O proracunu zidanih konstrukcija_2[1]

ZIDANE ZGRADE PROJEKTIRANJE I PRORAUNBORIS TROGRLI

Doc. dr. sc. / dipl.ing.gra. / [email protected]

SVEUILITE U SPLITU FAKULTET GRAEVINARSTVA, ARHITEKTURE I GEODEZIJEwww.gradst.hr

Split, 2011.

Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

ZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 1/36

ZAKON O PROSTORNOM UREENJU I GRADNJI (Nar.nov. br. 76/07)

lanak 19. (1) Tehnikim propisima se u skladu s naelima europskog usklaivanja tehnikog zakonodavstva razrauju, odnosno odreuju bitni zahtjevi za graevinu, tehnika svojstva koja moraju imati graevni proizvodi i drugi tehniki zahtjevi u vezi s graevinama i njihovim graenjem. (2) Tehnike propise donosi ministar. (3) Tehniki propisi objavljuju se u Narodnim novinama.

TEHNIKI PROPIS ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07)HRN ENV 1991 Eurokod 1: Osnove projektiranja i djelovanja na konstrukcije HRN ENV 1996 Eurokod 6: Projektiranje zidanih konstrukcija HRN ENV 1998 Eurokod 8: Projektiranje konstrukcija otpornih na potres HRN ENV 1992 Eurokod 2: Projektiranje betonskih konstrukcija HRN ENV 1997 Eurokod 7: Geotehniko projektiranje

+ NAD (Nacionalni dodatak)

ENV ENZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 2/36

ZIE, ZIDNI BLOKOVI, MORTOVIZIE Graevinski kompozit koji nastaje naizmjeninim polaganjem zidnih elemenata (blokova) izmeu nekog vezivnog materijala (morta, ljepila). VRSTE ZIDNIH ELEMENATA

Openi

Kalcijsko-silikatni

Porobetonski

Betonski (od gustog i laganog agregata)

Od prirodnog i umjetnog kamena

MORTOVIOpe namjene (cementni, produni); obina opeka Tankoslojni mort (ljepilo, oko 3 mm debljine) bruena opeka, porobet. blok Poliuretanski adhezivi (bruena opeka)

Lagani mort (poboljana toplinska svojstva)ZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 3/36

VRSTE ZIA - ZIDANI ZIDOVINEARMIRANO ZIE ARMIRANO ZIE

OMEENO ZIE

PREDNAPETO ZIE ZIDNI SUSTAVIZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 4/36

ODREIVANJE MEHANIKIH SVOJSTAVA ZIA - ISPITIVANJEMBLOK I MORT SU U MEUDJELOVANJU PREKO VIEOSNOG STANJA NAPREZANJA OVISNOST VRSTOE ZIA O KUTU GLAVNIH TLANIH NAPREZANJA


str. 5/36

OSNOVNA MEHANIKA SVOJSTVA ZIATLANA VRSTOA fk=K fb fm (fb, fk = tlana vrstoa bloka, morta) VLANA VRSTOA ?, 0.0 POSMINA VRSTOA fvk= fvk,0 + 0.4 d (ispunjene vert. fuge) fvk= 0.5fvk,0 + 0.4 d (bez ispunjavanja vert. fuga) fvk,0 = posm. vrt. bez predtlanog naprezanja

d = normalno tlano naprezanje

MODUL ELASTINOSTI (E), MODUL POSMIKA (G)

E 1000 fk (fk=karakteristina tlana vrstoa zia) G E/6

VRSTOA PRI SAVIJANJU fxd= tablino


str. 6/36

ODREIVANJE MEHANIKIH SVOJSTAVA ZIA - ISPITIVANJEMISPITIVANJE TLANE VRSTOE ZIA ISPITIVANJE POSMINE VRSTOE ZIA

fvk0=0.0

fvk0=const.

fvk0=fvk0(NSd)

ISPITIVANJE POSMINE VRSTOE ZIA IN SITU (povijesne graevine)


str. 7/36

DOKAZI NOSIVOSTI JEDNOSTAVNI MODELI

Zidani zid - u veini sluajeva ploni, a ne tapni element.


str. 8/36

DOKAZI NOSIVOSTI JEDNOSTAVNI MODELI

EN 1996: 6.9.2(1) Kod provjere omeenih zidova optereenih savijanjem i/ili uzdunim optereenjem treba usvojiti pretpostavke za armirano zie. U tlanim se podrujima blok tlanog naprezanja treba temeljiti samo na vrstoi zia. Tlanu armaturu takoer treba zanemariti. :-/

EN 1996: 6.9.2(2) Kod provjere omeenih zidova optereenih poprenim silama, nosivost zida se rauna kao zbroj nosivosti zia i betonskog dijela serklaa... (zanemariti armaturu)(slobodan prijevod)

ab serkla

xy,maxxy,min

NSdab serkla ab serkla

MSdzieab serkla

zieNRd,m

VRd2

VRd1

VRd2Asfyd Fm

NRd,c

NRd,c

NRd,cstr. 9/36


ODREIVANJE MEHANIKIH SVOJSTAVA ZIA - ISPITIVANJEMPOROTHERM PROFI opeka i DRYFIX.extra ljepilo


str. 10/36

DOKAZI NOSIVOSTI JEDNOSTAVNI MODELIUINCI VERTIKALNOG DJELOVANJA - PRORAUN ZIDA NA VERTIKALNO DJELOVANJE

N Rd

fk t l = M

[kN ]

N Rd

fk t = M

[kN m]

Za efektivnu visinu zida: hef= h* = 280 cm i debljinu zida: t=30 cm 0.75-0.80 ili debljinu zida: t=25 cm 0.71-0.77


str. 11/36

DOKAZI NOSIVOSTI JEDNOSTAVNI MODELINOSIVOST ZIDA NA POPRENU SILU NA KONTAKTU ZID TEMELJ


str. 12/36

OSLONAKE REAKCIJE PLOE (RAUNSKA DJELOVANJA PO ZIDOVIMA)

100% 92% 34%


str. 13/36

POLOAJ VERTIKALNIH SERKLAA SLIJEDI ZAHTJEVE VERTIKALNOG OPTEREENJA

Nearmirano zie

Zie omeeno vertikalnim serklaima

Zie omeeno vertikalnim i horizontalnim serklaimastr. 14/36


DOKAZ NOSIVOSTI ZIDA NA VERTIKALNO DJELOVANJERaunska nosivost na vertikalno optereenje: NRd = fk t i,m / M > NSd parcijalni koef.sig. za materijale faktor smanjenja za vitkost i eksc. debljina zida karakteristina tlana vrstoa zia fk = K fb fm [N/mm2] Faktor smanjenja za vitkost i ekscentrinost (i), EN 1996-3 Vanjski zidovi:

s = 1.3

l f ,ef 8

0.85 2

hef Unutarnji zidovi: s = 0.85 0.0011 t ef

Priblino - za efektivnu visinu zida: i debljinu zida: ili debljinu zida: hef= h* = 280 cm t=30 cm 0.75-0.80 t=25 cm 0.71-0.77


str. 15/36

DOKAZ NOSIVOSTI ZIDA NA VERTIKALNO DJELOVANJE PRIMJER - Nosivost zida na vertikalno djelovanje1/ Tlana vrstoa zia: zidni blok: POROTHERM 30 S P+E grupa blokova: 2a, K=0.55 normalizirana tlana vrstoa bloka: fb = 11.5 MPa mort ope namjene M5 (ili toplinski mort: POROTHERM TM50) karakteristina tlana vrstoa: fk = K fb0.65 fm0.25 Tlana vrstoa zia: fk = 0.55 11.50.65 5.00.25 = 4.0 MPa30 cm

cm 306.0 m

g,q

2/ Nosivost zida na vertikalno djelovanje: karakteristina tlana vrstoa: fk = 4.0 MPa faktor smanjenja za vitkost i ekscentrinost: = 0.75 debljina zida: t=30 cm parcijalni koeficijent sigurnosti za materijale: M = 2.2 (I. ktg. kont. proizvodnje, B ktg. kontrole izvedbe) nosivost zida na vertikalno djelovanje: NRd = fk t / M Nosivost zida na vertikalno djelovanje: NRd = (0.75 4.0 0.30 / 2.2) 1000 = 409 kN/m Npr. Za gSd+qSd=13 kN/m2 (ukljuivo vlastita teina zida) i utjecajnu duljinu djelovanja L=6 m, zid ima nosivost za najmanje 5 etaa.

5. 4. 3. 2. 1.

6.0 m

g,q6.0 m

g,q6.0 m

g,q6.0 m

g,q30 cmstr. 16/36


DOKAZ NOSIVOSTI ZIDA NA VERTIKALNO DJELOVANJE PRIMJER Proraun na koncentrirano djelovanje

horizontalni serkla!


str. 17/36

DJELOVANJE POTRESA


str. 18/36

DJELOVANJE POTRESARaunski spektri za IX. zonu (ag=3.0 m/s2): PRAVILNIK1981 (Ks=0.10=1.0 m/s2); TPBK2005 (Ks=0.10=1.0 m/s2) HRN ENV 1998 (ag=3.0 m/s2); EN 1998 (ag=3.0 m/s2)PRAVILNIK1981 stambena zgrada (Ko=1.0) zidana konstrukcija (Kp=1.6) tlo: I. ktg TPBK2005 (priznata pravila) stambena zgrada (Ko=1.5) zidana konstrukcija (Kp=2.4) tlo: I. ktg HRN ENV 1998 stambena zgrada zidana konstrukcija - omeeno zie faktor ponaanja q=2.0 tlo: A EN 1998 stambena zgrada zidana konstrukcija - omeeno zie faktor ponaanja q=2.0 tlo: A

5.0 4.5 4.0

Sd(T) [m/s ]T1 < 0.5 sec

2

Pojednostavljeni modalni proraun (za jednostavne zgrade dominira 1. mod) Fb=Sd(T1)m

3.75

3.5 3.0 2.5 2.0

3.75/1.60=2.34

1.60

1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

T [s]


str. 19/36

DJELOVANJE POTRESA

NSd MSd VSd


str. 20/36

DJELOVANJE POTRESA

PRIMJER PRORAUNA ZIDOVA NA DJELOVANJE POTRESAPoetna krutost zida bez otvora: Primjer: 0.88 0.82

Ke =

GA2 Gh 1.2 h 1 + E L

1

E = modul elastinosti: 1000fk ili 4700fk G = modul posmika (GE/6) t = debljina zida h = svjetla visina zida L = duljina zida A = povrina zida (A=tL) = proraunski koeficijent za punu upetost na gornjem i donjem katu = 0.83 za konzolni zid = 3.33 Poetna krutost zida s otvorima za prozore:

1 0.95

0.87

2

K e ,otv . = K e k 1

t Li k1 = 1 0.85 A Ostali utjecaji na poetnu krutost: - vertikalni serklai - savojna krutost meukatnih konstrukcija - zidovi na kraju promatranog zida (I-presjek, T-presjek) - omeenje otvora....

Li = zbroj duljina svih otvora u ziduA = povrina zida (A=tL)ZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 21/36

DJELOVANJE POTRESANOSIVOST NA BONO OPTEREENJE - MEHANIZMI SLOMA NOSIVIH ZIDOVA IZVAN RAVNINE ZIDA

DAyala&Speranza 2003.ZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 22/36

DJELOVANJE POTRESANOSIVOST NA BONO OPTEREENJE - MEHANIZMI SLOMA NOSIVIH ZIDOVA IZVAN RAVNINE ZIDAPretpostavke prorauna omeenih zidova (EN 1996-1): ... u izraunu nosivosti na bona djelovanja, uzima se u obzir savojna vrstoa zia i serklaa (s armaturom)

Slom zia paralelno sa sljubnicama

Slom zia okomito na sljubnice


str. 23/36

DJELOVANJE POTRESANOSIVOST NA BONO OPTEREENJE PREGRADNI ZIDOVI Nosivi zidovi Pregradni zidoviprivremeno rjeenje

Fiksna oprema na ziduslojevi poda

L profili, i sl.

Sekundarne (nenosive) konstrukcije ->ZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 24/36

TEHNIKI PROPIS ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07)TEHNIKI PROPIS ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07)

HRN ENV 1991 Eurokod 1: Osnove projektiranja i djelovanja na konstrukcije

HRN ENV 1996 Eurokod 6: Projektiranje zidanih konstrukcija

HRN ENV 1998 Eurokod 8: Projektiranje konstrukcija otpornih na potres

HRN ENV 1992 Eurokod 2: Projektiranje betonskih konstrukcija

HRN ENV 1997 Eurokod 7: Geotehniko projektiranje

Okviri ispunjeni ziem.

lanak 19. (1) Nije doputeno projektiranje konzola upetih u zie zidane konstrukcije. (2) Nije doputeno projektiranje zidanih konstrukcija kojima se zidovi iste etae izvode od raznovrsnih zidnih elemenata ili kao zidovi druge vrste ili sustava konstrukcije. Kombinacija okvir+zie. Kombinacija a-b zid+zie.

q5.0

q2.0-3.0

q4.0 q2.0-3.0

Razliita dinamika svojstva (beton/zie, niski zidovi/visoki zidovi)?ZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 25/36

TEHNIKI PROPIS ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07)TEHNIKI PROPIS ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07)Fleksibilna etaa. lanak 19. (3) Nije doputeno projektiranje zidanih konstrukcija u kojima su pojedine etae izvedene kao konstrukcije druge vrste (betonske, eline i dr.) odnosno konstrukcije drugog sustava (okvirne i dr.).

Potrebno je osigurati nosivost i stabilnost fleksibilne etae

(4) Iznimno od stavka 3. ovoga lanka doputeno je projektiranje zidanih konstrukcija kod kojih su temelji i jedna etaa iznad temelja, u vertikalnom kontinuitetu, projektirane kao betonska konstrukcija od betonskih zidova i ploa na koju se nastavlja zidana konstrukcija.


str. 26/36

IZBOR PRORAUNSKIH POSTUPAKAModel 0: Pojednostavljeni proraunski postupci (EN 1996-3) ili (dodatak A, do 3 kata) + Pravila za "jednostavne zidane zgrade" (EN 1998-1-3, toka 9.7) Model 1: Projektiranje zidanih konstrukcija (EN 1996-1-1) + Projektiranje konstrukcija otpornih na potres (EN 1998-1) Model 2: Projektiranje zidanih konstrukcija (EN 1996-1-1) + Okviri ispunjeni ziem (EN 1998-1)

Vertikalno djelovanje

NSd, VSd, MSd

Potres Potres - uvrtanje


str. 27/36

IZBOR PRORAUNSKIH POSTUPAKAMETODA NAGURAVANJA PUSH OVER TEHNIKE HOMOGENIZACIJE(METODA KONANIH ELEMENATA FEM)

NELINEARNI MODELI(METODA KONANIH ELEMENATA FEM)

METODA DISKRETNIH ELEMENATA(Discrete element method)

Numerika metoda za proraun gibanja velikog broja dijelova (zasebnih elemenata). Mogue ukljuiti: - trenje - kontakt (plastian sraz)

numeriki model zia

AmQuakeZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 28/36

POARNA OTPORNOST TEHNIKI PROPIS ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (NN 01/07) lanak 16. (1) Mehanika otpornost i stabilnost, te otpornost graevine na poarna djelovanja dokazuju se u glavnom projektu proraunima graninog stanja nosivosti i graninog stanja uporabljivosti zidane konstrukcije za predvidiva djelovanja i utjecaje na graevinu.Postupci prorauna (dokaza otpornosti, EN 1996-1-2): - ispitivanjem - tabelarno - proraunom elementa konstrukcije - proraunom dijela konstrukcije - proraunom cijele konstrukcije. Kriteriji (EN 1996-1-2): R Ouvanje nosivosti tijekom odreenog vremena (tfi,d=15/20/30/45/60/90/120/180/240/360 min) I Ogranienje temperature na poaru neizloenoj plohi: 140 oC (srednja); 180 oC (najvea) E Sprijeenost prolaza plamena i vruih plinova M Nosivost na koncentriranu horizontalnu silu (u kombinaciji s R, I ili E)


str. 29/36

OSNOVNE PREPORUKE ZA DOBAR KONCEPT ZIDANE ZGRADEOmjer vertikalne (G,Q) i horizontalne sile (S,W), temeljenje- Zidove koji dominantno preuzimaju horizontalna djelovanja potrebno je opteretiti vertikalnim djelovanjima (uz posebnu kontrolu tlanih naprezanja) - Temelje povezati, pogotovu u smjeru pruanja zidova koji preuzimaju horizontalna djelovanja, s ciljem aktiviranja to veeg vertikalnog (stabilizirajueg ) djelovanja. U tom sluaju je vana i savojna krutost nadtemeljnih zidova. - irinu temelja odabrati s ciljem ujednaavanja kontaktnih naprezanja, to osigurava jednakost slijeganja na terenu jednolikih mehanikih (deformacijskih) svojstava.

Mstabilizirajui=(G,Q)*L/2 Mdetabilizirajui=(S,W)*h

- Zbog velike krutosti u ziu se za male vrijednosti slijeganja razvijaju velike sile, meutim zbog male vlane vrstoe se brzo razvijaju pukotine.


str. 30/36

OSNOVNE PREPORUKE ZA DOBAR KONCEPT ZIDANE ZGRADEBez obzira na proraunske metode...

... fleksibilna prizemlja...osigurati im odgovarajuu nosivost

Nastojati umanjiti efekte uvrtanja...


str. 31/36

OSNOVNE PREPORUKE ZA DOBAR KONCEPT ZIDANE ZGRADEBez obzira na proraunske metode, u zidanim konstrukcijama izbjegavati: diskontinuitete krutosti izmjetanje ukruujuih zidova visokostjene nosae Nastojati postii pravilnost u horizontalnom smislu

oslanjenje zidova na savojno deformabilne elemente

oslabljivanje nosivih zidova voenjem instalacija Nastojati izravno i jasno voditi vertikalne sile


str. 32/36

VANA JE SURADNJAArhitektonsko projektiranje

Konstruktersko projektiranje

Projektiranje konstrukcije sukladno zahtjevima: mehanike otpornosti i stabilnosti funkcionalnim i estetskim. Temeljeno na znanju i iskustvu konstrukterki/konstruktera i suradnji s arhitekticama/arhitektima.

Proraun konstrukcije: Tehniki propis za zidane konstrukcije Norme: - EN 1991 + NAD - EN 1996 + NAD - EN 1997 + NAD - EN 1998 + NAD ...proraunski modeli, dokazi, dimenzioniranja,..

Arhitektura: funkcionalnost/estetika/usklaenost Idejni projekt, Glavni projekt Konstrukcija: 1/ projektiranje nosive konstrukcije 2/ proraun nosive konstrukcijeZIDANE KONSTRUKCIJE / B. Trogrli Samo za internu uporabu. Namijenjeno studentima GAFST za ak. godinu 2010/11.

str. 33/36

LITERATURA- Anii, D.; Fajfar, P.; Petrovi, B.;Szavitz-Nossan A.; Tomaevi, M.: ZEMLJOTRESNO INENJERSTVO VISOKOGRADNJA, Graevinska knjiga, Beograd 1990. - Tomaevi, M.: EARTHQUAKE-RESISTANT DESIGN OF MASONRY BUILDINGS, Imperial College Press, London, 1999. - Sori, Z.: ZIDANE KONSTRUKCIJE I, 2. proireno izdanje, Udbenici Sveuilita u Zagrebu, Zagreb, 2004. - Radi, J. i suradnici: ZIDANE KONSTRUKCIJE 1, Prirunik, Hrvatska sveuilina naklada, Zagreb, 2007.

- HRN ENV 1996: Eurokod 6: Projektiranje zidanih konstrukcija - HRN ENV 1998: Eurokod 8: Projektiranje konstrukcija otpornih na potres

- Trogrli, B: ZIDANE KONSTRUKCIJE, Skripta, www.gradst.hr, Graevinsko-arhitektonski fakultet u Splitu, Split, 2011.


str. 34/36

Documents

O proracunu zidanih konstrukcija_2[1]