OMK P01 Uvod.primena.svojstva.istorijat

O t l ih k t k ijO t l ih k t k ijOsnove metalnih konstrukcijaOsnove metalnih konstrukcija2014./2015.2014./2015.

Dr T. Vacev - Osnove metalnih konstrukcija 1

Tema 1Tema 1

Predavanja:Predavanja:Dr Todor Vacev, docentkabinet 328

Vebe:Mr Sran ivkovi, asistent,kabinet 328

Mast in Milan Petrovi saradnikMast. in. Milan Petrovi, saradnik5. sprat


SADRAJ

1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU

1.1 OPTE O METALNIM KONSTRUKCIJAMA

1 2 OBLAST PRIMENE METALNIH KONSTRUKCIJA 1.2 OBLAST PRIMENE METALNIH KONSTRUKCIJA

1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA

1.4 ISTORIJSKI PREGLED


1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU

LITERATURA

1 Buevac D Markovi Z Bogavac D Toi D : 1. Buevac, D., Markovi, Z., Bogavac, D., Toi, D.:Metalne konstrukcije osnove prorauna i konstruisanja, Graevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd, 1999.

2. Zari, B., Stipani, B., Buevac, D.:eline konstrukcije u graevinarstvu, Gra. knjiga, Beograd, 1990.j g , j g , g ,

3. Internet stranica predmeta: informacije, tablice, propisi, programi..

4. Pavlovi, Z., Petrovi-Pavlovi, S., Petrovi, M.: Prirunik za nosee el. konstrukcije, Zavod za izdavaku grafiku delatnost, Beograd, 1987.


1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU NASTAVA NASTAVA

Broj radnih nedelja: 15j j

Oblici nastave: Predavanja (2 asa nedeljno) - obavezna Predavanja (2 asa nedeljno) - obavezna Vebe (2 asa nedeljno) obavezne Domai radovi (4), obavezni, predaja uz odbranu rada K lt ij ( d i i t i i ) Konsultacije (u predvienim terminima)

Uslov za potpis asistenta: uraeni i odbranjeni domai radovip p j

Uslov za potpis nastavnika: potpis asistenta


1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU ISPIT ISPIT Povezani predmeti: Otpornost materijala, Statika konstrukcija Uslovna obaveza: potpis asistenta Uslovna obaveza: potpis asistenta Domai radovi (4, obavezni) max. 4x5=20 p.

nakon prvog ispitnog roka - samo potpis 0 p.

Test (neobavezan, literatura nije dozvoljena) max. 10 p. Pi i i it ( b li i t i 30 ) 60 Pismeni ispit (obavezan, eliminatoran, min. 30 p.) max. 60 p.

(literatura dozvoljena) Usmeni ispit (obavezan eliminatoran min 6 p ) max 10 p Usmeni ispit (obavezan, eliminatoran, min 6 p.) max. 10 p.

(literatura nije dozvoljena)

Konana ocena:


Konana ocena: 51-60 p. = 6, 61-70 p. = 7, 71-80 p. = 8, 81-90 p. = 9, 91-100 p. = 10


MATERIJALMATERIJAL

max =M / W +

S I N T E Z AMx / Wx +My / Wy doz


TEORIJA TEHNOLOGIJA


Primena metala za nosee graevinske konstrukcije: svega oko 200 god.

Najpre gvoe zatim elik (i danas dominantan) u najnovije vreme aluminijum Najpre gvoe, zatim elik (i danas dominantan), u najnovije vreme aluminijum

Teite ovog kursa: eline konstrukcije

Metalne konstrukcije su specifine u odnosu na ostale graevinske konstrukcije

Metalne konstrukcije imaju znaajne tehnike i funkcionalne prednosti

Primena: za sve vrste graevinskih konstrukcija Primena: za sve vrste graevinskih konstrukcijaelik: engl: steel; nem: stahl; fr: acier; rus.


1.1 OPTE O METALNIM KONSTRUKCIJAMA Brz razvoj u svim fazama izgradnje metalnih konstrukcija: Brz razvoj u svim fazama izgradnje metalnih konstrukcija:

Proizvodnja elika i aluminijuma visoke vrstoe; nerajui elici

Projektovanje konstrukcija putem raunara - CAD1

St tik li k t k ij t MKE2 i CAE3 Statika analiza konstrukcija putem MKE2 i raunara - CAE3

Izrada konstrukcija u radionici uz primenu raunara - CAM4

Uvoenje novih konstruktivnih sistema (prednapregnute, tensegriti...)

Uvoenje novih postupaka montae na gradilitu1) CAD = Computer Aided Design = Projektovanje podrano raunarom2) MKE M t d k ih l t


2) MKE = Metod konanih elemenata3) CAE = Computer Aided Engineering = Inenjerska analiza podrana raunarom4) CAM = Computer Aided Manufacturing = Proizvodnja podrana raunarom

1.2 OBLAST PRIMENE li k k ij i ji i i kih eline nosee konstrukcije su primenjive za razne tipove graevinskih

objekata:

1. industrijski objekti, 2. stambeni, poslovni, zdravstveni objekti, 3. izlobene i sportske dvorane, krovovi stadiona, 4. garae, hangari,

i (d ki l iki ki)5. mostovi (drumski, elezniki, peaki)6. antenski stubovi, dalekovodni stubovi, dimnjaci, 7 rezervoari silosi bunkeri vodotornjevi cevovodi 7. rezervoari, silosi, bunkeri, vodotornjevi, cevovodi 8. ustave, priobalne platforme9. dizalice, iare


9. dizalice, iare10.specijalne konstrukcije

1.2 OBLAST PRIMENE

Generalna podela objekata:

Arhitektonski objekti:Arhitektonski objekti:dominira funkcija i estetika, konstrukcija prati(Autobuska stanica, Ni)

Inenjerski objekti:dominira konstrukcija(Most Bayonne, Nju Dersi, SAD)

Podela je uslovna, uz mnoge izuzetke(Izlobeni paviljon Ontario Place, Toronto, Kanada)


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA1 (+) Vi k d ti h ikih k kt i tik1. (+) Visoke vrednosti mehanikih karakteristika2. (+) Duktilnost - sposobnost metala da pre loma pretrpi znaajne plastine

deformacije3. (+) Posledica: velika plastina rezerva nosivosti

elikelik

BetonBetonDrvoDrvo


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA4. (+) Industrijalizovana proizvodnja i standardizovan kvalitet


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA5 (+) Male dimenzije i teine elemenata elinih konstrukcija -5. (+) Male dimenzije i teine elemenata elinih konstrukcija

povoljan odnos: sopstvena teina / pokrivena povrina



6. (+) Obnovljivost

ELIK Valjaonica Radionica Montaa OBJEKAT Valjaonica Radionica Montaa OBJEKAT Demontaa/Ruenje Otpad Prerada ELIK

BETON Fabrika betona Gradilite Livenje OBJEKAT Fabrika betona Gradilite Livenje OBJEKATRuenje UT


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA7. (+) Seizmika otpornost - duktilnost elastoplastino ponaanje

Plastini zglob



8. (+) Modularnost ponavljanjeidentinih elemenata

9. (+) Fleksibilnost lako prilagoavanje


p g jkonstrukcije potrebama


10. (+) Mogunost kombinovanjasa drugim materijalimasa drugim materijalima(posebno betonom)


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA11. (+) Prefabrikacija (u radionici - preciznost),

montaa (na gradilitu - brzina)i demontaa (po potrebi - upotrebljivost)i demontaa (po potrebi - upotrebljivost)


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA12. (+) Jednostavna sanacija i rekonstrukcija

Ojaavanje profila navarivanjem lamela Ojaavanje profila navarivanjem lamela spolja (a) iznutra (b)


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA13. (+) Mogui veliki rasponi (hale, mostovi) i visine (zgrade, tornjevi);

esto jedino izvodljivo reenje



14. (+) Laka manipulacija i transport



15. (+) Relativno lako fundiranje


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJAKONSTRUKCIJA

16. (-) Osetljivost na koroziju

elik: IZUZETNO

Aluminijum: NEZNATNO)



17. (-) Osetljivost na visoke temperature (POAR)

Crystal Palace,London, ,uniten u poaru19361936.



18. (-) Osetljivost na izvijanje i izboavanje (vitkost elemenata)

19. (-) Osetljivost na puzanje (vai za aluminijum)

20. (-) Relativno visoka cena konstrukcije (elik: 1-2 EUR/kg; Al: 2-4 EUR/kg)20. ( ) Relativno visoka cena konstrukcije (elik: 1 2 EUR/kg; Al: 2 4 EUR/kg)

21. (-) Sloenost izrade tehnike dokumentacije

22. (-) Kvalifikovana radna snaga za proizvodnju i montau

23. (-) Tradicionalno manja zastupljenost metalnih konstrukcija (u Srbiji) -u odnosu na betonske, zidane i drvene konstrukcije



Metali su poznati oveanstvu vie hiljada godina

15 k j li 15. vek: pojava livenog gvoa

1735. god.: otkriven postupak dobijanja sirovog gvoa pomou koksa u g p p j j g g pvisokim peima - ira primena sirovog gvoa

Primena gvoa u graevinskim konstrukcijama: najpre za spojna sredstva Primena gvoa u graevinskim konstrukcijama: najpre za spojna sredstva- prvi milenijum s.e.: ekseri- 16. vek: zavrtnjevi

17 k d i d k j j d ih l t - 17. vek: podvezice od kovanog gvoa za spajanje drvenih elemenata


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1779 : prva nosea konstrukcija od gvoa u svetu 1779.: prva nosea konstrukcija od gvoa u svetu Most preko reke Severn (Kolbrukdejl, Engleska) Konstruktor: Abraham Darbi (Abraham Darby) Konstrukcija: luna, raspona 30,6 m, sa strelom od 13,7 m Pet segmentnih lukova na tri

zgloba na razmaku od 1,5 m

Lukovi su izliveni iz dvepolovine

Masa: 378 t gvoa Danas slui za peaki

saobraaj


saobraaj

1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1784 : Henri Kort (Henry Cort) otkriva pudel proces za proizvodnju varenog 1784.: Henri Kort (Henry Cort), otkriva pudel-proces za proizvodnju varenog

gvoa slinog dananjem eliku

1850.: el. most Britanija (Britannia) preko moreuza Menej Rasponi mosta: 71,9 + 2 x 141,7 + 71,9 m Konstrukcija: dvokoloseni, sa dva odvojena sanduasta nosaa Konstrukcija: dvokoloseni, sa dva odvojena sanduasta nosaa Pretea savremenih mostova sanduastog poprenog preseka



1838.: el. stanica Juston (Euston), London


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1839.: Francuski in. Ferdinand Zores je proizveo prve valjane profile (I i [)

Nauni doprinos u oblasti teorije konstrukcija: Nauni doprinos u oblasti teorije konstrukcija:

Francuska: Navije, Lame, Klapejron, Levi, Maso

Italija: Kremona, Kastiljano, Menabrea, Ovaca, Gebria

vajcarska: Bernuli, Ojler, Tetmajer

Engleska: Viliot, Maksvelg ,

Nemaka: Vinkler, Kulman, Riter, Gerber, Mor


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1848 : Metalni staklenik Palm House Engleska 1848.: Metalni staklenik Palm House, Engleska

Konstrukcija: kombinacija livenog i kovanog gvoa

Dimenzije:

Duina: 110 m

Raspon: 32 m Raspon: 32 m

Visina: 18,9 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1851 : Crystal Palace London 1851.: Crystal Palace, London Duina 564 m, visina 39 m, povrina

92000 m292000 m

Rok izgradnje: samo 17 nedelja Materijal: liveno gvoe Projektant: Projektant:

ser Dozef Pakston

Konstrukcija: Konstrukcija: ramovi, stubovii reetkasti nosai(primena modula i unifikacija)


(primena modula i unifikacija)

1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1855.: pronalazak topljenog elika - Henri Besemer (Henry Bessemer)

1874.: Most Sent Luispreko reke Misisipi

Most Sent Luis

Prvi znaajan mostnapravljen od elika

Konstrukcija: luna

Raspon: Dr T. Vacev - Osnove metalnih konstrukcija 34

Raspon: 153 + 159 + 153 m

1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1880 j Si M ti i T t k 1880.: uvoenje Simens-Martinovog i Tomasovog postupka - masovna

proizvodnja topljenog elika dobrog kvaliteta, koji je i danas u upotrebi

1883 I i i t B kli B id k k I t (E t Ri ) 1883.: Izgraen visei most Brookline Bridge preko reke Ist (East River) u Njujorku, raspona 486 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1884 F k j i l i t G bit 165 1884.: u Francuskoj izgraen luni most Garabit, raspona 165 m

Projektant i graditelj: Gustav Ajfel (Eiffel)


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1886 Ki Sl b d Nj j k i i 46 1886.: Kip Slobode, Njujork, visina 46 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1889 : u Engleskoj izgraen most Forth raspona 210 + 521 + 210 m 1889.: u Engleskoj izgraen most Forth, raspona 210 + 521 + 210 m Konstrukcija: reetkasta, statiki sistem: Gerberov nosa Masa konstrukcije: 53305 t; ugraeno 6 500 000 zakivaka


1.4 ISTORIJSKI PREGLED K j 19 k H t l Rit E l k Kraj 19. veka: Hotel Ritz, Engleska

Prva znaajna zgrada kompletno izvedena od elika


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1881 i l kt l i j 1881.: poeci elektrolunog zavarivanja

1928.: primena zavarivanja u mostogradnji

Mostovi postaju jednostavniji i jeftiniji

1936.-1940.: otkrivene pukotine u zavarenim spojevima eleznikog mosta u Berlinu i Belgiji

Otkrivanje pojave krtog loma je iniciralo nova teorijsko-eksperimentalna istraivanja i donelo nova saznanja u oblasti zavarenih konstrukcija

Zavarivanje postaje dominantan postupak spajanja elinih konstrukcija



1930. god.

Objekat: Empire State Building, Njujork

Materijal: elik, preko 50000 t

Visina: 102 sprata, 381 m

Brzina gradnje: sprat dnevno Brzina gradnje: sprat dnevno


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1932.: izgraen most Dord Vaington preko reke Hadson u Njujorku

Raspon: 1067 m Raspon: 1067 m

Projektant: Otmar HermanOtmar HermanAman


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1937.: izgraen most Golden Gate u

San Francisku

Raspon: 1281 m



1969.: John Hancock Center, ikago, g

100 spratova, visina 344 m

Viestruko manji utroak elika

D lj ik l i i idlji i f di Detalj: vertikalni spregovi vidljivi na fasadi


1.4 ISTORIJSKI PREGLED S 1972. god.: Svetski trgovinski

centar (World Trade Center) -kule bliznakinje, Njujork j , j j

Visina: 417 m

... 2001.: ruenje objekta



1974. god.

Objekat: Sears Tower, ikago

Materijal: elik, preko 50000 t

Visina: 109 spratova 442 m Visina: 109 spratova, 442 m

Statiki koncept: sveanj cevi razliite visine


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1979.: Stadion Poljud, Split

Konstrukcija krova: luna prostorna reetka MERO raspona 215 m Konstrukcija krova: luna prostorna reetka MERO raspona 215 m



1992: Hotel De Las Artes Tower, BarselonaBarselona

Osnova: kvadrat 30x30 m

Visina: 135 m

Vertikalni spregovi u uglovima meusobno su povezani u nivou1., 33. i poslednjeg sprata1., 33. i poslednjeg sprata

Ostvareno dejstvo "super-okvira"


1.4 ISTORIJSKI PREGLED ... Hotel De Las Artes Tower Barselona

Konstrukcija: elini okvir sa dijagonalama Konstrukcija: elini okvir sa dijagonalama

Ukrtene dijagonalesu izbaene ispredsu izbaene ispredzida-zavese za 1,5 m

Ostvarena funkcijaprotivpoarnogprojektovanjaprojektovanja


1.4 ISTORIJSKI PREGLED Obj k h i d Mi h Objekat: hangar za avione, aerodrom u Minhenu Dimenzije: irina 60 m, duina 150 m,visina 16 m Otvor po duem rasponu za ulaz avionap p


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1992 : most Alamillo Sevilja panija 1992.: most Alamillo, Sevilja, panija

Autor: Santjago Kalatrava

Glavni raspon: 200 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1996 : stadion Ajaks - Amsterdamska arena 1996.: stadion Ajaks - Amsterdamska arena

Dimenzije: duina 235 m, irina 165 m, visina 85 m

Konstrukcija krova: dva poprene lune reetke i sekundarni reetkasti nosai

Posebnost: pokretni krov (dva panela 40x120 m, materijal LEXAN polikarbonatne ploe)



1998.: visei most Akashi Kaikyo, Japan

Duina: 960 + 1991 + 960 m (najdui raspon na svetu) Duina: 960 + 1991 + 960 m (najdui raspon na svetu)

Visina pilona: 283 m

Otporan na vetarbrzine 286 km/h i potrese od 8,5Rihtera

Ugraena klatnaza ponitavanje

ij


rezonacije


Objekat: visokoregalno skladite ZORKA, abac

Konstrukcija: samonosea

elini regali primaju sva optereenja (korisno - od paleta i opreme od krovne i fasadne opreme, od krovne i fasadne konstrukcije, snega i vetra)

Dimenzije: 48 x 26,4 x 23 m



Povrinske Povrinskekonstrukcije:

b nkeri i silosibunkeri i silosi



Povrinske konstrukcije:bunkeri, rezervoari, vodotornjevi



1958.: Tokyo Tower, Japan

Komunikacioni toranj

Vi i 333 Visina: 333 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED Priobalna naftna platforma Severno more Priobalna naftna platforma, Severno more



Dalekovodni stubovi



2010.: Burj Khalifa, Dubai

Namena: stambeno-poslovni

Visina poslednjeg sprata: 621 m

Ukupna visina: 828 mp


Documents

OMK P01 Uvod.primena.svojstva.istorijat