AK III Predavanje 04 PROSTORNA STABILNOST, …rc5.gaf.ni.ac.rs/dec/arhcons/doc/homes/kostic/Osnovne...
Transcript of AK III Predavanje 04 PROSTORNA STABILNOST, …rc5.gaf.ni.ac.rs/dec/arhcons/doc/homes/kostic/Osnovne...
11/8/2016
1
AK IIIPredavanje 04
PROSTORNA STABILNOST, STUBOVI I VEZE OBJEKATA VELIKIH RASPONA
Dr Dragan Kostić, v.prof.
PROSTORNA STABILNOST OBJEKATA VELIKIH RASPONA
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
2
11/8/2016
2
Prostorna stabilnost• Ukrućenje i stabilizacija: nestabilni i stabilni konstruktivni
sklopovi:
A. Naginjanje stubova,
B. Preturanje grede,
C. Izvijanje gornjeg pojasa nosača
11/8
/201
6
3
Pre
dav
anje
04
Prostorna stabilnost
Vertikalna ukrućenja od vetra-punozidni nosači (gore) i njihovazamena rešetkastim sklopovima (dole):
A. Uklještenje, B. i C. Okvirni sistem, D. Zid
11/8
/201
6
4
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
3
Prostorna stabilnost
Vertikalni spreg-Rešetkasti „zid”
11/8
/201
6
5
Pre
dav
anje
04
Prostorna stabilnost
Vertikalni spreg-Rešetkasti „zid” sa otvorima (Vrata, Prozori)
11/8
/201
6
6
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
4
Prostorna stabilnost
Spregovi za obezbeđenje stabilnosti-raspored spregova zavisno od pravca delovanja horizontalnih uticaja
11/8
/201
6
7
Pre
dav
anje
04
Prostorna stabilnostHorizontalni i vertikalni spregovi u krovu zavisno od pravcadelovanja sila:
A1. Spregovi kod malih zgrada,
A2. Kombinacija glavnih nosača/rožnjača (stubova/serklažnihgreda) sa zategama,
A3. Parabolični spregovi u krovu kod dugačkih zgrada
11/8
/201
6
8
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
5
Prostorna stabilnost
Horizontalni i vertikalni spregovi u krovu zavisno od pravcadelovanja sila:
B1. Spregovi kod malih zgrada,
B2. Srednji spregovi potrebni za hale duže od 30m,
B3. Poprečni spregovi preko više polja kod zgrada dužih od 30m
11/8
/201
6
9
Pre
dav
anje
04
STUBOVI OBJEKATA VELIK RASPONA
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
10
11/8/2016
6
Stubovi - Opšte
• Vertikalni noseći elementi
• Primaju opterećenja od horizontalnih nosećih elemenata (greda, tavanica)
11/8
/201
6
11
Opterećeni su: o centrično (gredni
sistemi), o ekscentrično
(okvorni, konzolni...)
Pre
dav
anje
04
Statička dispozicija stubova
• Ispod svakog krovnog nosača
• Ispod svakog drugog krovnog nosača
11/8
/201
6
12
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
7
Statička dispozicija stubova – u osnovi• Ispod svakog krovnog nosača
• Ispod svakog drugog krovnog nosača
11/8
/201
6
13
Pre
dav
anje
04
Statička dispozicija stubova - u preseku
11/8
/201
6
14
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
8
Elementi stubova
Kapitel –Glava stuba
Stablo stuba
Nožica
11/8
/201
6
15
Pre
dav
anje
04
Oblik konstrukcije stuba
• Punozidni - jednostavni, složeni
• Rešetkasti
11/8
/201
6
16
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
9
Oblik konstrukcije stuba
• Punozidni
• Rešetkasti - jednostavni, složeni
11/8
/201
6
17
Pre
dav
anje
04
Konstruisanje stubova
Po visini stubovi mogu biti:
• Konstantnog preseka
• Dvostepeni
11/8
/201
6
18
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
10
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubova
STUBOVI KONSTANTNOG PRESEKA
• Visina preseka stuba h, zavisi od njegove visine H
• Širina stuba b ≈ (0,33 – 1)h ili b:h=1/3 - 1
11/8
/201
6
19
Pre
dav
anje
04
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubova
DVOSTEPENI STUBOVI • Visina gornjeg preseka stuba ℎ2 =(1
8−
1
12) 𝐻2
• Visina donjeg preseka stuba h1
prema tabeli
• Širina stuba b ≈ (0,33 – 1)h ilib:h=1/3 - 1
11/8
/201
6
20
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
11
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubovaRedosled operacija pri projektovanju:
• Orijentacione dimenzije nosača (zavisno od DUŽINE IZVIJANJA (vitkost stubova) i USLOVA OSLANJANJA
• Analiza opterećenja,
• Utvrđivanje statičkih uticaja (M, T, N)
• Statički proračun, konačno usvajanje nosača
11/8
/201
6
21
Pre
dav
anje
04
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubova• Dužina izvijanja stubova jednobrodnih ramova (izvijanje u
ravni rama) je: 𝐻𝑘 = 𝜇𝐻
Gde je: H – visina stuba
μ - koeficijent dužine izvijanja,
μ
zavisi od načina veze stuba sa temeljom (uklještenje, zglob) i od parametra k koji se stračunava izrazom:
𝑘 =𝐼𝑔𝑟
𝐿∙𝐻
𝐼𝑠𝑡Gde je: Igr – Moment inercije grede
Ist - Moment inercije stuba
11/8
/201
6
22
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
12
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubova
k
se stračunava izrazom:
𝑘 =𝐼𝑔𝑟
𝐿∙𝐻
𝐼𝑠𝑡Gde je: Igr – Moment inercije grede
Ist - Moment inercije stuba
H - Visina stuba
L - Raspon grede
11/8
/201
6
23
Pre
dav
anje
04
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubova
• μ - koeficijent dužine izvijanja dobija se iz Tabele za sračunato k i granični uslov-oslanjanje
11/8
/201
6
24
Pre
dav
anje
04
11/8/2016
13
Konstruisanje i orijentacione dimenzije stubova
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
25Ncr – kritična sila u stubuli – Dužina izvijanja (Hk kod okvirnih nosača)
SPOJEVI I VEZE U METALNIM KONSTRUKCIJAMA
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
26
11/8/2016
14
Spojevi i veze u metalnim konstrukcijama• Zakivcima (sve manje)
• Zavrtnjevima (visoko-vrednim, dominantno)
• Zavarivanjem (najčešće)
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
27
Spojna sredstva - Zakivci11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
28
11/8/2016
15
Spojna sredstva - Zakivci
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
29
Spojna sredstva - Zavrtnji11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
30
Po kvalitetu materijala:- Obični- Visoko vredni
Prema tačnosti izrade:- Obrađeni
(upasovani sa tačnim naleganjem)- Neobrađeni
11/8/2016
16
Spojna sredstva - Zavrtnji
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
31
Spojna sredstva - Zavrtnji11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
32
11/8/2016
17
Spojna sredstva - Zavrtnji
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
33
Spojna sredstva – Visoko-vredni Zavrtnji
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
34
11/8/2016
18
Izbor prečnika i Razmak spojnih sredstava
Prečnik spojnog sredstva zavisi od:
• Debljine najtanjeg elementa koji se spajaju tmin
• Debljine paketa
• Sile koju treba preneti vezom
Tetmajerov obrazac
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
35
Izbor prečnika i Razmak spojnih sredstava
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
36
11/8/2016
19
Detalji veza nosača pod uglom
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
37
Veze sa zavrtnjevimaPRIMER 01
• Glavni nosač IPE300, Sekundarni nosač IPE200
• t1=5,6mm (debljina rebra sek.nosača)
• Usvojiti debljinu kraka ugaonika-približno kao t1≈ t2=5mm
tmin=min(t1, t2)=min(5.0, 5.6)=5.0mm
Maxd = tmin+10 = 5.0+10.0 = 15.0mm
USVOJENO Zavrtanj M12
Prečnik rupe d1=13mm
Raspored sa minimalnim rastojanjem zaokružiti na 0 ili 5mm
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
38
Razmak min Sračunato usvojeno
e 3d1 3x13 = 39mm 40mm
e1 2d1 2x13 = 26mm 30mm
e2 1,5d1 1,5x13 = 19,5mm 20mm
11/8/2016
20
Veze glavnog i sekundarnognosača• Usvojiti ugaonike tako da C1>1,5d1
• Voditi računa o već odabranoj debljini kraka t2=5,0mm2L50.50.5 C1=30mm
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
39
Veza glavnog i sekundarnognosača
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
40
11/8/2016
21
Kontinuirana veza glavnog isekundarnog nosača
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
41
Kontinuirana veza glavnog isekundarnog nosača zavrtnjevima
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
42Kontinualna veza glavnog i sekundarnog nosača
11/8/2016
22
Zglobna veza glavnog i sekundarnog nosača
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
43
Veza stuba i grede-Zglobna11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
44
11/8/2016
23
Veza stuba i grede-Zglobna
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
45
Veza stuba i grede-Kruta11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
46
11/8/2016
24
Veza stuba i grede-Kruta
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
47
Veza stuba i grede-Kruta11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
48
11/8/2016
25
Zavarivanje
Spoj topljenjem materijala
• Elektro lučno
• Gasno
• MIG-MAG
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
49
Zavarene veze
Šav je istopljeni osnovni i dodatni materijal
Dodatni materijal – obložena elektroda
• Širina ugaonog šava 3mm ≤ a ≤ 0,7 tmin
• Dužina šava lš može biti max (8a, 40mm) < lš <100 a
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
50
11/8/2016
26
Sučeoni spojevi
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
51
Sučeoni šavovi11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
52
11/8/2016
27
Sučeoni šavovi
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
53
Oblikovanje elemenata koji se spajaju-priprema šavova
Zavarene veze11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
54
Ugaoni žljebovi i šavovi
11/8/2016
28
Zavareni limeni nosači
• Nosači izrađeni od širokih univerzalnih limova
• Spoj rebra i nožice ostvaruje se zavarivanjem
• Debljine ugaonih šavova se usvaja a=0,7 tmin
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
55
Zavareni limeni nosači11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
56
11/8/2016
29
Zavareni limeni nosači
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
57
Zavareni limeni nosači11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
58
11/8/2016
30
Saćasti nosači
11/8
/201
6
59
Pre
dav
anje
04
Saćasti nosači11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
60
11/8/2016
31
Zavarene veze nosača-Zglobna
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
61
Zavarene veze nosača-Kontinuirana
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
62
11/8/2016
32
Veza stuba i grede-Kruta
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
63
Veza stuba i grede-Kruta11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
64
11/8/2016
33
Montažni nastavci sa zavarenim vezama nosačaVeza stuba i grede-Zglobna
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
65
Čvor rešetkastog nosača11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
66
11/8/2016
34
Čvor rešetkastog nosača
Centrisani štapovi rešetke po osovini donjeg pojasa upotrebom čvornog lima
Zavarena veza
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
67
Čvor rešetkastog nosača11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
68
Centrisani štapovi rešetke po osovini gornjeg pojasa upotrebom čvornog lima
Veza zavrtnjevima
11/8/2016
35
DETALJI OSLANJANJA NOSAČA
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
69
Zglobni oslonac punozidnog nosača
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
70
Slobodno obrtanje, sprečeno pomeranje u svim pravcima
Č nosač na Č podmetaču, glavni oslonac je AB stub
11/8/2016
36
Zglobni oslonac punozidnog nosačaSlobodno obrtanje, sprečeno pomeranje u svim pravcima
Č nosač na Č podmetaču, glavni oslonac je AB stub
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
71
Zglobni oslonac punozidnog nosača
Čelični nosač na AB stubu
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
72
11/8/2016
37
Delimično kruti oslonac punozidnog nosača
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
73
Zglobni oslonac rešetkastog nosača
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
74
Oslonačka konstrukcija je Č stub
Dozvoljeno obrtanje veze i pomeranje u X pravcu
Sprečeno pomeranje u 2 pravca Y i Z
11/8/2016
38
Kruta veza rešetkastog nosača sa čeličnim stubom
Centrisani štapovi rešetke na površini ploče stuba izazivaju ekscentricitet u stubu
Veza rešetke i stuba zavrtnjima
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
75
Kruta veza rešetkastog nosača sa čeličnim stubom
Centrisani štapovi rešetke po osovini stuba izazivaju ekscentricitet u stubu
Veza rešetke i stuba zavrtnjima
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
76
11/8/2016
39
Veza čelične podvlake sa AB zidom
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
77
Veza stuba i AB temelja11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
78
11/8/2016
40
Veza stuba i AB temeljazglobna veza
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
79
Veza stuba i AB temeljazglobna i kruta veza
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
80
11/8/2016
41
Veza stuba i AB temeljazglobna veza
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4
81
Veza stuba i AB temelja11
/8/2
016
Pre
dav
anje
04
82
11/8/2016
42
• http://www.gradst.hr/Portals/9/PropertyAgent/1167/Files/2434/A8%20Prostorna%20stabilizacija.pdf
• http://prometheus.arh.bg.ac.rs/upload/0910/Osnovne%20akademske%20studije/godina3/ArhitektonskeKonstrukcije2/Celik02.pdf
11/8
/201
6
83
Pre
dav
anje
04
Pitanja ?
84
11/8
/201
6P
red
avan
je 0
4