilisanim limovimaPodne ploe sa profilisanim limovima sastoje se od tankih profilisanih elinih limova (jednoslojnih ili dvoslojnih) prekrivenih betonom ili nekom drugom pokrivkom. Mogu se izdvojiti sledei vidovi prijema optereenja: optereenje prima samo elini profilisani lim; optereenje prima samo betonska ploa; optereenje prima spregnuti presek elinog profilisanog lima i betonske ispune.

Podne ploe sa profilisanim limovima Nosei profilisani elini limovi proizvode se od obostrano pocinkovanih tankih limova hladnim oblikovanjem i po pravilu su trapezasti. Debljina elinog lima bez zavrne cinane prevlake je od 1,0 do 1,5 mm, a ako elini profilisani limovi slue kao izgubljena oplata moe se primeniti i debljina lima od 0,75 mm. Paneli ovakvih limova proizvode se u duinama manjim od 15 m irinama koje se kreu izmeu 528-1098 mm i visinama profilacije od 35 do 155 mm. Postoje razliiti oblici elinih profilisanih limova u vidu tabli sa otvorenim ili tabli zatvorneim presekom. Za praktinu primenu dolaze u obzir razliiti oblici elinih profilisanih limova u vidu elemenata, tabli sa otvorenim (slika a) ili tabli sa zatvorenim presekom (slika b, c).

Oblici profilisanih limova

Podne ploe sa profilisanim limovima

Oblici profilisanih limova

Podne ploe sa profilisanim limovimaPreko profilisanog elinog lima koji nosi sva optereenja, po pravilu se postavljaju prefabrikovane ploe od lakih betona, azbestcementa, drveta, gipsa i drugih materijala. Radi zadovoljenja drugih tehnikih uslova (toplotna, zvuna i protivpoarna zatita) efikasna je primena materijala kao to su mineralna vuna, tvrdi sunerasti materijali, pluta, vermiculit i drugi (slika levo). U sluaju kada se beton izliva na licu mesta on mora imati debljinu od najmanje 5 cm od gornje ivice lima, da bi se dobila gornja povrina otporna na dejstvo poara (slika desno). Za vee raspone preporuuje se ispunjenje lakim betonom.

Profilisani limovi sa pokrivkom od prefabrikovanih ploa

Profilisani lim sa ispunom od livenog betona

Podne ploe sa profilisanim limovimaPodna ploa velike nosivosti dobija se meusobnim spajanjem dva duboka profilisana lima. Ovakav zatvoreni profil nosi do 20 kN/m2 pri rasponima od 4.0 m (slika). Prostor izmeu profilisanih limova moe se iskoristiti za voenje manjih instalacija.

Podna ploa dobijena udvajanjem dva duboka profilisana lima

Podne ploe sa profilisanim limovimaDimenzionisanje profilisanog lima (debljina i visina) vri se na osnovu raspona i optereenja. Optereenje se prihvata u pravcu raspona profilisanog lima koje moe biti statikog sistema proste ili kontinualne grede. Dimenzionisanje se vri na najnepovoljnije presene sile usled stalnih, montanih i korisnih optereenja. U ovom sluaju betonska ispuna doprinosi rasprostiranju koncentrisanog optereenja sa poda i ima fiziko-tehnike funkcije.

Podne ploe sa profilisanim limovima Podne ploe sa profilisanim elinim limom kao izgubljenom oplatom, deluju tako to se profilisani lim dimenzionie da primi deo stalnog i montanog optereenja, a armiranobetonska ploa ostala stalna i korisna optereenja. Ovaj sistem omoguava poveanje raspona ploe tj. razmaka nosaa ispod ploe, to je omogueno velikom nosivou profilisanih limova, pri emu je privremeno podupiranje u fazi betoniranja svedeno na najmanju moguu meru ili potpuno izbaeno. Odmah po spajanju profilisanih limova i elinih nosaa ostvaruje se dejstvo horizontalne dijafragme. Znaajna prednost ovog sistema je i to to otpada izrada oplate za betoniranje ploe.

Podne ploe sa profilisanim limovimaSpregnute ploe sa profilisanim elinim limovima su ploe kod kojih je sprezanje profilisanog lima i betona efikasno sprovedeno na jedan od sledeih naina ili pak njihovim kombinovanjem: posebnim oblikom profilisanog lima - povrinsko sprezanje, mehanikim spojnim sredstvima na limu ili u limu po celoj duini ploe, ankerisanjem ploe iznad oslonaca. Ovakvim sprezanjem zagarantovan je pouzdan prenos horizontalnih smiuih sila i spreeno je pomeranje i odvajanje betona od profilisanog lima. Postoje razliiti vidovi sprezanja: sprezanje betonske ploe i profilisanog lima, sprezanje betonske ploe i eilinog nosaa.

Podne ploe sa profilisanim limovimaU praksi su razraena razliita konstruktivna reenja koja omoguavaju efikasno sprezanje: Sprezanje zavarenom armaturnom mreom (slika). Ovaj sistem sprezanja se primenjuje za glatke limove kada se radi o veim koncentrisanim optereenjima i dinamikom naprezanju. Ukoliko iznad armaturne mree postoji dovoljan zatitni sloj podna ploa se moe smatrati vatrootpornom.

Spregnute podne ploe sa profilisanim elinim limovima

Podne ploe sa profilisanim limovima Sprezanje pomou profilacija lima (slika). Sistem kod koga se sprezanje ostvaruje pomou pogodnih profilacija lima ili putem dodatnih ispupenja ili udubljenaj na rebrima i noicama profilisanog lima pokazali su se vrlo efikasnim u praksi.

Spregnute podne ploe sa profilisanim elinim limovima

Podne ploe sa profilisanim limovima Ankerovanje na krajevima pomou graninog ugaonika ili vijaka-modanika. Ovaj sistem sprezanja se primenjuje za glatke limove. Sve smiue sile se primaju ivinim ugaonikom ili vijcima-modanicima zavarenim na kajevima ploe.

Spregnute podne ploe sa profilisanim elinim limovima

Podne ploe sa profilisanim limovimaZavarivanje vijaka-modanika za elini nosa moe se izvriti na tri naina: vijci-modanici se zavaruju za elini nosa kroz lim, njegovim progorevanjem, vijci-modanici se zavaruju za elini nosa kroz otvore koji su ostavljeni na limu, vijci-modanici se zavaruju direktno za elini nosa, a lim na tom mestu ima prekid. Uobiajeni su postupci automatskog zavarivanja Pecco, Philips i Nelson. Zavarivanje se izvodi runim pitoljem, kojim se postie zavarivanje 2-3 modanika u minutu.

Podne ploe sa profilisanim limovima

Ugradnja modanika za sprezanje elinih nosaa i AB ploe

Podne ploe sa profilisanim limovimaNa slici su prikazane veze podnih nosah i podvlake, kao i ploe od profilisanih limova i betonske ispune. Profilisani lim se u oba reenja prekida du podvlake time se izbegava ukrajanje tabli lima na mestima stubova.

Nain postavljanja profilisanog lima

Podne ploe sa profilisanim limovima

Nain postavljanja profilisanog lima

Podne ploe sa profilisanim limovimaZa uputeni visinski poloaj podnih nosah nije potrebno isecanje gornje nosice, pri emu se profilisani lim zavrava na podnom nosau (slika a), dok se u sluaju izjednaavanja nivoa gornjih noica podvlake i podnih nosaa, noice ovih poslednjih moraju isei-upasovati, dok je profilisani lim oslonjen na noicu podvlake (slika b). U gornjoj zoni betonske ploe na mestu spoja podnih nosaa i podvlake ugraena je dvostruka armatura kojom se obezbeuje kontinuitet i smanjuje uticaj skupljanja i teenja betona.

Nain postavljanja profilisanog lima

VIESPRATNE ZGRADEPODNI NOSAI I PODVLAKE

Podni nosai i podvlake - UvodPodni nosai i podvlake su horizontalni ili u sluaju krova blago nagnuti elementi koji primaju vertikalno optereenje. Vertikalno optereenje prouzrokuje u njima momente savijanja i smiue sile. Normalne sile u ovim elementima su po pravilu neznatne i pojavljuju se od horizontalnih optereenja. Ovi nosai po obliku mogu biti: puni, reetkasti, saasti, Virendel, ubetonirani.

Podni nosai i podvlake - Puni nosaiPuni nosai se najee primenjuju pri projektovanju meuspratnih konstrukcija viespratnih zgrada. Njihova ekonominost dolazi do punog izraaja za raspone do 12 m. Po tehnologiji izrade oni mogu biti valjani, hladno oblikvani i zavareni nosai.

Popreni preseci podnih nosaa i podvlaka u punoj izradi

Podni nosai i podvlake - Puni nosaiJedna efektna konstrukcija sanduastog podnog nosaa je primenjena u 11-spratnoj administrativnoj zgradi u Stokholmu. Podni nosai su sanduasti raspona 7.2 m prilagoeni oslanjanju prefabrikovanih betonskih ploa i lakom provlaenju horizontalnih instalacija (slika). Ovim je dobijena izuzetno mala visina meuspratne konstrukcije koja je omoguila spratnu visinu od samo 2.96 m

Podni nosa sanduastog poprenog reseka za malu visinu meuspratne konstrukcije

Podni nosai i podvlake - Puni nosaiPuni nosai se moraju adekvatno ukrutiti na mestima unoenja velikih koncentrisanih sila pomou poprenih ukruenja rebara. Ovo je neophodno pogotovu na mestima oslanjanja. Ukoliko se kroz vertikalni lim nosaa meuspratne konstrukcije mora provui neka od instalacija onda se rebro nosaa mora probuiti na tom mestu. Za manje dimenzije otvora nije neophodno izvriti ojaanje na mestu otvora, ali za vee dimenzije popreni presek nosaa je bitno oslabljen te se mora ojaati (slika).

Ojaanje rebra nosaa meuspratne konstrukcije na mestu otvora

Podni nosai i podvlake Virendel nosaiVirendel nosa je slian reetkastom nosau, formiran je samo od pojaseva i vertikala. Pojasevi i vertikale izloeni su normalnim silama i momentima savijanja. Ovakvi nosai se upotrebljavaju kao nosai spratne visine za zgrade konzolnog tipa, ili kao podni nosai velikih raspona i optereenja. Virendel nosa doputa prolaz velikih vodova kroz njih, ali njihova velika jedinina cena je prepreka za veu primenu.

Podni nosai i podvlake Virendel nosaiNa slici a prikazan je Virendel nosa formiran od valjanih I profila, to je njegova relativna prednost. Nosivost ovakvog nosaa moe biti poveana zavarivanjem vuta u vorovima koje su takode napravljene isecanjem iz I profila. Teak zavareni Virendel nosa za prijem velikih optereenja, formiran od limova i irokog pljosnatog elika, prikazan je na slici b.

Virendel nosai

Podni nosai i podvlake saasti nosaiNosai sa oupljenim rebrom poznati su kao saasti nosai i formiraju se iz valjanih profila I preseka. Rebro profila se iseca gorionikoom cik-cak linijom u dve polovine (slika a), a onda se one spajaju zavarivanjem tako to se postavljaju jedna na drugu (slika b). Ovakvi nosai su ekonomini za prijem velikih momenata savijanja, i za premoavanje velikih raspona, ali je nosivost transverzalnih sila znatno umanjena oslabljenim rebrom. Visina saastih nosaa moe biti poveana ubacivanjem pravouganih limova izmeu dva odseena dela (slika c)

Saasti nosai

Podni nosai i podvlake reetkasti nosaiReetkasti nosai se mogu projektovati za sva optereenja i za sve raspone (obino preko 10 m). Mogu se primeniti kao laki podni nosai, podvlake i glavni nosai, a takoe i kao teke reetke spratne visine. Mogu se upotrebiti takoe i kao konzolni nosai na vrhu zgrade, kod zgrada oveenog tipa, a takoe i kao teki oslonaki nosai iznad prizemlja.

Ispuna reetkastih nosaa

Podni nosai i podvlake reetkasti nosaiNa slici a prikazan je podni nosa sa pojasevima Tpreseka i ispunom od okruglog elika. Stapovi ispune su pojedinane ili kontinualne cik cak savijene ipke od okruglog elika. Ovakvi nosai su ekonomini za proizvodnju, ali oni mogu primiti relativno malo optereenje. Reetkasti nosa na slici b formiran je od lakih hladnooblikovanih profila. Zbog male debljine upotrebljenog elika neophodna je dobra antikoroziona zatita. Prednost je data toplom cinkovanju. Ovakvi reetkasti nosai mogu biti automatizovano proizvoeni u velikim serijama. Pogodni su za primenu kao podni nosai kod montanih zgrada. Laki reetkasti nosai

Podni nosai i podvlake reetkasti nosaiReetkasti nosai sastavljeni samo od ugaonika i vornih limova su dosta est sluaj u praksi (slika a). Pojasni tapovi su formirani od jednakokrakih i od raznokrakih ugaonika u paru. tapovi ispune su od jednog ili od dva ugaonika zavarivanjem spojeni za vorne limove. Pojasni tapovi reetkastog nosaa mogu biti uraeni od T-preseka ili od polovine I-preseka. To je vrlo ekonomian i esto upotrebljavan oblik konstrukcije. tapovi ispune se rade od jednog ugaonika, dva ugaonika ili od U-profila (slika b). Srednje teki reetkasti nosai

Podni nosai i podvlake reetkasti nosaiReetkasti nosa sa pojasom sastavljenim od dva U-profila i vornim limom izmeu njih meusobno spojenih zavarivanjem prikazan je na slici c. Pojasni tapovi se mogu izraivati i od valjanih I profila (slika d). U sluaju lakih tapova ispune oni se mogu direktno sueono zavariti za pojaseve. Mogue je takoe izraivati reetkaste nosae sa razliitim oblicima gornjeg i donjeg pojasa (slika e).

Srednje teki reetkasti nosai

Podni nosai i podvlake reetkasti nosaiNa slici a prikazan je teki reetkasti nosa sa pojasom od valjanog I preseka postavljenog svojim rebrom u horizontalni poloaj. vorni limovi su sueono zavareni za svaku noicu, a tapovi ispune su takoe I preseka. Na slikama b i c prikazani su teki reetkasti nosai sa pojasevima otvorenog i zatvorenog sanduastog poprenog preseka za koji su zavareni vorni limovi. tapovi ispune su takoe I preseka. Ovakvi reetkasti nosai uglavnom se koriste za jake konzolne nosae na vrhu zgrade ili iznad prizemlja.

Teki reetkasti nosai

Podni nosai i podvlake reetkasti nosaiReetkasti nosai esto se izvode i od cevnih profila krunog poprenog preseka (slika a). Pri ovakvom reenju mogue je da svi tapavi imaju iste spoljanje dimenzije, ali i razliite debljine zidova zavisno od sila koje moraju primiti. vorovi reetke formirani su direktnim zavarivanjem tapova ispune za pojaseve. Pri upotrebi kvadratnih i pravougaonih cevi veze se skoro iskljuivo ostvaruju sueonim avovima (slika b). Upotrebom ovakvih poprenih preseka tapova dobija se estetski povoljna konstrukcija, pri emu je izrada ovakvih reetkastih nosaa jednostavnija od onih sa krunim presecima.

Reetkasti nosai od cevi

Podni nosai i podvlake ubetonirani nosaiUbetonirani nosai se primenjuju u projektovanju podnih nosaa meuspratnih konstrukcija pre svega radi poveanja nosivosti sprezanjem ili zbog poveanja vatrootpornosti. Pri tome se mogu ubetonirati i puni (slika a) i reetkasti (slika b) nosai. Postoji i specijalan tip spregnutih nosaa, tzv. "Preflex" nosai (slika c).

Ubetonirani nosai

Stubovi Stubovi su osnovni konstruktivni elemenat skeleta viespratne zgrade koji prvenstveno prima sile pritiska, a esto i momente savijanja u jednoj ili u dve ravni. Stubovi imaju odluujui uticaj na konstruktivnu formu nosee konstrukcije. elini stubovi na najbolji mogui nain tede unutranji prostor (slika). Ova slika uporeduje spoljanje dimenzije armiranobetonskih i elinih stubova. elini stubovi su razmatrani u dve varijante, kao sanduasti i kao puni preseci.

Uporedna dimenzija armiranobetonskih i elinih stubova

StuboviIzbor tipa preseka zavisi od veliine i odnosa unutranjih presenih sila (aksijalna sila i momenat savijanja), od veliine i odnosa efektivne duine stubova u oba pravca i od povoljnosti veze sa riglama. Ako nema momenata savijanja ili su oni relativno mali, a efektivne duine stubova ne prelaze obinu visinu sprata do 4 m, mogue je izabrati kompaktne preseke dobijajui pri tome male vitkosti ( =30-50). U suprotnom, korisniji su razueni preseci. Kod stubova optereenih momentima savijanja u dve ravni pogodna je primena sanduastih poprenih preseka.

Stubovi

Popreni preseci stubova u spratnim zgradama

StuboviSpregnuti elini stubovi mogu se izvoditi kao: cevni preseci ispunjeni betonom; ubetonirani valjani ili zavareni profili.

Popreni preseci spregnutih stubova

StuboviNa slici su prikazane dve mogunosti postavljanja stuba Ipreseka u osnovi zgrade. U klasinom okvirnom sistemu rebro I-profila se postavlja u pravcu ue strane zgrade (slika a), kako bi se iskoristila velika momentna nosivost oko jae ose incercije pri okvirnom dejstvu. U sistemima sa krutim fasadnim okvirima rebra I-profila prate obodnu povrinu zgrade (slika b).

Raspored stubova I preseka u osnovi zgrade

Vealjke i zategeVealjke i zatege primaju samo aksijalne sile zatezanja, pa nije potrebna njihova kontrola na izvijanje. Zbog toga je kod ovih elemenata preporuljivo upotrebiti bolje kvalitete elika i kompaktne preseke. Za ove elemente najee se primenjuju okrugle eline ipke (slika a). Sile se u elinu ipku mogu uneti pomou navoja i navrtke ili putem narezanog mufa. Za vealjke i zatege mogu se upotrebiti kako pljosnati elik (slika b), tako i bilo koji od profila, ugaonik ili U-profil (slika c). Mogua je takoe i upotreba zatvorenog spiralnog ueta (slika d). Sile se u ue unose specijalnim podeavanjem spojnica.

Popreni preseci vealjki i zatega

Elementi spregovatapovi ispune elinih spregova izvode se obino od jednog ugaonika, para ugaonika, pljoteg elika, okruglog ipkastog elika i razliitih formi hladno oblikovanih profila (slika). velikim aksijalnim silama mogu se upotrebiti raznovrsni sanduasti preseci, cevi ili dva U profila. Pri

tapovi ispune spregova