OMK-P01-1-Uvod.Primena.Svojstva.Istorijat(68)

Dr T. Vacev - Osnove metalnih konstrukcija 1

Osnove metalnih konstrukcijaOsnove metalnih konstrukcija2011./2012.2011./2012.

Tema 1Tema 1


Predavanja:Dr Todor Vacev, docent

Vežbe:Mr Srđan Živković, asistent


SADRŽAJ

1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU 1.1 OPŠTE O METALNIM KONSTRUKCIJAMA 1.2 OBLAST PRIMENE METALNIH KONSTRUKCIJA 1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA 1.4 ISTORIJSKI PREGLED


1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU LITERATURA 1. Buđevac, D., Marković, Z., Bogavac, D., Tošić, D.:

Metalne konstrukcije – osnove proračuna i konstruisanja, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd, 1999.

2. Zarić, B., Stipanić, B., Buđevac, D.:Čelične konstrukcije u građevinarstvu, Građ. knjiga, Beograd, 1990.

3. Buđevac, D.:Čelične konstrukcije u zgradarstvu, Građ. knjiga, Beograd, 2003.

4. Debeljković, M.:Čelične konstrukcije u industrijskim objektima, Građ. knjiga, Bg, 1995.

5. Pavlović, Z., Petrović-Pavlović, S., Petrović, M.:Priručnik za noseće čel. konstrukcije, Zavod za izdavačku grafičku delatnost, Beograd, 1987.


1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU NASTAVA

Broj radnih nedelja: 15

Oblici nastave: Predavanja (2 časa nedeljno) Vežbe (2 časa nedeljno) – obavezne Domaći radovi (4), obavezni, predaja uz odbranu rada Test (1) - neobavezan Konsultacije (u predviđenim terminima)

Uslov za potpis asistenta: prisustvo vežbama, urađeni i odbranjeni domaći radovi

Uslov za potpis nastavnika: potpis asistenta


1.0 OSNOVNE INFORMACIJE O PREDMETU ISPIT Povezani predmeti: Otpornost materijala, Statika konstrukcija

Uslovna obaveza: potpis asistenta Predavanja: 0-3 poena Domaći radovi (obavezni, za ispit: min. 3 poena): 3-12 poena Test (neobavezan): 0-10 poena

Pismeni deo ispita (obavezan, eliminatoran): 0-30-55 poena(30-34=6; 35-40=7; 41-45=8; 46-50=9; 51-55=10)

Usmeni deo ispita (obavezan, eliminatoran): 0-12-20 poena

Konačna ocena: 50-60 p. = 6, 61-70 p. = 7, 71-80 p. = 8, 81-90 p. = 9, 91-100 p. = 10


1.1 OPŠTE O METALNIM KONSTRUKCIJAMA

MATERIJAL

S I N T E Z A

TEORIJA TEHNOLOGIJA

σmax =

Mx / Wx +

My / Wy

≤ σdoz


1.1 OPŠTE O METALNIM KONSTRUKCIJAMA Primena metala za noseće građevinske konstrukcije: svega oko 200 god.

Najpre gvožđe, zatim čelik (i danas dominantan), u najnovije vreme aluminijum

Težište ovog kursa: čelične konstrukcije

Metalne konstrukcije su specifične u odnosu na ostale građevinske konstrukcije

Metalne konstrukcije imaju značajne tehničke i funkcionalne prednosti

Primena: za sve vrste građevinskih konstrukcija

Čelik: engl: steel; nem: stahl; fr: acier; rus. сталь


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

proizvodnja čelika i aluminijuma visoke čvrsoće; nerđajući čelici projektovanje konstrukcija putem računara - CAD1

statička analiza konstrukcija putem MKE2 i računara - CAE3

izrada konstrukcija u radionici uz primenu računara - CAM4

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

uvođenje novih postupaka montaže na gradilištu

1) CAD = Computer Aided Design = Projektovanje podržano računarom2) MKE = Metod konačnih elemenata3) CAE = Computer Aided Engineering = Inženjerska analiza podržana računarom4) CAM = Computer Aided Manufacturing = Proizvodnja podržana računarom


1.2 OBLAST PRIMENE

Čelične noseće konstrukcije su primenjive za razne tipove građevinskih objekata:

1. industrijski objekti, 2. stambeni, poslovni, zdravstveni objekti, 3. izložbene i sportske dvorane, krovovi stadiona, 4. garaže, hangari, 5. mostovi (drumski, železnički, pešački)6. antenski stubovi, dalekovodni stubovi, dimnjaci, 7. rezervoari, silosi, bunkeri, vodotornjevi, cevovodi 8. ustave, priobalne platforme9. dizalice, žičare10.specijalne konstrukcije


1.2 OBLAST PRIMENE

Generalna podela objekata:

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

Inženjerski objekti:dominira konstrukcija(Most Bayonne, Nju Džersi, SAD)

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

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/53/Space_lounge.jpg


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA1. (+) Visoke vrednosti mehaničkih karakteristika2. (+) Duktilnost - sposobnost metala da pre loma pretrpi značajne plastične deformacije3. (+) Posledica: velika plastična rezerva nosivosti

ČelikČelik

BetonBetonDrvoDrvo

σ


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA

4. (+) Industrijalizovana proizvodnja i standardizovan kvalitet


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA5. (+) Male dimenzije i težine elemenata čeličnih konstrukcija -

povoljan odnos sopstvena težina / pokrivena površina≈0,2-0,3 kN/m2 kod industrijskih hala sa dizalicama(krovna konstrukcija stadiona u Splitu: 0,45 kN/m2)



6. (+) Obnovljivost

ČELIK

Valjaonica Radionica Montaža OBJEKAT Demontaža/Rušenje Otpad Prerada ČELIK

BETON Fabrika betona Gradilište Livenje OBJEKAT

Rušenje ŠUT


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA7. (+) Seizmička otpornost - duktilnost – elastoplastično ponašanje Plastični zglob



8. (+) Modularnost – ponavljanje identičnih elemenata

9. (+) Fleksibilnost – lako prilagođavanje konstrukcije potrebama



10. (+) Mogućnost kombinovanja sa drugim materijalima (posebno betonom)



11. (+) Prefabrikacija (u radionici), montaža (na gradilištu) i demontaža (po potrebi)



12. (+) Jednostavna sanacija i rekonstrukcija

Ojačavanje profila navarivanjem lamela – spolja (a) iznutra (b)


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

često jedino izvodljivo rešenje

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Burj_Khalifa_building.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/Akashi_Bridge.JPG



14. (+) Laka manipulacija i transport

http://www.astanks.com/Roll%20method.html



15. (+) Relativno lako fundiranje


1.3 SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA16. (-) Osetljivost na koroziju

Čelik: IZUZETNO

Aluminijum: NEZNATNO)



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

Crystal Palace, London, uništen u požaru1936.



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

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

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

21. (-) Složenost izrade tehničke dokumentacije

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

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


1.4 ISTORIJSKI PREGLED

Metali su poznati čovečanstvu više hiljada godina

15. vek: pojava livenog gvožđa

1735. god.: otkriven postupak dobijanja sirovog gvožđa pomoću koksa u visokim pećima - šira primena sirovog gvožđa

Primena gvožđa u građevinskim konstrukcijama najpre zaspojna sredstva

- prvi milenijum s.e.: ekseri- 16. vek: zavrtnjevi- 17. vek podvezice od kovanog gvožđa za spajanje elemenata drvene građe


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1779.: prva noseća konstrukcija od gvožđa u svetu Most preko reke Severn (Kolbrukdejl, Engleska)

Konstruktor: Abraham Darbi (Abraham Darby)

Konstrukcija: lučna, raspona 30,6 m, sa strelom od 13,7 m

Pet segmentnih lukova na trizgloba na razmaku od 1,5 m

Lukovi su izliveni iz dvepolovine

Masa: 378 t gvožđa

Danas služi za pešačkisaobraćaj



1785.: najstarija primena gvozdenih konstrukcija u zgradarstvu

Objekat: kuća u Bulonju, Francuska

Autor: francuski arhitekta Ango

Konstrukcija: gvozdeni nosači tavanice

Dimenzije: raspon 6,5 m


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

varenog gvožđa sličnog današnjem čeliku

1850.: žel. most Britanija (Britannia) preko moreuza Menej Rasponi mosta: 71,9 + 2 x 141,7 + 71,9 m Konstrukcija: dvokolosečni, sa dva odvojena sandučasta nosača Preteča savremenih mostova sandučastog poprečnog preseka

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Britannia_Bridge_wrought_iron_section.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Britanniabruecke_Postkarte.jpg



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


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1839.: Francuski inženjer Ferdinand Zores je proizveo prve valjane

profile (“I” i “[”)

Naučni doprinos u oblasti teorije konstrukcija:

Francuska: Navije (Navier), Lame, Klapejron (Clapeyron), Levi (Levie), Maso (Massau)

Italija: Kremona, Kastiljano (Kastigliano), Menabrea, Ovaca (Ovazza), Gebria

Švajcarska: Bernuli (Bernoulli), Ojler (Euler), Tetmajer (Tetmayer)

Engleska: Viliot (Williot), Maksvel (Maxwell)

Nemačka: Vinkler (Winkler), Kulman (Culmann), Riter (Ritter), Gerber, Mor (Mohr)


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1848.: Metalni staklenik Palm House, Engleska Konstrukcija: kombinacija livenog i kovanog gvožđa Dimenzije: dužina: 110 m, raspon 32 m i visina 18,9 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1851.: Crystal Palace, London

Rok izgradnje: samo 17 nedelja

Materijal: liveno gvožđe

Konstrukcija: ramovi, stubovii rešetkasti nosači(primena modula)


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1868.: Natkrivena pijaca, Berlin



1855.: pronalazak topljenog čelika - Henri Besemer (Henry Bessemer)

1874.: Most Sent Luispreko reke Misisipi – prvi značajan mostnapravljen od čelikaKonstrukcija: lučna Raspon: 153 + 159 + 153 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1880.: uvođenje Simens-Martinovog i Tomasovog postupka - masovna

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

1883.: Izgrađen viseći most Brookline Bridge preko reke Ist (East River) u Njujorku, raspona 486 m


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1884.: u Francuskoj izgrađen lučni most Garabit, raspona 165 m Projektant i graditelj: Gustav Ajfel (Eiffel)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Garabit.jpg


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1886.: Kip Slobode, Njujork


1.4 ISTORIJSKI PREGLED 1889.: u Engleskoj izgrađen most Forth, raspona 210 + 521 + 210 m Konstrukcija: rešetkasta, sistema Gerberovog nosača Masa konstrukcije: 53305 t; ugrađeno 6 500 000 zakivaka

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Forth_rail_bridge_head-on-panorama_josh-von-staudach.jpg

OMK-P01-1-Uvod.Primena.Svojstva.Istorijat(68)

Documents

Transcript of OMK-P01-1-Uvod.Primena.Svojstva.Istorijat(68)