Embed Size (px)
SEIZMIČKA OTPORNOST KONSTRUKCIJA SA TAVANICAMA FORMIRANIM OD
MONTAŽNIH OŠUPLJENIH PLOČA
Koković Veljko
MEĐUSPRATNA KONSTRUKCIJA FORMIRANA OD HCS PLOČA
Konstruisanje horizontalne dijafragme
o Tipovi horizontalnih dijafragmi n dijafragma bez topinga n dijafragma sa nekonstruktivnim
topingom n dijafragma sa konstruktivnim topingom
EN 1992-1-1:2004
o 10.9.3 MEĐUSPRATNI KONSTRUKCIJSKI SISTEMI
n (6) Kada se pretpostavi da prefabrikovane podne ploče deluju kao dijafragme u prenošenju horizontalnih opterećenja na elemente za ukrućenje, treba da se vodi računa o sledećem: o Dijafragma treba da bude deo realnog konstrukcijskog modela,
vodeći računa o kompatibilnosti deformacija sa elementima koji obezbeđuju ukrućenje (bracing elements),
o Uticaje usled horizontalnih deformacija treba uzeti u obzir za sve delove konstrukcije koji učestvuju u prenošenju horizontalnih opterećenja,
o Dijafragma treba da bude armirana za sile zatezanja koje su dobijene na konstrukcijskom modelu,
o Koncentracije napona oko otvora i spojeva treba uzeti u obzir pri rešavanju konstrukcijskih detalja armature.
EN 1992-1-1:2004
o 10.9.3 MEĐUSPRATNI KONSTRUKCIJSKI SITEMI
n (7) Poprečna armatura u dijafragmi za prenošenje smicanja preko spojnica može da se skoncentriše duž oslonaca, formirajući zatege koje odgovaraju konstrukcijskom modelu. Ta armatura može da se rasporedi u dodatnom sloju betona, ako je takav sloj predviđen.
n (8) Prefabrikovani elementi sa dodatnim završnim slojem betona debljine najmanje 40mm, mogu da se proračunaju kao kompozitni (spregnuti) elementi ako je smicanje na kontaktnoj površini dokazano prema 6.2.5.
Krutost dijafragme
o EN 1998-1:2004
n 4.3.1.(4) napomena:o Tavanicu je moguće smatrati krutom dijafragmom, ukoliko se
horizontalna pomeranja dobijena modeliranjem realne krutosti ploče u svojoj ravni ne razlikuju za više od 10% od pomeranja dobijenih na modelu sa beskonačno krutim tavanicama.
Proračunski modeli
o Modeli za proračun statičkih uticaja n gredni modeln luk sa zategomn model rešetke
o Literatura: n Bruggeling A. S. G., Huyghe G. F.: 1991., Prefabrication
with Concrete, A. A. Balkema, Rotterdam, Netherlands n Elliot K.: 2002., Precast Concrete Structures, Butterworth-
Heinemann, Oxford n FIP Recommendations: 1988., Precast prestressed hollow
core slabs, Thomas Telford, London
Gredni model
kruta fleksibilna
Luk sa zategom
Model rešetke
Konstruktivni elementi dijafragme
Smičuća veza trenjem
us
y
VAf µ
=
n EN 1992-1-1:2004 o 6.2.5 Smicanje na konraktu betona ugrađenih u različito vreme (shear
friction)
Smičuća veza trenjem
Smičuća veza trenjem
n Menegotto M.
Konstruktivni elementi dijafragme
o Poprečna armatura
Konstruktivni elementi dijafragme
Konstruktivni elementi dijafragme
o Podužna armatura
Konstruktivni elementi dijafragme
Konstruktivni elementi dijafragme
o kolektori
Dijafragma sa topingom
Sprečavanje progresivnog rušenja
EN 1992-1-1:2004
o 9.10 SISTEMI POVEZIVANJA DELOVA KONSTRUKCIJE ZATEGAMA n 9.10.1. OPŠTE ODREDBEn (1)P U konstrukcijama koje nisu proračunate na incidentna dejstva,
moraju se predvideti pogodni sistemi povezivanja delova konstrukcije zategama (tying systems), da bi se sprečio progresivni lom (progressive collapse), obezbeđenjem alternativnih puteva prenošenja opterećenja u slučaju lokalnih oštećenja. Smatra se da sledeća jednostavna pravila zadovoljavaju ovaj zahtev
n (2)Treba da se predvide sledeće vrste zatega: o Zatege po obimu konstrukcije (peripheral ties)o Unutrašnje zatege (internal ties)o Horizontalne zatege za stubove ili zidove (horizontal column or wall
ties)o Vertikalne zetege (vertical ties), kada je potrebno, posebno u
panelnim zgradama
Sprečavanje progresivnog rušenja
Sprečavanje progresivnog rušenja
EN 1992-1-1:2004
n 9.10.2. RASPORED ZATEGA I SILE U ZATEGAMA n (1) Zatege se predviđaju kao minimalna armatura, a ne kao dodatna
armatura onoj koja je potrebna na osnovu konstrukcijske analize n 9.10.3 KONTINUITET I ANKEROVANJE ZATEGA n (1)P Zatege u dva horizontalna pravca moraju da budu efektivno
kontinualne i ankerovane na spoljašnjiem obimu konstrukcije. n (2) Zatege mogu da se predvide u potpunosti u dodatnom sloju betona
na licu mesta, ili u spojnicama prefabrikovanih elemenata. Kada zatege nisu kontinualne u jednoj ravni, treba da se uzme u obzir uticaj savijanja usled ekscentriciteta.
n (3) Zatege normalno ne treba da budu nastavljene preklapanjem armature u uskim spojnicama između prefabrikovanih elemenata. U takvim slučajevima treba da se predvide mehanički uređaji za ankerovanje.
Konstruisanje krute horizontalne ravni
1
i ii n
i ii
w hFw h
=
=
∑
n
ii x
px pxn
ii x
FF w
w
=
=
=
∑
∑
EN 1998-1:2004
o 4.2 KARAKTERISTIKE SEIZMIČKI OTPORNIH KONSTRUKCIJAn 4.2.1.5 Dijafragmatski odgovor međuspratne konstrukcije
o (1) U objektima, tavanice (uključujući i krovnu) imaju veoma važnu ulogu u ukupnom seizmičkom odgovoru konstrukcije. One deluju kao horizontalne dijafragme koje prikupljaju i prenose inercijalne sile do vertikalnih konstruktivnih elemenata i obezbeđuju da ti elementideluju zajedno u prihvatanju hrizontalnog seizmičkog dejstva.
o (2) Međuspratne konstrukcije i konstrukciju krova treba konstruisati tako da poseduju krutost i nosivost u svojoj ravni, i obezbeđuju efektivnu vezu vertikalnih konstruktivnih elemenata.
o (3) Dijafragme bi trebalo da imaju dovoljnu krutost u svojoj ravni, kako bi mogle da prenesu horizontalna dejstva i inercijalne sile na vertikalne elemente za njihov prijem, u skladu sa pretpostavkamaproračuna.
EN 1998-1:2004
o 4.4.2 GRANIČNO STANJE NOSIVOSTI n 4.4.2.5 Nosivost horizontalnih dijafragmi
o (1)P Dijafragme i spregovi u horizontalnoj ravni bi trebalo da prenesu proračunska seizmička dejstva do vertikalnih konstruktivnih elemenata za njihov prijem, sa dovoljnim koeficientom preopterećenja (overstrength)
o (2) Član (1) se smatra zadovoljenim ukoliko se seizmička dejstva dobijena analizom pomnože faktorom preopterećenja γd većim od 1,0.n napomena: Vrednosti faktora γd se mogu naći u Nacionalnom dodatku.
Preporučene vrednosti su: 1.3 za krt lom – poput smicanja, i 1.1 za duktilan lom.
o (3) Proračunske odredbe za betonske dijafragme se nalaze u delu 5.10
EN 1998-1:2004
o 5.10 ODREDBE ZA BETONSKE DIJAFRAGME n (1) Monolitna AB ploča se može smatrati dijafragmom, ukoliko ima
debljinu ne manju od 70mm i ukoliko je armirana u oba horizontalna pravca sa najmanje minimalnom armaturom propisanom u EN 1992-1-1:2004
n (2) Dobetonirani sloj (topping) preko montažne tavanice se može smatrati dijafragmom, ukoliko je:
a) ispunjen uslov iz prethodnog člana,b) proračunat da samostalno obezbedi zahtevanu krutost i nosivost c) izliven preko čiste, ohrapavljene površine, ili je vezan sa montažnim
pločama smičućim konektorima. n (3)P Proračun na seizmička dejstva bi trebalo da sadrži dokaz granične
nosivosti AB dijafragme kod konstrukcija klase visoke duktilnosti: ..... n (4) Uticaje u AB dijafragmi je moguće sračunati modelirajući dijafragmu
kao gredu (deep beam), ili rešetku (strut-and-tie), na elastičnim osloncima
EN 1998-1:2004
o 5.10 ODREDBE ZA BETONSKE DIJAFRAGME n (5) Proračunske vrednosti uticaja bi trebalo odrediti u skladu sa 4.4.2.5 n (6) Nosivost bi trebalo odrediti u skladu sa EN 1992-1-1:2004n (7) U slučaju konstrukcije sa AB jezgrima ili platnima klase visoke
duktilnosti, zahteva se dokaz nosivosti spoja dijafragme i tih elemenata. U tom smislu se primenjuju sledeće odredbe:
a) Proračunsku vrednost napona smicanja na spoju dijafragme i zida je potrebno ograničiti na 1.5fctd, u cilju kontrole prslina,
b) Potrebno je obezbediti adekvatnu nosivost kako bi se izbeglo proklizavanje na spoju, uzimajući da je nagib pritisnute dijagonale jednak 45°
EN 1998-1:2004
o 5.11 MONTAŽNE BETONSKE KONSTRUKCIJE n 5.11.3.5 DIJAFRAGME
o (1) Uključujući odredbe dela 10 iz EN 1992-1-1:2004, kao i odredbe 5.10, sledeća pravila proračuna se primenjuju u slučaju međuspratnih dijafragmi napravljenih od montažnih elemenata
o (2) Ukoliko uslov iz člana 4.3.1(4) nije zadovoljen, potrebno je u proračunskom modelu uzeti u obzir deformabilnost u sopstvenoj ravni tavanice i na mestu spoja sa vertikalnim elementima
o (3) Ponašanje kao krute dijafragme u ravni se poboljšava ukoliko su spojevi u tavanici locirani samo na mestu oslonaca. Odgovarajući tanak AB sloj, izbetoniran na licu mesta, može znatno povećati krutost dijafragme. Debljina dodatnog gornjeg sloja ne treba da je manja od 40mm ako je razmak oslonaca manji od 8m, odnosno 50mm za veće raspone; armaturnu mrežu ovog sloja treba povezati sa vertikalnim nosećim elementima iznad i ispod.
EN 1998-1:2004
o 5.11 MONTAŽNE BETONSKE KONSTRUKCIJE n 5.11.3.5 DIJAFRAGME
o (4) Zatežuće sile treba prihvatiti odgovarajućim čeličnim zategama postavljenim bar po obimu dijafragme, kao i duž spojeva montažnih elemenata ploče. Ukoliko postoji sloj betona liven na licu mesta, dodatnu armaturu treba ugraditi u ovom sloju.
o (5) U svim slučajevima, ove zatege treba da formiraju kontinualni sistem po dužini i širini cele dijafragme i treba da su adekvatno spojene sa svim vertikalnim elementima za prihvatanje horizontalnog opterećenja.
o (6) Proračunske sile smicanja u ravni, duž spojeva ploča-ploča ili ploča-greda, treba sračunati sa faktorom preopterećenja jednakim 1.3. Proračunsku otpornost treba sračunati prema 5.11.2.2 (..EC2)
o (7) Primarne seizmičke elemente, iznad i ispod dijafragme, treba adekvatno spojiti sa dijafragmom. Shodno tome, sve horizontalne spojeve treba uvek odgovarajuće armirati. Sile trenja usled spoljašnjih pritiskajućih sila treba zanemariti.
Dinamički odgovor konstrukcije sa fleksibilnim dijafragmama
EN 1998-1:2004
o PROGRAMIRANO PONAŠANJE
EN 1998-1:2004
o 5.2.3 KRITERIJUMI ZA PROJEKTOVANJE n 5.2.3.3 PRAVILA PROJEKTOVANJA PREMA PROGRAMIRANOM
PONAŠANJU SA ASPEKTA KAPACITETA (CAPACITY DESIGN RULE)o (1) Krti lom i drugi nepoželjni mehanizmi loma (npr. koncentracija
plastičnih zglobova u stubovima jednog sprata višespratne zgrade, lom smicanjem konstruktivnog elementa, lom čvora greda stub, tečenje temelja ili bilo kog drugog elementa konstrukcije predviđenog da ostane u elastičnom području) moraju se sprečiti, tako što se proračunske vrednosti uticaja od dejstava u izabranim oblastima određuju iz uslova ravnoteže, vodeći računa da plastični zglobovi sa njihovom mogućom rezervom nosivosti mogu biti formirani u susednim područjima.
NZS 3101:2006
1999. ACI 318
o ACI Committee 318 (1999.) – promene nakon Northridge zemljotresa
n Chapter 21: Specijalne odredbe za seizmički proračun o 21.9 Horizontalne dujafragme i spregovi
n Minimalni razmak šipki armature u topingu 10in (250 mm) n Određivanje smičuće nosivosti na osnovu mehanizma prenošenja smicanja
trenjem (shear friction)
NZS 3101:2006
NZS 3101:2006
NZS 3101:2006
NZS 3101:2006
