1

ZIDANE KONSTRUKCIJEZIDANE KONSTRUKCIJE

Tehničko veleučilište u Zagrebu

Graditeljski odjel

Zagreb, 2015.

POVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAPOVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJA

PiramidePiramide u u GizehuGizehu ((2650. i 2550. 2650. i 2550. gpgpK)K)

Kineski zid, Kineski zid, 8858852km2km

2

Philadelphia City Hall, Pennsylvania

Izvedba: od 1871. do 1901.Visina: 167mDebljina zida: do 6.7m

POVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAPOVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAU HrvatskojU Hrvatskoj

3

POVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAPOVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAPULSKA ARENAPULSKA ARENA,, I. i II. I. i II. ststoljeoljeććee

POVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAPOVIJEST ZIDANIH KONSTRUKCIJAStonskeStonske zidinezidine 5,5km5,5km (od 1334.-1506.g.)

4

Eurokod 6: Projektiranje zidanih konstrukcija

HRN EN 1996-1, dio 1-1:Opća pravila za armirane i nearmirane zidane konstrukcije

HRN EN 1996-1-2, dio 1-2:Opća pravila – Proračun konstrukcija na djelovanje požara

HRN EN 1996-2, dio 2:Konstruiranje, odabir materijala i izvedba ziđa

HRN EN 1996-3, dio 3:Pojednostavnjene proračunske metode za nearmiranezidane konstrukcije

Nazivi i definicije

Ziđe: sklop zidnih elementa položenih na unaprijedodređen način i povezanih mortom.

Armirano ziđe: ziđe u kojem su šipke ili mrežapostavljeni u mort ili beton tako da svi materijalidjeluju zajedno u otpornosti na učinke djelovanja.

Omeđeno ziđe: ziđe izvedeno s armiranobetonskim iliarmiranim zidnim omeđujućim elementima(serklažima) u vertikalnom i horizontalnom smjeru.

5

Nazivi i definicije

Zidane konstrukcije: Konstrukcije izvedene iz zidnih elemenata(opeke ili blokova) vezanih vezivom (mortom).

Zidni element - blok: Predgotovljeni građevinski proizvod (blokod gline, kamena, betona, vapna s silicijskim agregatom) namjenjenizvedbi ziđa.

VRSTE ZIDNIH BLOKOVA GLINENI ZIDNI BLOK: opeka i opečni blokovi. Nastaju pečenjem elemenataoblikovanih od sirove gline.KALCIJSKO – SILIKATNI ZIDNI BLOKOVI: Proizvedeni od smjesesilicijskog agregata, vapna, izrađeni pod tlakom i zaparivani.BETONSKI ZIDNI BLOKOVI: Proizvedeni od smjese agregata normalnetežine (kamena) i cementa, izvedeni u kalupima, vibrirani.BETONSKI ZIDNI BLOKOVI OD LAKOG AGREGATA: Proizvedeni odsmjese lakog agregata (npr. ekspandirana šljaka visokih peći, ekspandirana glina) i veziva, izvedeni u kalupima, vibrirani.PORASTI (AERIRANI I AUTOKLAVIRANI) BLOKOVI: Proizvedeni odsmjese finog silicijskog agregata, cementa, vapna i dodatka za stvaranjemjehurića. Izrađuje se u autokalvama i oblikuje rezanjem.KAMENI ZIDNI BLOKOVI: Izrađeni od blokova kamena klesanih ili rezanihna određene dimenzije, te od lomljenog kamena napravilnog oblika

6

SKUPINE ZIDNIH BLOKOVA

Oznake čvrstoća

fb normalizirana tlačna čvrstoća zidnog elementafk karakteristična tlačna čvrstoća ziđafd proračunska tlačna čvrstoća ziđa za promatrani smjerfm tlačna čvrstoća mortafvd proračunska posmična čvrstoća ziđafvk karakteristična posmična čvrstoća ziđa

7

TLAČNA ČVRSTOĆA ZIDNIH BLOKOVA• normalizirana tlačna čvrstoća zidnog bloka fb.• srednja tlačna čvrstoća dobivena ispitivanjem (dobivena na uzorkuširine 100mm i visine 100mm) pretvaramo u normaliziranumnoženjem:

-za blokove od pečene gline s 1,10 -za ostale blokove s 1,20

Zatim se dobivena vrijednost množi s faktorom oblika δ:

minimalna tlačna čvrstoća: fb,min,vert.= 4.0 MPa (okomito na horizontalnu sljubnicu morta)fb,min,hor.= 2.0 MPa (paralelno horiz. sljubnici u ravnini zida)

MORT

MORT je vezivni materijal koji se sastoji od mješavineanorganskog veziva, agregata i vode, a može sadržavati i dodatkeza povećanje čvrstoće, vodonepropusnosti...

fm tlačna čvrstoća morta

8

VRSTE MORTOVA:

Cementni mort: smjesa određenih količina cementa i pijeska, tedodataka (po potrebi)Cementno-vapneni mort: smjesa određenih količina cementa, vapna i pijeska (‘produžni mort’)Tankoslojni mort: unaprijed pripremljeni cementni mort s maksimalnim zrnom pijeska do 1.0 mm i s kemijskim dodacima. Debljina ovog morta (ljepila) je 1-3 mm.Hidraulični vapneni mort: smjesa određenih količina hidratiziranogvapna i pijeska.Unaprijed pripremljeni mort (‘ready mixed mortar’) – doprema se nagradilište u suhom stanju.Lakoagregatni mort – mort od lakog agregata gustoće ρ < 1000 kg/m3. Agregat: perlit, ekspandirana glina, plovučac i slično.

KLASIFIKACIJA MORTOVA:Računska tlačna čvrstoća

9

DEFORMACIJSKA SVOJSTVA ZIĐA

Čvrstoća ziđa ovisna je i o omjerukrutosti zidnog bloka i morta.

TLAČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fk)

Ziđe opterećeno u jednoosnom tlaku postiže slom uglavnom razvojemvlačnih pukotina paralelnih pravcu djelovanja opterećenja, koja su kaorezultat vlačnih naprezanja okomita na glavna tlačna naprezanja.

Čvrstoća ziđa u tlaku je značajno manja nego nominalna tlačna čvrstoćabloka, od kojeg je ziđe izvedeno. Na drugoj strani, čvrstoća ziđa možeznačajno prekoračiti slomnu čvrstoću kocke morta.

Opća svojstva:(a) sekundarno vlačno naprezanje, koje prouzročava pukotinski slom ziđa, posljedica je spriječenih deformacija morta u fugama ziđa;(b) prividna tlačna čvrstoća bloka u standardnim ispitivanjima na tlaknije prava mjera čvrstoće bloka u ziđu, jer je način sloma različit;(c) mort može podnijeti povećana tlačna naprezanja u fugama zbogvišeosnog stanja naprezanja.

10

TLAČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fk)

Karakteristična tlačna čvrstoća ziđa (fk) je čvrstoća ispod kojese bez utjecaja ekscentričnosti, vitkosti i spriječenih bočnihdeformacija ne očekuje više od 5% rezultata.Koeficijent varijacije ne smije biti veći od σ < 25%.

Karakterističnu tlačnu čvrstoću ziđa (fk) treba odreditieksperimentalno ili izračunom (empirijske formule) natemelju eksperimentalno određenih tlačnih čvrstoća morta i zidnog bloka.

TLAČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fk)

11

RAČUNSKA KARAKTERISTIČNA TLAČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fk)

fk karakteristična tlačna čvrstoća ziđa u N/mm2K konstantaα, β su konstantefb normalizirana srednja tlačna čvrstoća zidnog elementa, u smjeruprimijenjenog učinka djelovanja, u N/mm2fm tlačna čvrstoća morta, u N/mm2.

RAČUNSKA KARAKTERISTIČNA TLAČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fk)

Za ziđe načinjeno s tankoslojnim mortom, u horizontalnimsljubnicama debljine 0,5 mm do 3 mm, i opečnim zidnimelementima skupina 1 i 4, vapnenosilikatnim, betonskim i porastim betonskim zidnim elementima:

Za ziđe načinjeno s tankoslojnim mortom, u horizontalnimsljubnicama debljine 0,5 mm do 3 mm, i opečnim zidnimelementima skupine 2 i 3:

12

Vrijednosti K

VLAČNA ČVRSTOĆA ZIĐA

Vlačna čvrstoća ziđa zidanog sa standardnim mortom (cement/vapno/pijesak) je relativno mala i promjenjiva.

Vlačna čvrstoća ziđa može se povećati zbog ravninskog savijanja ilisavijanja van ravnine ziđa.

U slučaju ravninskog savijanja, vlačna čvrstoća ovisi o adhezijibloka i morta.

13

POSMIČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fvk)

Zidane konstrukcije su često podvrgnute posmičnom djelovanju, istovremeno s tlačnim opterećenjem. Poznato je da posmična čvrstoćapada s povećanjem visine zida, dok raste s porastom debljine. Također, dokazano je da stupanj zasićenosti vodom punih glinenihblokova za vrijeme zidanja ima utjecaj na početnu posmičnu čvrstoću, čvrstoća je vrlo mala i promjenjiva ovisno da li je opeka zasićenavodom ili je suha.

Slom zidnih panela uslijed posmika je uglavnom u dijagonalnomvlaku. Pri malom predtlačnom naprezanju, razvijaju se stepenastepukotine uglavnom duž fuga, približno pod kutem od 45°, amjestimično odstupaju od tog pravca. Ako se predtlačno naprezanje poveća, glavna vlačna naprezanjaprouzročavaju slom pod većim kutem u odnosu na horizontalnuravninu, te pukotine prolaze vertikalno kroz fuge.

POSMIČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fvk)

Ispitivanje:a) bez normalnog naprezanja;b) dodavanjem normalnog naprezanja;c) s uvijek prisutnim tlačnim naprezanjem

Može se odrediti eksperimentalno ili izračunom.

14

RAČUNSKA KARAKTERISTIČNA POSMIČNA ČVRSTOĆA ZIĐA (fvk)

IzračunomZa zidove s ispunjenim vertikalnim sljubnicama:

Za zidove s neispunjenim vertikalnim sljubnicama:

Za zidove s mortom u trakama: -ali ne veći od zidova s neispunjenim vertikalnimsljubnicama

fvk0 karakteristična početna posmična čvrstoća pri nultom tlačnomnaprezanju

fvlt granična vrijednost za fvkσd proračunsko tlačno naprezanje okomito na posmik u elementu na

promatranoj razini, uzimajući odgovarajuću kombinacijuopterećenja utemeljenu na prosječnom vertikalnom naprezanju natlačnoj duljini zida koja osigurava posmičnu otpornost

fb normalizirana tlačna čvrstoća zidnih elemenata za smjer djelovanjaopterećenja na ispitane uzorke, okomito na naliježuću površinu.

15

Ispitivanje posmične čvrstoće ziđa postojeće građevine

Početna posmična čvrstoća ziđa, fvk0

16

Karakteristična čvrstoća ziđa na savijanje

ravnina sloma usporedna shorizontalnim sljubnicamamorta, fxk1

ravnina sloma okomita nahorizontalne sljubnice morta, fxk2

Ravnine sloma ziđa na savijanje

Čvrstoća na savijanje ziđa

Određuje se:- eksperimentalno ili- očitavanjem iz tablice

17

Vrijednosti fxk1 za ravninu slomausporednu s horizontalnim sljubnicama

Vrijednosti fxk2, za ravninu sloma okomituna horizontalne sljubnice

18

Odnos naprezanje – deformacija za tlačnoopterećeno ziđe

1) tipični radni dijagram2) idealizirani dijagram(parabola – pravokutnik)3) proračunski dijagram

Modul elastičnostiOdređuje se ispitivanjem ili izračunom:

Modul posmika, G=0.4E, - smije se uzeti kao 40 % modula elastičnosti E.

19

Rasponi koeficijenata puzanja, širenja iliskupljanja zbog vlage i toplinskih svojstava ziđa

Parcijalni koeficijenti sigurnosti γM

Razred se odnosi na razred kontrole izvedbe.

20

MATERIJALI

S ciljem spriječavanja krtog loma zahjevana su slijedeća svojstva šupljih zidnih blokova:-udio šupljina u zidnom bloku ne smije biti veći od [50%]-minimalna debljina stijenki je [15 mm]

Minimalna čvrstoća zidnog bloka:-normalizirana tlačna čvrstoća – u vertikalnom smjeru [fb=2.5 MPa]-normalizirana tlačna čvrstoća – u horizontalnom smjeru, u ravnini zida [fbh= 2.0MPa]

Mort:-minimalni razred morta za nearmirano i omeđeno ziđe ≥ M5

- minimalni razred morta za armirano ziđe ≥ M10

ZIDANE KONSTRUKCIJE U SEIZMIČKIAKTIVNIM PODRUČJIMA

Faktori ponašanja:nermirano ziđe: q=1.5omeđeno ziđe: q=2.0armirano ziđe: q=2.5

21

NEARMIRANI ZIDOVI

NEARMIRANI ZIDOVI

22

ARMIRANI ZIDOVI

OMEĐENI ZIDOVI

23

DOPUŠTENA ODSTUPANJA OD PROJEKTIRANIH VRIJEDNOSTI

ODSTUPANJE OD VERTIKALE: Najviše 20 mm horizontalno navisinu kata ili 50 mm na visinu građevine.PORAVNANJE ZIDOVA PO VERTIKALI: Najviše 20 mm

horizontalno, između središnjih linija zidova ispod i iznad međukatnekonstrukcije.