Prednapregnute_konstrukcije

8/16/2019 Prednapregnute_konstrukcije

1/58

Spregnute konstrukcije

PREDNAPREGNUTE ISPREGNUTE KONSTRUKCIJE

Osnovne akademske studije, VII semestar

Prof dr Stanko Brčićemail: [email protected]

Departman za Tehničke nauke,

GRAÐEVINARSTVODržavni Univerzitet u Novom Pazaru

2014/15

Stanko Brčić Prednapregnute i spregnute konstrukcije

http://find/


2/58


Sadržaj

1

Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton - čelikSprezanje i sredstva za sprezanje


http://find/


3/58


Sadržaj

1



http://find/


4/58



Osnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijama

Spregnute konstrukcije su konstrukcije koje su formiranepovezivanjem konstruktivnih elemenata od različitih iliistih materijala u jednu integralnu celinu.U tom povezivanju (odn. sprezanju) koriste se odabraneprednosti svakog od konstruktivnih materijala, aizbegavaju nedostaci

Pravilnim rasporedom konstruktivnih elemenata ostvarujese bolja (optimalna) konstrukcija


http://find/http://goback/


5/58




Sprezanje jednorodnih materijala, npr. u čeličnimkonstrukcijama . . . limovi povezani zakivcima, zavrtnjima ilizavarivanjem u nosač

Sprezanje raznorodnih materijala, npr. u drvenimkonstrukcijama . . . drveni elementi se povezuju ekserima,zavrtnjima, moždanicima, lepkovima, itd. u jedinstven nosač

U klasičnim AB konstrukcijama beton je povezan sa

armaturom (RA, GA, MA) u jedinstvenu celinuMeđutim, drvene, čelične i klasične AB konstrukcijene posmatramo kao spregnute konstrukcije


O i j i i k k ij

http://find/


6/58




Moguća podela betonskih konstrukcija na:

armiranobetonske konstrukcije ...povezivanje betona i klasične

armature (GA, RA, MA)prednapregnute betonske konstrukcije ...povezivanje betona ivisokovrednog čelika u vidu žica, kablova, užadi

spregnute konstrukcije . . . povezivanje čeličnih nosača sa AB ili

prednapregnutom betonskom pločomPostoje i druge, vrlo različite, forme sprezanja čelika i betona, ilidva betona, koje takođe pretstavljaju spregnute konstrukcije


O i j i i k k ij

http://find/


7/58




Osnovna podela spregnutih konstrukcija u širem smislu na:1 Prednapregnute betonske konstrukcije ...sprega betona i

visokovrednog čelika (kablova, užadi)2 Spregnute čelične konstrukcije ...sprega čeličnih nosača i

kalsičnog AB ili prednapregnutog betona (spregnutakonstrukcija čelik - beton)

3 Spregnute betonske konstrukcije ...sprega dva betona različitestarosti (spregnuta konstrukcija beton - beton)

Spregnute čelične i betonske konstrukcije pretstavljaju spregnutekonstrukcije u užem smislu


O i jm i tim k t k ij m

http://find/


8/58



Osnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaDruge mogućnosti spregnutih konstrukcija u širem smislu, posebnou sanacijama objekata

Spregnute tavanice drvo - beton ...drvene grede i tanka AB

ploča (5-6cm), koristi se u sanacijama starih drvenih tavanicaSpregnuti zidovi opeka - beton ...zidovi od opeke i tanak slojAB (8-10cm), sanacije nižih zgrada posle zemljotresa

Sprega zidova od opeke (kamena) i čeličnih zatega ...sanacija

starih zgradaSpregnute AB konstrukcije i karbonske trake ...sanacijaoštećenja i povećanje nosivosti AB konstrukcija trakama odkarbonskih vlakana

itd . . .



http://find/


9/58


Sadržaj

1




http://find/


10/58



Spregnute konstrukcije beton - čelik

Najčešća i najvažnija kombinacija u spregnutim konstrukcijama je sprezanje betona i čelikaOva dva materijala su suštinski različita, ali u spregnutimelementima optimalno su iskorišćene njihove osobine, tako dase dopunjuju:

- beton dobro prihvata napone pritiska, a čelik naponezatezanja, što doprinosi većoj nosivosti spregnutog preseka

- beton obezbeđuje zaštitu od korozije i požara elementima od

čelika koje oblaže- čelični elementi su relativno tanki i skloni izbočavaju i bočno

torzionom izvijanju, a beton može da ih ukruti i spreči tepojave



http://find/


11/58




Klasičan spregnuti sistem kod koga su osobine oba materijalaoptimalno iskorišćene je prosta greda koju formiraju čelični

nosač (dole) i betonska ploča (gore)Betonska ploča je iznad čeličnog nosača, dakle, u pritinutojzoni, tako da su izbegnute pukotine u betonuOvakva spregnuta greda ima više prednosti:

- manja konstruktivna visina- veća krutost preseka (nosača)- ekonomično korišćenje čelika



http://find/


12/58




Spregnute konstrukcije čelik - beton imaju svoju sve većuprimenu, posebno u

- zgradarstvu- mostogradnji

U zgradama sa spregnutim tavanicama (i stubovima) ostvarujuse rasponi od 12m, 15m, pa i više

Primenjuju se u javnim garažama, industrijskim zgradama itd.gde su potrebni veći rasponi





13/58

Spregnute konstrukcijep j p g j

Spregnute konstrukcije beton - čelikSprezanje i sredstva za sprezanje

Primeri spregnutih nosača čelik - beton

(a) spregnute grede

(b) spregnuti i klasični AB stub iste nosivosti



http://find/


14/58

Spregnute konstrukcije Spregnute konstrukcije beton - čelikSprezanje i sredstva za sprezanje

Primeri spregnutih nosača čelik - beton

Poređenje spregnutog i nespregnutih preseka iste nosivosti



http://find/


15/58


Primeri spregnutih nosača čelik - beton - grede


S k k ijOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaS k k ij b č lik

http://find/


16/58


Primeri spregnutih nosača čelik - beton - grede


S t k t k ijOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaS t k t k ij b t č lik

http://find/


17/58


Primeri spregnutih nosača čelik - beton - stubovi


Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton čelik

http://find/


18/58


Spregnute konstrukcije u zgradarstvu


Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton čelik

http://find/


19/58




Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton - čelik

http://find/


20/58

Spregnute konstrukcije Spregnute konstrukcije beton čelikSprezanje i sredstva za sprezanje




http://find/


21/58

Spregnute konstrukcije Spregnute konstrukcije beton čelikSprezanje i sredstva za sprezanje



Spregnute konstrukcije čelik - beton primenjuju se često i umostogradnji

Spregnuti mostovi se sastoje od AB (ili prednapregnute)kolovozne ploče i čelične konstrukcije ispod

Primenjuju se za gradske, pešačke, drumske, ali i železničkemostove

Uobičajeni su “manji” rasponi 20 do 50m, ali i veći, do oko120m



http://find/


22/58

p g j p g jSprezanje i sredstva za sprezanje

Poprečni preseci spregnutih mostova srednjihraspona



http://find/


23/58

p g j p g jSprezanje i sredstva za sprezanje

Poprečni presek spregnutog mosta srednjegraspona



http://find/


24/58

Sprezanje i sredstva za sprezanje

Spregnute konstrukcije - prednosti

Prednosti spregnutih konstrukcija

Spregnute konstrukcije imaju sledeće prednosti u odnosu naAB konstrukcije

U konstruktivnom smislu prednosti su:- manje dimenzije poprečnih preseka spregnutih greda- veći rasponi- tanje ploče- vitkiji stubovi

U ekonomkom smislu kod spregnutih konstrukcija se ostvaruje(znatna) ušteda zbog manjih dimenzija i brže (i efikasnije)gradnje


Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton - čelikS j i d j

http://find/


25/58




Sprezanjem čelika i betona postiže se veća krutost (greda), atime i manji ugibi i veći rasponi u odnosu na konstrukcije od

jednog materijala

Funkionalnost spregnutih konstrukcija je poboljšana, pre svegazbog bolje protivpožarne zaštite

Čelične konstrukcije moraju da imaju posebnu protivpožarnuzaštitu, a kod SK beton štiti čelik od požara

Izrada SK je (načelno) brža, jednostavnija i efikasnija, posebnokada je reč o spregnutoj ploči na profilisanom limu kaomeđuspratnoj tavanici


Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton - čelikS j i d t j

http://find/


26/58




Pre betoniranja spregnute tavanice, profilisani lim je radna

platformaProfilisani lim se postavlja na čelične grede (vezuje se za njih) ipretstavlja trajnu oplatu za betonsku ploču

Profilisani lim je u vreme izvođenja radna platforma i oplata, a

u eksploataciji ima ulogu zategnute armature



http://find/


27/58


Spregnuta tavanica - beton na profilisanom limu





28/58





http://find/


29/58





http://find/


30/58


Profilisani lim kao oplata



http://find/


31/58

Sp j p j

Profilisani lim kao radna platforma



http://find/


32/58

p j p j

Profilisani lim kao element za stabilizaciju



http://find/


33/58

Profilisani lim kao oplata i radna platforma



http://find/


34/58

Sadržaj

1 Spregnute konstrukcijeOsnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton - čelikSprezanje i sredstva za sprezanje



http://find/


35/58


Opšte napomene o sprezanju betona i čelika

Da bi se dva nezavisna konstruktivna elementa ponašala kao jedinstven konstruktivni sistem, potrebno je da postoji vezakoja treba da primi smičuće sile na dodiru ova dva elementa

Sprezanje je obezbeđenje ovakve veze, odn. omogućavanjezajedničkog ponašanja dva različita konstruktivna elementa

Sprezanje između dva konstruktivna elementa ostvaruje se

pomoću posebnih sredstava za sprezanje - moždanika



http://find/


36/58

Nespregnuti i spregnuti različiti elementi



http://find/


37/58



Moždanici treba da su u stanju da potpuno ili delimično sprečerelativno pomeranje na kontaktnom spoju dva konstruktivna

elementaRelativno pomeranje na kontantnom spoju između dvaelementa koja se spajaju, u pravcu ose nosača, naziva seklizanje

Kontaktni spoj između dva elementa, duž koga se javljajusmičuće sile, naziva se smičući spoj



http://find/


38/58



Za razliku od idealnog smičućeg spoja, gde je ostvarenkontinualan prenos smičućih sila, kod moždanika se smičućesile prenose u diskretnim tačkama

Ako se moždanici postavljaju gušće, karakter smičućeg spoja jebliži kontinualnom prenosu smičućih sila

Sprezanje može da se ostvari i bez moždanika: smicanje seprenosi prirodnim prianjanjem, trenjem, ili posebnim sidrenjem

Prirodno prianjanje između betona i čelika može da se koristikod spregnutih stubova, kao i kod spregnutih tavanica saposebnim oblikom profilisanih limova



http://find/


39/58

Spregnuta tavanica - načini sprezanja



http://find/


40/58


Klasifikacija sprezanja betona i čelika

U zavisnosti od načina ostvarivanja veze na smičućem spojuspregnutog nosača, odn. da li je relativno pomeranje potpunosprečeno ili delimično dopušteno, razlikuju se dva načina

sprezanja:1 kruto sprezanje2 elastično sprezanje

Kod krutog sprezanja ne postoji relativno pomeranje usmičućem spoju dva elementa, ili je zanemarljivo malo i neutiče na promenu napona u preseku

Moždanici su kruti i kontinualno raspoređeni duž ose nosača


Spregnute konstrukcije Osnovni pojmovi o spregnutim konstrukcijamaSpregnute konstrukcije beton - čelikSprezanje i sredstva za sprezanje

http://find/


41/58



Kod elastičnog sprezanja omogućeno je delimično relativnopomeranje u smičućem spoju

Elastičnim sprezanjem betonske ploče i čeličnog nosačasmanjuju se smičuće sile u spoju u poređenju sa krutim spojem

Istovremeno se smanjuju normalne sile u čeliku i betonu, ali sepovećavaju momenti savijanja

Kako je betonska ploča uglavnom pritisnuta, pri elastičnomsprezanju naponi u betonskoj ploči se smanjuju, a u čeličnomnosaču se povećavaju (posebno na gornjoj ivici)



http://find/


42/58


Klasifikacija sprezanja betona i čelikaSpregnuto delovanje nosača je ostvareno tek kada je betondostigao potrebnu čvrstoćuU toku radova na betoniranju i očvršćavanju betona, čelični

nosači mogu da budu1 poduprti2 nepoduprti

Poduprti čelični nosači tokom betoniranja i očvršćavanjabetona ne nose nikakvo opterećenje

Tek po uklanjanju oslonaca (skele) čeličnih nosača, kadabetonski deo očvrsne, formiran je spregnut nosač i on preuzimana sebe kompletno opterećenje, uključujući i sopstvenu težinu



http://find/


43/58



Za razliku od toga, nepoduprti čelični nosači preuzimaju nasebe sopstvenu težinu i svoju i betonskog dela nosača

Posle očvršćavanja betona i formiranja spregnutog nosača,spregnut nosač preuzima sva ostala opterećenja, osimsopstvene težineU tom smislu, razlikuju se sledeći tipovi sprezanja:

1

potpuno sprezanje2 delimično sprezanje



http://find/


44/58



Potpuno sprezanje podrazumeva da je sprezanje ostvareno zasva opterećenja i uticaje, uključujući i sopstvenu težinu

Potpuno sprezanje može da se stvari samo ako je čelični nosačcelom dužinom poduprt tokom radova na betoniranju i tokomočvršćavanja betonskog dela

Delimično sprezanje podrazumeva da je sprezanje ostvareno

samo za deo opterećenja i uticaje, isključujući sopstvenu težinu



P d i d i đ j d

http://find/


45/58

Poduprto i nepoduprto izvođenje spregnute grede

Uticaj načina izvođenja spregnute grede na odnos momenat -krivina



S k k ij



46/58



U zavisnosti od nosivosti smičućeg spoja, pri proračunuspregnutih nosača prema teoriji graničnih stanja, u skladu saEvrokodom 4, razlikuju se

1 pun smičući spoj2 parcijalan smičući spoj

Pun smičući spoj podrazumeva takav smičući spoj u kome brojmoždanika omogućava da se u kritičnom preseku ostvarimomenat pune plastičnosti

Dalje povećanje broja moždanika ne povećava graničnunosivost spregnutog nosača



S t k t k ij

http://find/


47/58



Parcijalan smičući spoj podrazumeva takav smičući spoj ukome broj moždanika nije dovoljan da se u kritičnom presekuostvari momenat pune plastičnosti

Parcijalan smičući spoj se primenjuje kada iz konstruktivnihrazloga nije moguće da se postavi potreban broj moždanika dopunog spoja (da bi se iskoristila puna nosivost preseka)

To se dešava od spregnutih tavanica sa profilisanim limom na

čeličnim nosačima(nije moguće da se unutar raspoloživog prostora u profilu limapostavi potreban broj moždanika)



P ij l i ič ći j

http://find/


48/58

Parcijalan i pun smičući spoj

(a) bez sprezanja (b) parcijalan smičući spoj (c) pun smičući spoj



P ij l i ič ći j

http://find/


49/58

Parcijalan i pun smičući spoj




http://find/


50/58


Sredstva za sprezanje - moždaniciZadatak moždanika je da prihvate smičuće sile na spojučeličnog nosača i betonske ploče

U zavisnosti kako prihvataju sile smicanja, moždanici se dele

na krute i elastičneKruti moždanici su tzv. blok-moždanici u obliku zavarenihdelova profila različitih oblika (L, T, U)

Elastični moždanici su valjkasti moždanici sa glavom (čepovisa glavom), kao i moždanici od armaturnih profila (sidra, petljeitd.)

Osim prijema smičućih sila u spoju, zadatak moždanika je i daspreči odizanje betonske ploče



Različiti oblici moždanika

http://find/


51/58

Različiti oblici moždanika

Moždanici mogu da budu kruti ili elastični



Kruti moždanici (blok moždanici)

http://find/


52/58

Kruti moždanici (blok-moždanici)



Elastični moždanici (čepovi sa glavom)

http://find/


53/58

Elastični moždanici (čepovi sa glavom)



Valjkasti moždanici sa glavom (čepovi sa glavom)



54/58


Minimalne dimenzije čepova sa glavom (“Peco”)



Čepovi sa glavom na profilisanom limu

http://goforward/http://find/http://goback/


55/58





http://find/


56/58




Elastični moždanici od meke armature



57/58

Elastični moždanici od meke armature




http://find/


58/58



Prednapregnute_konstrukcije

Documents

Transcript of Prednapregnute_konstrukcije