mrmr..scsc.. Jurko Jurko ZovkiZovkićć

NOVI KONCEPT SIGURNOSTI U NOVI KONCEPT SIGURNOSTI U ČČELIELIČČNIM KONSTRUKCIJAMANIM KONSTRUKCIJAMA

Prezentacije za predavanja iz kolegija METALNE KONSTRUKCIJE 1 Prezentacije za predavanja iz kolegija METALNE KONSTRUKCIJE 1

METALNE KONSTRUKCIJE IMETALNE KONSTRUKCIJE I

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA

EUROCODE dokumenti u podruEUROCODE dokumenti u područčju građevinarstvaju građevinarstva

EN 1990 EC 0 OSNOVE PRORAEN 1990 EC 0 OSNOVE PRORAČČUNA KONSTRUKCIJAUNA KONSTRUKCIJA

EN 1991 EC 1 DJELOVANJA NA KONSTRUKCIJEEN 1991 EC 1 DJELOVANJA NA KONSTRUKCIJE

EN 1992 EC 2 ProraEN 1992 EC 2 Proraččun betonskih konstrukcijaun betonskih konstrukcija

EN 1993 EC 3 PRORAEN 1993 EC 3 PRORAČČUN UN ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA

EN 1994 EC 4 ProraEN 1994 EC 4 Proraččun spregnutih un spregnutih ččelieliččnono--betonskih konstrukcijabetonskih konstrukcija

EN 1995 EC 5 ProraEN 1995 EC 5 Proraččun drvenih konstrukcijaun drvenih konstrukcija

EN 1996 EC 6 ProraEN 1996 EC 6 Proraččun zidanih konstrukcijaun zidanih konstrukcija

EN 1997 EC 7 GeotehniEN 1997 EC 7 Geotehniččki proraki proraččuniuni

EN 1998 EC 8 ProraEN 1998 EC 8 Proraččun konstrukcija otpornih na potresun konstrukcija otpornih na potres

EN 1999 EC 9 ProraEN 1999 EC 9 Proraččun konstrukcija od aluminijskih leguraun konstrukcija od aluminijskih legura

3/293/29

4/294/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

5/295/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

6/296/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

7/297/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

8/298/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

9/299/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

10/2910/29 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

CILJ DIMENZIONIRANJACILJ DIMENZIONIRANJA

KONSTRUKCIJI DATI SVOJSTVAKONSTRUKCIJI DATI SVOJSTVAKOJA SE ZAHTIJEVAJUKOJA SE ZAHTIJEVAJU

TTIJEIJEKOM NJENOG KORIKOM NJENOG KORIŠŠTENJATENJA

TEMELJNI ZAHTJEVITEMELJNI ZAHTJEVIKOJI SE TRAKOJI SE TRAŽŽE ZAE ZAKONSTRUKCIJUKONSTRUKCIJU

UPOTREBLJIVOSTUPOTREBLJIVOST

ČČVRSTOVRSTOĆĆAA

ROBUSNOSTROBUSNOST

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA11/2911/29

CILJ DIMENZIONIRANJACILJ DIMENZIONIRANJA

KONSTRUKCIJI DATI SVOJSTVAKONSTRUKCIJI DATI SVOJSTVAKOJA SE ZAHTIJEVAJUKOJA SE ZAHTIJEVAJU

TTIJEIJEKOM NJENOG KORIKOM NJENOG KORIŠŠTENJATENJA

UPOTREBLJIVOSTUPOTREBLJIVOST

ČČVRSTOVRSTOĆĆAA

ROBUSNOSTROBUSNOST

KonstrukcijaKonstrukcija moramora izdrizdržžatiatisvsvaa djelovanjadjelovanja

i i utjecajutjecajee

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA13/2913/29

CILJ DIMENZIONIRANJACILJ DIMENZIONIRANJA

KONSTRUKCIJI DATI SVOJSTVAKONSTRUKCIJI DATI SVOJSTVAKOJA SE ZAHTIJEVAJUKOJA SE ZAHTIJEVAJU

TOKOM NJENOG KORITOKOM NJENOG KORIŠŠTENJATENJA

UPOTREBLJIVOSTUPOTREBLJIVOST

ČČVRSTOVRSTOĆĆAA

ROBUSNOSTROBUSNOST

KonstrukcijaKonstrukcija nene smijesmijepretrpitipretrpiti ooššteteććenjaenja do do opsegaopsega

kojikoji jeje srazmjeransrazmjeranpopoččetnojetnoj svrsisvrsi..

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA14/2914/29

EC norme : EC norme : KONCEPT GRANIKONCEPT GRANIČČNIH STANJANIH STANJA

GRANIGRANIČČNO STANJE NOSIVOSTINO STANJE NOSIVOSTI –– kriterij kriterij ČČVRSTOVRSTOĆĆAA

•• OTKAZIVANJE NOSIVOSTI:OTKAZIVANJE NOSIVOSTI:•• LOM LOM •• TETEČČENJEENJE•• GUBITAK RAVNOTEGUBITAK RAVNOTEŽŽEE•• IZVIJANJEIZVIJANJE•• UMARANJEUMARANJE•• DINAMIDINAMIČČKI INSTABILITETIKI INSTABILITETI

GRANIGRANIČČNO STANJE UPORABLJIVOSTINO STANJE UPORABLJIVOSTI

•• ““FUNKCIJAFUNKCIJA”” OBJEKTA:OBJEKTA:•• PREKOMJERNE DEFORMACIJEPREKOMJERNE DEFORMACIJE•• VIBRACIJE KONSTRUKCIJEVIBRACIJE KONSTRUKCIJE

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA15/2915/29

GRANIGRANIČČNO STANJE NOSIVOSTI (GSN)NO STANJE NOSIVOSTI (GSN)

PRORAPRORAČČUN REZNIH SILA:UN REZNIH SILA:TEORIJA ELASTITEORIJA ELASTIČČNOSTINOSTITEORIJA PLASTITEORIJA PLASTIČČNOSTI (stroga ili pojednostavljena)NOSTI (stroga ili pojednostavljena)

PRORAPRORAČČUN OTPORNOSTI PRESJEKA :UN OTPORNOSTI PRESJEKA :ELASTIELASTIČČNA OTPORNOSTNA OTPORNOSTPLASTIPLASTIČČNA (NA (elastoelasto--plastiplastiččna) OTPORNOSTna) OTPORNOST

GRANIGRANIČČNO STANJE UPORABLJIVOSTI (GSU)NO STANJE UPORABLJIVOSTI (GSU)

•• vavažžniji parametar niji parametar KRUTOSTKRUTOST konstrukcije od konstrukcije od ččvrstovrstoććee

•• kontrola deformacijakontrola deformacija ččesto limitira i VIBRACIJEesto limitira i VIBRACIJE

•• proraproraččuni prema teoriji elastiuni prema teoriji elastiččnostinosti

•• KONSTRUKCIJA OSTAJE U ELASTIKONSTRUKCIJA OSTAJE U ELASTIČČNOM PODRUNOM PODRUČČJUJU

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA16/2916/29

II DEFINIRANJE RELEVANTNIH GRANIDEFINIRANJE RELEVANTNIH GRANIČČNIH STANJANIH STANJA

IIII ANALIZA ANALIZA DJELOVANJADJELOVANJA NA KONSTRUKCIJUNA KONSTRUKCIJU

IIIIII PRORAPRORAČČUN KONSTRUKCIJEUN KONSTRUKCIJE KORIKORIŠŠTENJEM TENJEM ODGOVARAJUODGOVARAJUĆĆIH IH MODELA I METODAMODELA I METODA, UZIMAJU, UZIMAJUĆĆI U OBZIR I U OBZIR VARIJABILNOST PRI ODREĐIVANJUVARIJABILNOST PRI ODREĐIVANJU::

•• PRORAPRORAČČUNSKIHUNSKIH DJELOVANJA {E}DJELOVANJA {E}•• PRORAPRORAČČUNSKE UNSKE OTPORNOSTI {R}OTPORNOSTI {R}

IVIV DOKAZIVANJEDOKAZIVANJE DA GRANIDA GRANIČČNO STANJE NIJE PREKORANO STANJE NIJE PREKORAČČENO:ENO:

R R ≥≥ EE

PRORAPRORAČČUN PO GRANIUN PO GRANIČČNIM STANJIMANIM STANJIMA

DOKAZ SIGURNOSTI DOKAZ SIGURNOSTI ČČELIELIČČNIH KONSTRUKCIJANIH KONSTRUKCIJA17/2917/29

DJELOVANJA NA KONSTRUKCIJUDJELOVANJA NA KONSTRUKCIJU

•• DIREKTNA DJELOVANJADIREKTNA DJELOVANJA –– (mehaničke akcije)•• INDIREKTNA DJELOVANJAINDIREKTNA DJELOVANJA –– (geometrijske akcije)

• DJELOVANJE – slučajna veličina iz aspekta:intenziteta,intenziteta,polopoložžaj optereaj optereććenjaenjabroja ponavljanja opterebroja ponavljanja optereććenjaenjafaktor dinamifaktor dinamiččkog povekog poveććanja i anja i slsl..

Δ

A

snijeg (promjenjivo djelovanje) vlastita težina, težina pokrova (stalno djelovanje)

potres (izvanredno djelovanje)

slijeganje ležajeva(stalno djelovanje)

sile od djelovanja krana(promjenjivo djelovanje)

vjetar(promjenjivo djelovanje)

požar(izvanredno djelovanje)

udar vozila(izvanredno djelovanje)

18/2918/29

EC 1:EC 1:

STALNA DJELOVANJA (G)STALNA DJELOVANJA (G)vlastita tevlastita težžina konstrukcije, teina konstrukcije, težžina nadgradnjeina nadgradnjepritisak tla, pritisak vodepritisak tla, pritisak vodedeformacije uslijed nadeformacije uslijed naččina izgradnje objekta, sile ina izgradnje objekta, sile

uslijed slijeganja leuslijed slijeganja ležžajeva, sile ajeva, sile prednapinjanjaprednapinjanja

PROMJENJIVA DJELOVANJA (Q)PROMJENJIVA DJELOVANJA (Q)optereoptereććenja uslijed aktivnog i pasivnog korienja uslijed aktivnog i pasivnog korišštenjatenjamontamontažžna opterena optereććenjaenjasnijeg, vjetar, led, promjene temperature, snijeg, vjetar, led, promjene temperature,

optereoptereććenje valovimaenje valovimapotrespotres

IZVANREDNA DJELOVANJA (A)IZVANREDNA DJELOVANJA (A)sudari, eksplozijesudari, eksplozijeslijeganje i klizanje terenaslijeganje i klizanje terenatornado, potresitornado, potresipopožžarar

DJELOVANJA NA KONSTRUKCIJEDJELOVANJA NA KONSTRUKCIJE19/2919/29

• KARAKTERISTIKARAKTERISTIČČNA VRIJEDNOSTNA VRIJEDNOST• KOMBINIRANA VRIJEDNOSTKOMBINIRANA VRIJEDNOST• UUČČESTALA VRIJEDNOSTESTALA VRIJEDNOST• KVAZISTALNA VRIJEDNOSTKVAZISTALNA VRIJEDNOST

DJELOVANJA NA KONSTRUKCIJEDJELOVANJA NA KONSTRUKCIJE

REPREZENTATIVNE VRIJEDNOSTI DJELOVANJAREPREZENTATIVNE VRIJEDNOSTI DJELOVANJA

•• KARAKTERISTIKARAKTERISTIČČNA VRIJEDNOSTNA VRIJEDNOST Fk

• s vjerojatnošću pp može se smatrati da neće biti prekoračena u planiranom vijeku trajanja konstrukcije

• jedno djelovanje može biti reprezentirano s dvije karakteristične vrijednosti:

• gornjagornja, nepovoljna (sufix sup)

• donjadonja, povoljna (sufix inf)

20/2920/29

FFdd –– računska vrijednost djelovanjaγγf f –– parcijalni faktor sigurnosti za djelovanjeFFkk –– karakteristična vrijednost djelovanja

PARCIJALNI FAKTORPARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTII SIGURNOSTI

DJELOVANJA:DJELOVANJA:

OTPORNOST:OTPORNOST:

M

kd

RR

γ=

fkd FF γ⋅=

RRdd –– računska vrijednost otpornostiγγMM –– parcijalni faktor sigurnosti za otpornostRRkk –– karakteristična vrijednost otpornosti

21/2921/29

•• PARCIJALNI FAKTORI uzimaju u obzir:PARCIJALNI FAKTORI uzimaju u obzir:

• mogućnost da vrijednost djelovanja/otpornostiNEPOVOLJNO ODSTUPA od reprezentativne vrijednosti• NEPOUZDANOST MODELA djelovanja/otpornosti

•• VRIJEDNOST PARCIJALNOG FAKTORA razlikuje se za:VRIJEDNOST PARCIJALNOG FAKTORA razlikuje se za:

•• različita GRANIČNA STANJA• različite REPREZENTATIVNE VRIJEDNOSTi djelovanja• različite RAČUNSKE SITUACIJE

PARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTIPARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTI

PARCIJALNI FAKTORPARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTII SIGURNOSTI

22/2922/29

VRIJEDNOSTI PARCIJALNIH FAKTORA ZA DJELOVANJA (GSN)VRIJEDNOSTI PARCIJALNIH FAKTORA ZA DJELOVANJA (GSN)

1.51.51.51.51.351.35NEPOVOLJNI NEPOVOLJNI UUČČINAKINAK

00001.01.0POVOLJNI POVOLJNI UUČČINAKINAK

VIŠE NJIH SA SVOJIM KARAKT. VRIJEDNOSTIMA

γQ

JEDNA SA SVOJOM KARAKT.

VRIJEDNOSTI

γQ

PROMJENJIVA DJELOVANJAPROMJENJIVA DJELOVANJA

STALNA STALNA DJELOVANJADJELOVANJA

γG

DJELOVANJA:DJELOVANJA:

PARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTIPARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTI23/2923/29

PARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTIPARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTI

OTPORNOST:OTPORNOST:

VRIJEDNOSTI PARCIJALNIH FAKTORA ZA OTPORNOST (GSN)VRIJEDNOSTI PARCIJALNIH FAKTORA ZA OTPORNOST (GSN)

γM2 = 1.25PARCIJALNI FAKTORI ZA SPOJEVE(EN 1993-1-8)

γM2 = 1.25OTPORNOST POPREČNOG PRESJEKA U VLAKU DO LOMA

γM1 = 1.0OTPORNOST ELEMENTA NA STABILNOST

γM0 = 1.0OTPORNOST PRESJEKA BILO KOJE KLASE

VRIJEDNOSTVRSTA PROVJERE

24/2924/29

GRANIGRANIČČNO STANJE NOSIVOSTI NO STANJE NOSIVOSTI

max,) QGa Qi

ikG ⋅+⋅∑ γγ

∑∑ ⋅⋅+⋅j

jkQi

ikG QGb ,,) γψγ

GRANIGRANIČČNO STANJE UPORABLJIVOSTINO STANJE UPORABLJIVOSTI

max,) QGai

ik +∑∑∑ ⋅+

jjk

iik QGb ,,) ψ

PARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTIPARCIJALNI FAKTORI SIGURNOSTI

KOMBINIRANJE DJELOVANJAKOMBINIRANJE DJELOVANJA

25/2925/29

•• POPREPOPREČČNI PRESJEKNI PRESJEK•• ELEMENTELEMENT•• SUSTAVSUSTAV

OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJERAZINE PRORAČUNA:

26/2926/29

q

A

B

C

DA

qB C

Bpp

P

P P

P

D

C

L L1 2

L1

L2

qP P1 2

P1

P2

A B C

A

1 2

1

M

C

B

B

B

BM2

q

q

dijagram momenata savijanja

OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

POSTUPAK DIMENZIONIRANJA NA "IZDVOJENIM" ELEMENTIMA

27/2927/29

OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE

POSTUPAK DIMENZIONIRANJA NA "IZDVOJENIM" ELEMENTIMA

28/2928/29

•• razvoj pomorazvoj pomoććnih alata za proranih alata za proraččun un sveobuhvatna pomosveobuhvatna pomoćć raraččunalaunala

NEKADNEKAD

•• 3D konstrukcije3D konstrukcije: : •• vizualizacija, modeliranje, vizualizacija, modeliranje, proraproraččun, detalji, radioniun, detalji, radioniččka ka dokumentacijadokumentacija

ProraProraProračččun un un čččelielieličččnih konstrukcija prema nih konstrukcija prema nih konstrukcija prema EurocoduEurocoduEurocodu

XY

Z

MY 20kNm

X Y

ZkG-PZCases: 3 (vlastita tezina)

DANASDANASX Y

Z-PZ kG-PZ

Cases: 3 (vlastita tezina)

-3,0

-3,0

-2,0

-2,0

-1,0

-1,0

0,0

0,0

1,0

1,0

2,0

2,0

3,0

3,0

4,0

4,0

5,0

5,0

6,0

6,0

7,0

7,0

8,0

8,0

9,0

9,0

0,0 0,0

1,0 1,0

2,0 2,0

3,0 3,0

4,0 4,0

5,0 5,0

6,0 6,0

XY

Z

HEA 100

HEA 100

HEA 100

xxf

xxf

xxf

1

2

3

4

51

2

3

-1

12

.80

1

60

6.9

5

-1

12

.80

1

66

6.7

7

0.0

0

82

.68

MY 20kNmDis 10cm

CComputeromputer AAidedided DDesignesignCComputeromputer AAidedided MManufacturinganufacturing CAD/CAMCAD/CAM

29/29/2929 OTPORNOST KONSTRUKCIJEOTPORNOST KONSTRUKCIJE