-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 67
GLAVNI PROJEKT TRGOVAKOG CENTRA PORTANOVA U OSIJEKU: SPREGNUTE
KONSTRUKCIJE ELIK - BETON Irena Mati Sveuilite u Splitu, Fakultet
graevinarstva, arhitekture i geodezije, student Ivica Boko
Sveuilite u Splitu, Fakultet graevinarstva, arhitekture i
geodezije, izvanredni profesor Saetak: U radu je prikazan dio
projekta konstrukcije trgovakog centra Portanova u Osijeku. Cijela
graevina je obraena kroz nekoliko diplomskih radova koji zajedno
sainjavaju jednu cjelinu. U ovom dijelu prikazan je koncept
cjelokupne konstrukcije i proraun spregnutih konstrukcija elik -
beton u graevini. Tlocrtna povrina graevine je oko 24.000,00 m2
(cca 285x80 m), a ukupna bruto povrina oko 79.000,00 m2. Graevina
se sastoji od jedne podzemne i tri nadzemne etae. Podrum je u
potpunosti izveden u armiranom betonu, a katovi su spregnuta
konstrukcija elik- beton, elini nosai oslonjeni na betonske
stupove. Projektni zahtjev je optereenje od 10,0 kN/m2 na ploi
prizemlja na mjestu Supermarketa i 5,0 kN/m2 na ostalom dijelu.
Graevina se nalazi na lokaciji koja prema vaeim propisima spada u
VIII seizmiku i I vjetrovnu zonu. Kljune rijei: trgovaki centar;
glavni projekt konstrukcije MAIN DESIGN OF SHOPPING MALL PORTANOVA
IN OSIJEK: COMPOSITE STEEL AND CONCRETE STRUCTURES Abstract: The
paper presents structural system of the shopping mall Portanova in
Osijek. The whole building was treated through a few theses that
together constitute a complete work. This section presents the
concept of structure and calculation of composite steel and
concrete structures in the building. Layout area of the building is
approximately 24.000,00 m2 (about 285x80 m) and a total gross area
around 79.000,00 m2. The building is composed of one underground
and three upper ground floors. Basement is fully constructed in
reinforced concrete, and the floors are composite structures -
steel and concrete, steel beams supported on concrete columns. The
project request is a load of 10,0 kN/m2 on the board floor - in
Supermarket and 5,0 kN/m2 in other parts. The building is located
in the VIII seismic zone and I wind zone. Key words: shopping mall;
main design of structure
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 68
1 Uvod U radu je ukratko prikazan konstrukcijski sustav te
detalji projektiranja i izvoenja spregnutih meukatnih konstrukcija
elik - beton trgovakog centra Portanova u Osijeku. Graevina je
smjetena na jugozapadnom dijelu prostora Retfala-jug u Osijeku.
Tlocrtna povrina graevine je oko 24.000 m2, a ukupna korisna
povrina oko 50.000 m2. Trgovaki centar Portanova se visinski
sastoji od jedne podzemne i tri nadzemne etae. U podrumu zgrade
projektirana je garaa, tehnike prostorije i spremita. Nadzemne etae
predviene su za razne trgovake sadraje, kino dvorane i sadraje
ugostiteljske namjene i zabavnog karaktera. Na dijelu drugog kata
(krov 1. kata) projektirano je otvoreno parkiralite. Graevina se, u
konstrukcijskom smislu, sastoji od 4 dilatacije koje su
konstrukcijski potpuno odvojene, a nalaze se na zajednikoj
temeljnoj ploi. Dilatacije 1 i 2 su dvoetane (garaa + dvije
nadzemne etae), dilatacija 3 je dijelom dvoetana a dijelom
troetana, a dilatacija 4 je troetana (garaa + tri nadzemne etae).
Podna ploa je armiranobetonska, debljine 80 cm. Ova ploa je
uglavnom neprekinuta, osim na mjestima poetka
travelatora/eskalatora gdje je izvedeno udubljenje od 1.1 m i na
mjestima liftova gdje je izvedeno udubljenje od 1.5 m. Ploa je
armirana ipkastom armaturom u obje zone. Debljina ploe slui
ujednaavanju optereenja na temeljnom tlu i eliminaciji mogueg
diferencijalnog slijeganja. Konstrukcija ploe garae je
armiranobetonska monolitna konstrukcija koja se sastoji od
armiranobetonskih ploa (d=22 cm) koje su povezane gredama 65x60 cm
(smjer sjever-jug) i 60x60 cm (smjer istok-zapad). Na pojedinim
mjestima izvedena je greda dimenzija 60/80 cm na koju se naslanjaju
stupovi. Garaa je djelomino ukopana i kao takva ukruena obodnim
zidovima i nasipom zemlje za horizontalna optereenja. Uz to,
tlocrtna povrina ima relativno jednoliko raspodijeljene jezgre
(stubita, liftovi, travelatori). Vertikalni nosivi sustav su
stupovi dimenzija 90x60 (na mjestima gdje se oni nastavljaju u
prizemlju), tj. stupovi dimenzija 60x60 cm (na mjestima gdje
zavravaju na nivou prizemlja). Osim ovih stupova, na pojedinim
mjestima su izvedeni stupovi 40x40 koji pridravaju fasadu. Za
osnovni raster objekta na etaama predvien je raster 16.20 8.10 m
(svaki drugi stup iz garae se ukida u smjeru sjever-jug). Kao
meukatna konstrukcija predviena je spregnuta konstrukcija elik
beton. elini nosai projektirani su kao saasti nosai HE800M visine
1221 mm (nosai dobiveni rezanjem vruevaljanih irokopojasnih I
profila, te ponovno varenih) na rasponu od 16.20 m. Sekundarnu
nosivu konstrukciju na rasponu 8.10 m sainjavaju vruevaljani
irokopojasni HE320A, na meusobnom osnom razmaku od 4.05 m. Betonska
ploa je izvedena lijevanjem na licu mjesta u oplati koju sainjavaju
profilirani limovi Hoesch Additive Floor bez podupiranja i koji
ostaju kao trajna oplata. Materijal izrade betonske ploe je beton
kvalitete C 30/37 (MB-40), a materijal za izradu eline konstrukcije
je elik S355JR. Projektni zahtjev je optereenje od 10.0 kN/m2 na
ploi prizemlja na mjestu supermarketa i 5.0 kN/m2 na ostalom
dijelu. Graevina se nalazi na lokaciji koja prema vaeim propisima
pripada u VIII seizmiku zonu i I vjetrovnu zonu. 2 Koncept
konstrukcije graevine Idejno arhitektonsko rjeenje odraz je prirode
i lokalnog okruenja. Graevina je zamiljena u obliku tri velike
stijene koje se odmaraju na tlu. Iskrivljenost ploha proelja i
nepravilnost (razvedenost) tlocrta doveli su do odabranog
konstrukcijskog rjeenja meukatnih konstrukcija spregnuta
konstrukcija elik - beton!
Dakle, kao konstrukcijsko rjeenje odabrana je monolitna betonska
konstrukcija u podrumu i spregnuta konstrukcija elik beton na
katovima. Ovo rjeenje prikazano je u nastavku na numerikom modelu
za dilataciju D1.
Konstrukcija podruma je relativno pravilna: armiranobetonska
ploa oslonjena na sustav armiranobetonskih greda u oba smjera.
Konstrukcija 1. kata je takoer uglavnom pravilna (raster 16.20 x
8.10 m): spregnuta konstrukcija elik beton, a ispresijecana je
kosim mall-ovima. Na 2. katu nastavlja se tlocrt 1. kata uglavnom
pravilna konstrukcija (raster 16.20 x 8.10 m): spregnuta
konstrukcija elik beton, ispresijecana kosim mall-ovima.
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 69
Slika 1 Dilatacija D1 potpuni render konstrukcije 3
Konstrukcijski materijali Za izgradnju betonskog dijela graevine
koristi se beton projektiranog sastava, razreda tlane vrstoe
normalnog betona C 30/37 (MB-40), a sve prema "Tehnikim propisima
za betonske konstrukcije" ("TPBK" N.N. 101/05; 74/06; 85/06;
64/07). Kao armatura koristi se betonski elik B 500 (tip B, prema
TPBK) za sve elemente, u obliku ipki ili mrea. Zatitni slojevi
betona do armature iznose 2.0 5.0 cm. Za eline konstrukcije koriste
se elini vrue valjani profili i limovi prema HRN C.B0.500 za ope
konstrukcijske elike i prema HRN EN 10025-2:2007 elik S355JR. 4
Optereenja na konstrukciju 4.1 Stalno optereenje (vlastita teina
konstrukcijskih elemenata) Ukljueno je kroz numeriki model. 4.2
Dodatno stalno optereenje (teine nekonstrukcijskih elemenata)
(Napomena: Prikazano je dodatno stalno optereenje za
supermarket)
d (m) (kN/m3) d
Zavrni sloj poda 0.025 25.0 0.60
AB estrih 0.08 25.0 2.00
Termoizolacija (prosjeno 10.0 cm) 0.10 5.0 0.50
Hidroizolacija 0.02 20.0 0.40
Ukupno dodatno stalno optereenje: g = 3.50 (kN/m2)
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 70
4.3 Korisno optereenje q = 10.0 (kN/m2) supermarket q = 5.0
(kN/m2) ostali prostori Napomena: Nije napravljena kombinacija
optereenja, tj. postavljanje pokretnog optereenja u najkritinije
poloaje, ve je pokretno optereenje uveano za 20%. 4.4 Snijeg Osijek
se nalazi na oko 94 m n.m. Prema prijedlogu NAD-a i istraivanja
optereenja snijegom na podruju Republike Hrvatske [11], te
preporukama europske norme ENV 1991-2-3:1995, uzima se
karakteristino optereenje snijegom (nadmorska visina do 100 m
n.m.): 20 mkN10.1s .
0.350.500.700.901.152.703.303.954.655.406.207.057.958.909.90
10.9512.0513.20
0.450.801.201.652.152.703.303.954.655.406.207.057.958.909.90
10.9512.0513.20
1.101.401.752.202.653.153.704.254.905.556.257.007.808.659.50
10.4011.40
-
1.101.301.551.802.052.352.652.953.253.603.954.30
------
100200300400500600700800900
100011001200130014001500160017001800
IV. podruje
III. podruje
II. podruje
I. podruje
Nadmorska visina do (m)
0.350.500.700.901.152.703.303.954.655.406.207.057.958.909.90
10.9512.0513.20
0.450.801.201.652.152.703.303.954.655.406.207.057.958.909.90
10.9512.0513.20
1.101.401.752.202.653.153.704.254.905.556.257.007.808.659.50
10.4011.40
-
1.101.301.551.802.052.352.652.953.253.603.954.30
------
100200300400500600700800900
100011001200130014001500160017001800
IV. podruje
III. podruje
II. podruje
I. podruje
Nadmorska visina do (m)
Slika 2 Optereenje snijegom 4.5 Vjetar Optereenje vjetrom
odabrano je prema: EC1, Dio 2-4: Djelovanja vjetra i europskoj
prednormi ENV 1991-2-4: Djelovanja na konstrukcije optereene
vjetrom, te nacionalnom dokumentu za primjenu u Republici
Hrvatskoj. Graevina se nalazi u Osijeku (Osjeko-baranjska upanija),
na poziciji gdje je uglavnom nezatiena od djelovanja vjetra. Prema
navedenim normama, lokacija je smjetena u I podruju djelovanja
vjetra, te je osnovno djelovanje vjetra:
sm5.250.2216.10.10.1vCCCv16.1160001.00.1a001.00.1C
.m.nm160aa001.00.1C
0.1C0.1C
sm0.22v
0alttemdirref
salt
s
salt
tem
dir
0
3zr
222
22ref
zrref
mkg25.1
mkN406.0m1
smkg4.4065.25
225.1v
2w
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 71
Djelovanje vjetra na visini 9 m iznad tla:
20rreftrref
mkN400.0406.00.1987.0406.00.105.00.9ln19.0406.00.1zzlnkwzczcw
Koeficijent sile: 00.1c f
Dinamiki koeficijent sile: 0.1dc (iz dijagrama)
Koeficijent poloaja zce za kategoriju terena II i prosjenu
visinu do 17 m iznad terena: 6.3zce
1
10
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ce(z)
25
20
50
IIIIIIIV
10
100200
z (m)
Slika 3 Koeficijent poloaja ce(z)
Rezultirajue optereenje vjetrom: 2fderef
mkN44.10.10.16.340.0cczcww
Slika 4 Optereenje vjetrom 4.6 Temperatura Temperaturno
djelovanje zbog razlika u temperaturi kod montae eline konstrukcije
(otvoreni objekt) uzeto je u proraunu konstrukcije preko jednolike
temperature ts =50C. 4.7 Potres Potresne sile proraunate su
pojednostavljenim postupkom prorauna. Graevina je smjetena u 8.
potresnoj zoni prema vaeoj seizmikoj karti. Usvojeno projektno
ubrzanje tla je =0.2g. Graevina je temeljena na
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 72
glinovitom tlu visoke plastinosti nepoznate dubine, to odgovara
klasi tla C (Duboke naslage dobro do srednje zbijenog pijeska,
ljunka ili gline, debljine od nekoliko desetina do vie stotina
metara), prema parametrima danim u geotehnikom elaboratu.
Pretpostavlja se srednja klasa ponaanja: DCM (medium
ductility):
0.2T;6.0T;20.0T0.15.2
15.1S
2.0ga
DCB
0
g
Faktor znaaja: 20.1 (zgrada poveane seizmike otpornosti). Faktor
ponaanja q: wrd0 kkkqq 0q - osnovna vrijednost faktora ponaanja;
0.5q0 (okvirni sustav) dk - faktor klase duktilnosti; uzima se
srednja klasa duktilnosti (M); 75.0kd rk - faktor pravilnosti
konstrukcije; 0.1kr - pravilna konstrukcija wk - faktor loma, 0.1kw
- okvirni sustav 75.30.10.175.00.5q
S (T)
T
d
TB TC TD0
a Sg
S g 0q
Za seizmiki koeficijent bira se maksimalna vrijednost: TB <
Ti < TC:
15.075.35.215.12.0
qSTS 0id
Graevina potresne sile preuzima obodnim zidovima, stupovima i
gredama, te jezgrama. 4.8 Puzanje betona Vrijednost koeficijenta
puzanja )t,t( 0 prema Dodatku B HRN ENV 1992-1-1:
0c00 t,tt,t 0 je osnovni koeficijent puzanja. Pretpostavlja se
da e se konstrukcija znaajnije opteretiti 28 dana nakon
stvrdnjavanja betona. mm723h0
0cmRH0 tf
pri emu je: RH - koeficijent koji uzima u obzir relativnu
vlanost
cmf - koeficijent koji uzima u obzir vrstou betona 0t -
koeficijent koji uzima u obzir starost betona u trenutku nanoenja
optereenja
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 73
223.17231.01008011
h1.0100RH11
330
RH
067.330
8.16f
8.16fcm
cm
488.0281.01
t1.01t 20.020.0
00
830.1488.0067.3223.10 5 Numeriki model konstrukcije Za potrebe
prorauna nosive konstrukcije graevine izraeni su tapno-ploasti
modeli. Posebno su napravljeni modeli za svaku dilataciju, jer su
one i fiziki odvojene, osim na nivou temeljne ploe. Na temeljnoj
ploi je adekvatno podeenim rubnim uvjetima simuliran kontinuitet.
Model je optereen stalnim optereenjem (vlastita teina konstrukcije
i nekonstrukcijskih elemenata) te korisnim optereenjem, pri emu su
sva optereenja zadana kao raspodijeljena optereenja po ploama.
Korisno optereenje je uveano za 20% (npr. u supermarketu na: 12.0
kN/m2), da bi se izbjeglo postavljanje pokretnog optereenja u
najnepovoljnije poloaje. Rezultati numerikog prorauna su prikazani
za pojedinane sluajeve optereenja, kao i za raunsko (granino,
ultimativno) optereenje. Uobiajena kombinacija optereenja se dobiva
kao kombinacija stalnog i pokretnog optereenja, te optereenja
snijega i vjetra, prema izrazu:
e = 1.35 g + 1.5 (q + s + w) Izvanredna kombinacija optereenja
se dobiva kao kombinacija stalnog i pokretnog optereenja te
potresa, prema izrazu:
e = 1.0 g + 1.0 02 q + 1.0 Model je proraunat programskim
paketom Aspalathos program za analizu linijskih i ploastih
sustava.
Slika 6 Neki prikazi renderiranog numerikog modela graevine 6
Proraun meukatnih konstrukcija na vertikalna optereenja 6.1
Spregnuta ploa, Hoesch aditive floor Hoesch Additive Floor (slika
7) je lagana stropna konstrukcija, oko 40% laka od punih betonskih
podova, potrebne visine presjeka su manje nego kod
armirano-betonskih ploa. Hoesch limovi slue kao izgubljena oplata i
nose sva optereenja u fazi izvedbe konstrukcije do ovrenja betonske
ploe, nisu poduprti tijekom izvoenja. Betonska ploa se izvodi
lijevanjem na licu mjesta.
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 74
Slika 7 Hoesch Additive Floor
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK1
SAC
ASTI
HEM
800
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK1
SA
CAS
TI H
EM80
0
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
SK2 HEA450
SK1 HEA320
SK2 HEA450
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK2 HEA450
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0 SK1 HEA550
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK2 HEA450
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320 SK1 HEA320
SK2 HEA450SK2 HEA450
SK1 HEA320
SK1 HEA320
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0G
K1
SA
CA
STI
HE
M80
0
GK
1S
AC
ASTI
HEM
800
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK2 HEA450
SK1 HEA320
SK3 HEA550
SK3 HEA550
SK3 HEA550
SK3 HEA550
SK3 HEA550
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
GK
1S
ACA
STI
HE
M80
0
GK
1S
AC
ASTI
HE
M80
0
GK
1
GK
1S
AC
AS
TI H
EM
800
SK1 HEA320SK1 HEA320
SK1 HEA320SK1 HEA320
SK1 HEA320
SK2 HEA450
GK
1S
AC
ASTI
HEM
800
GK
1S
AC
AST
I HEM
800
SK3 HEA320
SK2 HEA450
SK1 HEA320
8100 8100 8100 8100
3750
300
3750
300
300
3750
300
3750
300
3750
300
3750
300
3750
300
3750
300
3750
300
3750
300
3750
300
SK1
SK3 HEA550
SK2 HEA450 SK2 HEA450
SK1 HEA320
Detalj 3
Detalj 4
Slika 8 Plan pozicija spregnutih nosaa i polaganja trapeznih
limova
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 75
Proraun spregnute betonske konstrukcije proveden je sukladno
europskim normama [6], [7] i [9], te tehnikom uputstvu proizvoaa
trapeznih limova. Proraun spregnute betonske ploe:
Slika 9 Detalji izvoenja spregnute ploe
6.2 Spregnuti nosai Glavni nosai spregnute meukatne konstrukcije
projektirani su kao saasti nosai. Saasti nosai se izvode od
valjanih ili zavarenih I profila rezanjem hrpta, razmicanjem i
horizontalnim pomicanjem gornjeg dijela nosaa u
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 76
odnosu na donji te zavarivanjem istaknutih dijelova hrpta, ime
se dobivaju nosai vee visine od izvornih I profila slika 10.
Slika 10 Saasti nosa Otvori u hrptu omoguuju nesmetan prolazak
instalacija unutar visine nosaa ime se dodatno ne poveava visina
konstrukcije. Glavni nosai spregnute meukatne konstrukcije
projektirani su od vruevaljanih HE800M profila. Statiki sustav
glavnih nosaa je kontinuirani nosa raspona 16.20 m, a raster
glavnih nosaa je 8.10 m. Stabilnost protiv bonog izvijanja gornjeg
pojasa konstrukcije osigurana je armiranobetonskom ploom u fazi
koritenja konstrukcije. Stabilnost donjeg pojasa u podruju
negativnih momenata osigurana je uz pomo kosnika prihvaenih na
sekundarnu konstrukciju. Sekundarni nosai projektirani su od
vruevaljanih profila: HE320A, HE450A, HE550A, zglobno oslonjenih na
glavne nosae. Raspon sekundarnih nosaa je 8.10 m, a nalaze se na
razmaku 4.05 m. Stabilnost protiv bonog izvijanja gornjeg pojasa
sekundarne konstrukcije osigurana je armiranobetonskom ploom u fazi
koritenja konstrukcije. Debljina armirano-betonske ploe iznosi 10 i
15 cm. Sprezanje elinih nosaa i armirano-betonske konstrukcije
ostvareno je epastim modanicima tipa Nelson koji preuzimaju posminu
silu na kontaktnoj povrini elika i betona. Spojevi sekundarne i
glavne konstrukcije projektirani su kao montani spojevi uz pomo
vijaka kvalitete 10.9 pritegnutih punom silom pritezanja. Proraun
spregnute konstrukcije izvren je za 2 granina stanja: krajnje
granino stanje i granino stanje uporabljivosti. Proraun uinka
djelovanja za oba granina stanja proveden je kroz 3 faze: faza
montae (elini nosa), faza s utjecajem puzanja betona (spregnuti
nosa) i faza bez utjecaja puzanja betona (spregnuti nosa). Numeriki
model za proraun konstrukcije po pojedinim fazama prikazan je na
sljedeim slikama:
Slika 11 Numeriki model za fazu montae
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 77
Slika 12 Numeriki model za faze rada nakon ostvarenja spregnutog
djelovanja
U fazi montae konstrukcija je optereena vlastitom teinom eline i
armirano-betonske konstrukcije. U drugoj fazi konana konstrukcija
je optereena dodatnim stalnim optereenjem i s 40% korisnoga
optereenja, pri emu je ukljueno puzanje betona tlane ploe. U treoj
fazi model je optereen s 60% korisnoga optereenja, puzanje betona
nije ukljueno. Odnos korisnog optereenja u drugoj i treoj fazi
definiran je na temelju iskustvenih saznanja projektanata
konstrukcije na graevinama sline namjene.
Dimenzioniranje glavnog saastog nosaa za dokaz nosivosti
krajnjeg graninog stanja izvreno je kontrolom nosivosti elinog
presjeka za negativni moment savijanja i pozitivni moment savijanja
u fazi montae, koristei izraze iz [8] aneks N, spregnutog presjeka
elik-beton za pojedine faze optereenja za pozitivni moment
savijanja i kontrolom posmine veze izmeu elika i betona.
DIMENZIONIRANJE SAASTOG NOSAA - NEGATIVNI MOMENT
1. Rezne sile i kvaliteta materijalaS355 (Fe 510)
MEd = 4180 kNm fy = 355 N/mm2
VEd = 1302 kN fu = 510 N/mm2
REd = 2604 kN - reakcija E = 210000 N/mm2
G = 80777 N/mm2
2. Geometrijske karakteristike saastog nosaa
b = 303 mm hn = 1221 mmbw = 1081 mm h0 = 814 mmtf = 40 mm tw =
21 mma0 = 814 mm w = 407 mmr = 30 mm hc = 1135 mmp = 1221 mmWel,y=
16981 cm
3 Wpl,y= 18124 cm3
Iy= 1036790 cm4 Iz= 18597 cm
4
Iw= 64666064 cm6 IT= 1543 cm
4
dw = 1141 mm b0 = w = 407 mmh1 = 203.5 mm h2 = 203.5 mmd1 =
163.5 mm d2 = 163.5 mmAm = 15939.8 mm
2 S1=S2= 9045827 mm3
Geometrijski uvjeti:
- uvjet zadovoljen
- uvjet zadovoljen
- uvjet zadovoljen
-uvjet zadovoljen
0 wh 0.75 d
1 wd 0.10 d
0 0a h
bw1 =
134
h0=8
14bw
2 =13
4
hn=1
221
bw=1
081
dw=1
141
tf =40
tw=21
d1=1
64
h1=2
04
d2=1
64
h2=2
04
0 00.25 a w 0.5 a
3. Otkazivanje poprenog presjeka na mjestu otvora
3.1. Raunska otpornost poprenog presjeka na poprenu silu
VT,Ed = 651 kN < Vpl,Rd = 796.3 kN - uvjet zadovoljen
n = 0.82
0
1 w yT,Ed Ed pl,Rd
M
h t fV 0.5 V V
3
3.2. Raunska otpornost poprenog presjeka na uzdunu silu -
NT,Rd
NM,Ed = 3682.8 kN < NT,Rd = 5144.2 kN - uvjet zadovoljen
n = 0.72
3.3. Raunska otpornost poprenog presjeka na savijanje -
MV,Rd
SMV,Ed= 529.91 kNm < SMV,Rd= 3483.4 kNm - uvjet
zadovoljen
n = 0.15
3.4. Raunska otpornost poprenog presjeka za interakciju
djelovanja (M-N-V)
MV,Ed= 529.91 kNm < MNV,Ed= 1698 kNm - uvjet zadovoljen
0
Ed m yM,Ed T,R d
c M
M A fN N
h
V,Ed 0 Ed V ,RdM b V M
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 78
4. Otkazivanje dijela hrpta izmeu otvora
4.1. Raunska otpornost presjeka na poprenu silu u horizontalnom
smjeru - Vwp,Rd
Vwp,Ed = 1400.7 kN < Vwp,Rd = 1592.5 kN - uvjet
zadovoljen
n = Vwp,Ed / Vwp,Rd = 0.880
4.2. Raunska otpornost presjeka na moment savijanja
38.76 < 48.82 - uvjet zadovoljen
(1) 1.50
(2)38.76
13.39
4.89
8.57
0
T,Ed ywp,Ed wp,Rd w
c M
V p fV V w t
h / 2 3
0
w
h 60t
wp,Ed el,RdM 0.6 M 0
ph
0
w
ht
21C 5.097 0.1464 0.00174
22C 1.441 0.0625 0.000683
23C 3.645 0.0853 0.00108
20wp,Ed wp,Ed 1 2 3 el,RdhM V C C C M2
(1) Mwp,Ed = 570.07 kNm < 2756.22 kNm
(2) Mwp,Ed = 570.07 kNm < 3288.14 kNm
n = 0.21
21 2 3 el,RdC C C M
el,Rd0.6 M
5. Otpornost poprenog presjeka na djelovanje poprenog
optereenja
5.1. Konstrukcijski zahtjevi
(1) ako je dw / tw 90 ap = h0
(2) ako je dw / tw 90 uz uvjet da je ap dw
dw / tw = 54.33 < 73.23
ap = 814.00 mm - minimalna duljina punog hrpta od leaja
5.2. Otpornost hrpta na plastino gnjeenje
136.15 mm
303.88 mm
Ry,Ed = 2604 kN > Ry,Rd = 1952.4 kN - UVJET NIJE
ZADOVOLJEN
POTREBNO JE IZVESTI UKRUTE HRPTA
5.3. Otpornost hrpta na lokalno izboavanje
Ra,Ed = 2604 kN < Ra,Rd = 3634.3 kN - uvjet zadovoljen
w wp 0
d ta h90
s y w ywy ,Rd
M1
s 0.5 s t fR
s w fs t 2 t 2 r 2 2 2
yf yff,Ed M0fy f
w yw yf yw
f fbs 2 t 1t f f f
2 sf fa,Rd w yw M1
w w
st tR 0.5 t E f 3t t d
6. Otpornost saastih nosaa na bono-torzijsko izvijanje
16973.89 kNm
C1 = 1.141 C2 = 0 k = 1.00 kw = 1.00L = 405 cm g = cm
0.5959LT = 0.34 linija b
0.7449
0.8391
My,Ed = 4180.0 kNm < Mb,Rd = 4598.4 kNm
n = 0.91
yy,Ed b,Rd LT y
M1
fM M W
LT 2 2LT LT LT
1
y yLT
cr
W fM
2 222tz
cr 1 2 22 2w z
k L G IEI kM C C g C gk EIk L
2LT LT LT LT0.5 1 0.2
DIMENZIONIRANJE SAASTOG NOSAA - POZITIVNI MOMENT
1. Rezne sile i kvaliteta materijalaS355 (Fe 510)
MEd = 1479 kNm fy = 355 N/mm2
VEd = 1302 kN fu = 510 N/mm2
REd = 2604 kN - reakcija E = 210000 N/mm2
G = 80777 N/mm2
2. Geometrijske karakteristike saastog nosaa
b = 303 mm hn = 1221 mmbw = 1081 mm h0 = 814 mmtf = 40 mm tw =
21 mma0 = 814 mm w = 407 mmr = 30 mm hc = 1135 mmp = 1221 mmWel,y=
16981 cm
3 Wpl,y= 18124 cm3
Iy= 1036790 cm4 Iz= 18597 cm
4
Iw= 64666064 cm6 IT= 1543 cm
4
dw = 1141 mm b0 = w = 407 mmh1 = 203.5 mm h2 = 203.5 mmd1 =
163.5 mm d2 = 163.5 mmAm = 15939.8 mm
2 S1=S2= 9045827 mm3
Geometrijski uvjeti:
- uvjet zadovoljen
- uvjet zadovoljen
- uvjet zadovoljen
-uvjet zadovoljen
0 wh 0.75 d
1 wd 0.10 d
0 0a h
bw1 =
134
h0=8
14bw
2 =13
4
hn=1
221
bw=1
081
dw=1
141
tf =40
tw=21
d1=1
64
h1=2
04
d2=1
64
h2=2
04
0 00.25 a w 0.5 a
3. Otkazivanje poprenog presjeka na mjestu otvora
3.1. Raunska otpornost poprenog presjeka na poprenu silu
VT,Ed = 651 kN < Vpl,Rd = 796.3 kN - uvjet zadovoljen
n = 0.82
0
1 w yT ,Ed Ed pl,Rd
M
h t fV 0.5 V V
3
3.2. Raunska otpornost poprenog presjeka na uzdunu silu -
NT,Rd
NM,Ed = 1303.1 kN < NT,Rd = 5144.2 kN - uvjet zadovoljen
n = 0.25
3.3. Raunska otpornost poprenog presjeka na savijanje -
MV,Rd
SMV,Ed= 529.91 kNm < SMV,Rd= 3483.4 kNm - uvjet
zadovoljen
n = 0.15
3.4. Raunska otpornost poprenog presjeka za interakciju
djelovanja (M-N-V)
MV,Ed= 529.91 kNm < MNV,Ed= 3259.9 kNm - uvjet zadovoljen
0
Ed m yM,Ed T,Rd
c M
M A fN N
h
V,Ed 0 Ed V ,RdM b V M
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 79
4. Otkazivanje dijela hrpta izmeu otvora
4.1. Raunska otpornost presjeka na poprenu silu u horizontalnom
smjeru - Vwp,Rd
Vwp,Ed = 1400.7 kN < Vwp,Rd = 1592.5 kN - uvjet
zadovoljen
n = Vwp,Ed / Vwp,Rd = 0.880
4.2. Raunska otpornost presjeka na moment savijanja
38.76 < 48.82 - uvjet zadovoljen
(1) 1.50
(2)38.76
13.39
4.89
8.57
0
T,Ed ywp,Ed wp,R d w
c M
V p fV V w t
h / 2 3
0
w
h 60t
wp,Ed el,RdM 0.6 M 0
ph
0
w
ht
21C 5.097 0.1464 0.00174
22C 1.441 0.0625 0.000683
23C 3.645 0.0853 0.00108
20wp,Ed wp,Ed 1 2 3 el,RdhM V C C C M2
(1) Mwp,Ed = 570.07 kNm < 2756.22 kNm
(2) Mwp,Ed = 570.07 kNm < 3288.14 kNm
n = 0.21
21 2 3 el,RdC C C M
el,Rd0.6 M
5. Otpornost poprenog presjeka na djelovanje poprenog
optereenja
5.1. Konstrukcijski zahtjevi
(1) ako je dw / tw 90 ap = h0
(2) ako je dw / tw 90 uz uvjet da je ap dw
dw / tw = 54.33 < 73.23
ap = 814.00 mm - minimalna duljina punog hrpta od leaja
5.2. Otpornost hrpta na plastino gnjeenje
136.15 mm
303.88 mm
Ry,Ed = 2604 kN > Ry,Rd = 1952.4 kN - UVJET NIJE
ZADOVOLJEN
POTREBNO JE IZVESTI UKRUTE HRPTA
5.3. Otpornost hrpta na lokalno izboavanje
Ra,Ed = 2604 kN < Ra,Rd = 3634.3 kN - uvjet zadovoljen
w wp 0
d ta h90
s y w ywy,Rd
M1
s 0.5 s t fR
s w fs t 2 t 2 r 2 2 2
yf yff,Ed M0fy f
w yw yf yw
f fbs 2 t 1t f f f
2 sf fa,Rd w yw M1
w w
st tR 0.5 t E f 3t t d
6. Otpornost saastih nosaa na bono-torzijsko izvijanje
16973.89 kNm
C1 = 1.141 C2 = 0 k = 1.00 kw = 1.00L = 405 cm g = cm
0.5959LT = 0.34 linija b
0.7449
0.8391
My,Ed = 1479.0 kNm < Mb,Rd = 4598.4 kNm
n = 0.32
yy,Ed b,Rd LT y
M1
fM M W
LT 2 2LT LT LT
1
y yLT
cr
W fM
2 222tz
cr 1 2 22 2w z
k L G IEI kM C C g C gk EIk L
2LT LT LT LT0.5 1 0.2
DIMENZIONIRANJE SPREGNUTOG SAASTOG NOSAA - POZITIVNI MOMENT
PROFIL A tw tf WY IY IIY WZ IZ IIZ318.95 21 40 16965.84 1035765
56.99 1227.45 18595.9 7.64
Msd = 310900 kNcmBetonska ploa: d = 15 cm - visina AB ploe
2be = 415 cm - sudjelujua irina AB ploe
elik: fy = 35.5 kN/cm2 E = 21000 kN/cm2
Beton: fck = 3.0 kN/cm2 E = 3200 kN/cm2 C 30/37
Uvjet:
6054.93 < 6225.00 NUL - LINIJA LEI U AB PLOI
- Udaljenost nul-linije od gornjeg ruba betonske ploe: xp =
14.59 cm
- Odreivanje raunskog momenta plastine otpornosti poprenog
presjeka:
Mpl,Rd = 707721 kNcm > Msd = 310900 kNcm Popreni presjek
zadovoljava
n = 0.44 = 44 %
y c ae
ck a
f A2 b d
f
ukn = 0.32 + 0.44 = 0.76
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 80
Proraun modanika 15
0
150
106
GK1 Saasti HEM800
25 25
303
Dimenzioniranje glavnog saastog nosaa za dokaz nosivosti
graninog stanja uporabljivosti izvreno je kontrolom progiba nosaa u
polovici raspona za pojedine faze optereenja.
g
g uk
k
f =20.7mm;16000f =11.8mm; f = 52.5mm < =53.3mm
300f =20.0mm
Nastavak glavnog saastog nosaa projektiran je iz uvjeta
proizvodne duine nosaa od 16000 mm, a u
podruju nul toaka momentnog dijagrama.
9488
8811
187
8711
187
8711
188
8894
1221
O25
5080 137 8050
397
# 40
# 40
10
10
1010
1010
1010
10
# 15
# 15
# 15
# 15
# 15
1425
1060
15
15
10 10
15
Slika 13 Nastavak glavnog saastog nosaa
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 81
Detalji izvedbe eline konstrukcije prikazani su na sljedeim
slikama:
Slika 14 Priprema eline konstrukcije u radionici
Slika 15 Montaa glavnog saastog nosaa
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 82
Slika 16 Montaa sekundarnog nosaa
Beton I faze
O 133/12.5 O 133/12.5
Beton I faze
GK1 Saasti HEM800
SK1 HEA320
GK1
O 133/12.5 O 133/12.5
armatura stupa armatura stupa
Slika 17 - Detalj spajanja glavnog nosaa s armiranobetonskim
stupom
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 83
Slika 18 Detalj zavarivanja vilica na elini nosa prije
betoniranja 7 Zakljuak U radu je prikazan proraun meukatne
spregnute konstrukcije jedne dilatacije trgovakog centra Portanova
u Osijeku. Dokaz nosivosti glavnih saastih i sekundarnih
vruevaljanih nosaa izvren je kontrolom dva granina stanja: krajnjem
graninom stanju KGS i graninom stanju uporabljivosti GSU, sukladno
europskim normama [6], [7], [8] i [9]. U radu se daje detaljan
prikaz izvedbe meukatne eline konstrukcije graevine u radionici i
montae na gradilitu. Dat je prikaz karakteristinih detalja spoja
glavnih saastih nosaa s armiranobetonskim stupom, nastavak glavnih
saastih nosaa, kao i spoj sekundarnih nosaa na glavne nosae.
Literatura [1] Poslovno-trgovaki centar Portanova Osijek Glavni
projekt Projekt konstrukcija, Aspalathosoft d.o.o.,
Split, Oznaka projekta 2008-13/2, 2009. (6. knjiga), projektant
konstrukcije: SLOBODAN BLANUA, dipl.ing.gra.
[2] Poslovno Trgovaki centar Portanova Osijek Arhitektonski
projekt CHAPMAN TAYLOR ARCHITETTI SRL, Studio d' Architettura,
Piazzetta Pattari 1, Milano Italia, autor idejnog rjeenja:
ALESSANDRO STROLIGO, dipl.ing.arh.
[3] Poslovno-trgovaki centar Portanova Osijek Arhitektonski
projekt STUDIO XXL d.o.o., Ivana Luia 2a, HR-10000 Zagreb, glavni
projektant: VEDRAN LINKE, dipl.ing.arh.
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
-
Broj 3, godina 2011 Stranice 67-84
Glavni projekt trgovakog centra Portanova u Osijeku: Spregnute
konstrukcije elik-beton
Mati, I; Boko, I http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6 84
[4] Aspalathos - program za linearnu statiku i modalnu analizu
tapnih i ploastih konstrukcija, Uputstvo za upotrebu, Aspalathosoft
d.o.o., Split, 2001.
[5] HRN ENV 1991-1 Eurokod 1: Djelovanja na konstrukcije Dio
1-1: Opa djelovanja: Gustoe, vlastite teine, korisna optereenja
[6] HRN ENV 1992-1-1 Proraun betonskih konstrukcija Dio 1-1: Opa
pravila i pravila za zgrade [7] ENV 1993-1-1 Proraun elinih
konstrukcija Dio 1-1: Opa pravila i pravila za zgrade [8] ENV
1993-1-1 / A2 Proraun elinih konstrukcija Dio 1-1: Opa pravila i
pravila za zgrade [9] ENV 1994-1-1 Proraun spregnutih konstrukcija
elik-beton Dio 1-1: Opa pravila i pravila za zgrade [10] HRN ENV
1998-1-1 Proraun konstrukcija na potres Dio 1-1: Opa pravila,
seizmika djelovanja i pravila za
zgrade [11] Zaninovi, K.; Gaji-apka, M.; Androi, B.; Deba, I.;
Dujmovi, D.: Odreivanje karakteristinog
optereenja snijegom, Graevinar, 6 (59) 2001.
http://dx.doi.org/10.13167/2011.3.6
