REŠETKASI NOSAČI - grf.bg.ac.rs · Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P9 - Rešetkasti nosači...

REŠETKASI NOSAČI

P9 - Osnove proračuna i konstrusanja

Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P9 - Rešetkasti nosači 1

• Osnovne karakteristike

• Primena

• Podele rešetkastih nosača

• Osnovna pravila za konstruisanje

• Oblici rešetkastih nosača

• Oblici poprečnih preseka

• Proračun rešetkastih nosača

• Dužine izvijanja

• Montažni nastavci

• Konstruisanje čvorova


Sadržaj predavanja

Osnovne karakteristike

• Rešetkasti nosači se sastoje od međusobno povezanih

pojasnih štapova i štapova ispune (dijagonale i

vertikale) koji formiraju trougaonu strukturu. aksijalno

opterećenih štapova.

• Moment savijanja rešetkaste grede prenosi se

naprezanjem pojasnih štapova.

• Uticaj transverzalnih sila preuzimaju štapovi ispune.


Prednosti i mane

• Bolje iskorišćenje materijala u poređenju sa punim nosačima (konstantna raspodela napona).

• Manja težina u odnosu na pune i saćaste nosače.

• Mogućnost premošćavanja velikih raspona.

• Transparentnost (propuštaju više svetlosti) i mogućnost provođenja instalacija.

• Komplikovanija izrada u odnosu na pune nosače – veći broj radnih operacija što rezultuje većom jediničnom cenom.


Primena rešetkastih nosača

• U zgradarstvu:

– rožnjače i krovni nosači,

– podni nosači i podvlake – za velike prostore bez stubova,

– krovni nosači velikih raspona,

– spregovi i ukrućenja za prijem uticaja od vetra,

– kranski nosači većih raspona, ...

• U mostogradnji:

– glavni nosači,

– poprečni nosači i poprečna ukrućenja,

– spregovi za prijem vetra, za kočenje i bočne udare, ...


Rešetkasti krovni nosači


Krovni nosač karakterističan za

objekte visokogradnje.

Rešetkasti nosači u industrijskim halama


Industrijska hala sa rešetkastim

krovnim nosačima i rešetkastim

stubovima.

Rešetkasti podni nosači i podvlake


Međuspratna konstrukcija

sa rešetkastim podnim

nosačima i podvlakama.

Rešetkasta ukručenja kod visokih

zgrada


John H

anco

ck C

ente

r -Chic

ago

Krovni nosači velikih raspona


Rešetkasti nosači kod železničkog mosta



Kranski nosač velikog raspona

Podele rešetkastih nosača

• Podela rešetkastih nosača može da se izvrši:

– prema broju pojaseva:

• dvopojasni,

• višepojasni (tropojasni, četvoropojasni,...),

– prema prostornom obliku:

• ravanski,

• prostorni (linijski, površinski),

– prema intenzitetu opterećenja:

• laki,

• srednje teški,

• teški,

– prema oblikovanju čvorova:

• bez čvornih limova,

• sa čvornim limovima (jednozidni, dvozidni).


...prema broju pojaseva

• Dvopojasni;

• Višepojasni (tropojasni, četvoropojasni,...)


...prema prostornom obliku

• Ravanski rešetkasti nosači – sistemne linije svih štapova su u jednoj ravni;

• Prostorni rešetkasti nosači – sistemne linije štapova formiraju prostornu strukturu:

– linijski,

– površinski.


... prema intenzitetu opterećenja

• Laki rešetkasti nosači – u zgradarstvu za mirna opterećenja umerenog intenziteta;

• Srednje teški rešetkasti nosači – za veće raspone i opterećenja značajnog intenziteta;

• Teški rešetkasti nosači


...prema načinu oblikovanja čvorova

• Rešetkasti nosači

bez čvornih limova.

• Rešetkasti nosači sa čvornim limovima:

– u jednoj ravni (jednozidni rešetkasti nosači),

– u dve paralelne ravni (dvozidni rešetkasti nosači).


Osnovna pravila za konstruisanje

• Opterećenje treba da deluje u čvorovima. Nema

lokalnog savijanja štapova. Nije ostvarivo kod rožnjača,

podnih nosača i slično.

• Dužina pritisnutih štapova treba da bude što manja.

Može se postići dodavanjem novih štapova (čvorova).

• Štapovi treba da budu pravi između čvorova. U

suprotnom javljaju se momenti savijanja u štapovima.


Osnovna pravila za konstruisanje

• Sistemne linije štapova treba da se seku u čvorovima(centrisani štapovi).

• Uglovi štapova ispune ne treba da budu suviše oštri (ne manji od 30°). Za male uglove neophodni su dugački i nepravilni čvorni limovi, a veze postaju teško dostupne.

• Montažni nastavci pojasnih štapova izvode se izvančvorova, ali u njihovoj neposrednoj blizini, na stranislabije opterećenog štapa.

• Pojasni štapovi treba da budu pravi u okviru jednog montažnog komada. Tako se izbegavaju skupi radionički nastavci.


Oblici rešetkastih nosača

• Oblik rešetkastog nosača zavisi od oblika pojasnih

štapova. Rešetkasti nosači mogu biti sa:

– paralelnim pojasevima;

– gornjim pojasom u nagibu (nagib krovne ravni)

• Trouglasti

• Trapezasti i poligonalni

– paraboličnim pojasom ili pojasevima.


R.n. sa paralelnim pojasevima

• Rasponi (L):

– od 12 do 18 m za rožnjače i podne nosače,

– od 30 do 100 m pa i više (npr. u mostogradnji)

• Sistemna visina (h):

– od L/10 do L/15 za lake rešetkaste nosače;

– od L/7 do L/9 za teške rešetkaste nosače;

• Za kontinualne nosače mogu se usvojiti manje visine.


Oblici ispune - nosači

...sa sekundarnom ispunom

(npr. kod mostova)


Oblici ispune - spregovi


Trougaoni rešetkasti nosači


Trapezasti i poligonalni r.n.


Parabolični rešetkasti nosači


Oblici poprečnih preseka štapova

• Različiti oblici poprečnih preseka primenjuju se za:

– pojasne štapove,

– štapove ispune,

– zategnute štapove,

– pritisnute štapove.

• Izbor oblika poprečnih preseka je jako veliki.

• Izbor oblika poprečnih preseka treba da bude u skladu

sa predviđenim oblikovanjem čvornih limova!


Pojasni štapovi Štapovi ispune

Reš

etk

ast

i n

osa

či b

ez

čvo

rno

g l

ima

a) b)

Jed

no

zid

ni

reše

tka

sti

no

sači

c) d)

Dv

ozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

e) f)

Rešetkasti nosači bez čvornog lima



Reš

etk

ast

i n

osa

či b

ez

čvo

rnog l

ima

a) b)

Jed

nozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

c) d)

Dvozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

e) f)

Jednozidni rešetkasti nosači


Reš

etk

ast

i n

osa

či b

ez

čvo

rnog l

ima

a) b)

Jed

nozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

c) d)

Dvozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

e) f)



Reš

etk

ast

i n

osa

či b

ez

čvo

rnog l

ima

a) b)

Jed

nozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

c) d)

Dvozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

e) f)

Dvozidni rešetkasti nosači


Reš

etk

ast

i n

osa

či b

ez

čvo

rnog l

ima

a) b)

Jed

nozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

c) d)

Dvozi

dn

i re

šetk

ast

i n

osa

či

e) f)


Proračun rešetkatih nosača

• Prilikom proračuna uticaja u rešetkastim nosačima usvajaju se sledeće pretpostavke:

– veze u čvorovima su idealo zglobne,

– sile deluju isključivo u čvorovima nosača,

– štapovi između čvorova su pravi

– štapovi su centrisani u čvorovima.

• U štapovima r.n. deluju samo aksijalne sile (pritisak i zatezanje).

• Prilikom proračuna potrebno je izvršiti kontrole graničnih stanja nosivosti i upotrebljivosti:

– ULS – nosivost zategnutih i stabilnost pritisnutih štapova

– SLS – ugib rešetkastog nosača.


Primarna i sekundarna naprezanja

Idealizacija

(zglobne veze)

Realno

(delimično uklještena)


Centrisanje štapova ispune


Proračun sila u štapovima

• Kod jednostavnih rešetkastih nosača, proračun sila u

štapovima može se izvršiti na pojednostavljen način:

– Maksimalne sile u pojasevima Nt i Nc se određuju

kao moment savijanja M na zamenjujućoj gredi

podeljen visinom rešetkastog nosača h.

– Sila u oslonačkom, najopterećenijem, štapu ispune se

može odrediti kao reakcija oslonca podeljana

sinusom ugla između štapa ispune i pojasnog štapa.


Dužine izvijanja štapova r. n.

• Pojasni štapovi

– u ravni rešetkastog nosača – rastojanje čvorova, t.j. 0,9L,

– van ravni rešetkastog nosača – između tačaka pridržavanja.

• Štapovi ispune (dijagonale i vertikale)

– u ravni rešetkastog nosača – rastojanje čvorova, t.j. 0,9L,

– van ravni rešetkastog nosača – rastojanje čvorova.


Dužine izvijanja štapova r. n.


Nepridržani pojasni štapovi

• Tipičan primer je gornji pojas kod otvorenih rešetkastih

mostova!

• Smatra se da je pojas poprečno pridržan fiktivnim elstičnim

osloncima.

• Krutost elastičnih oslonaca (opruga) zavisi od

deformabilnosti okvirnih ukrućenja.


Štapovi ispune of šupljih profila

• Kod rešetkastih nosača od šupljih profila kod kojih je

odnos širine štapa ispune i širine pojasa manji od 0,6

(di/d0 < 0,6) dužina izvijanja u ravni i izvan ravni je

0,75L;


Štapovi ispune od L profila

• Za štapove ispune od ugaonika (L profila), koji su sa pojasnim

štapon vezani zavarivanjem ili sa bar 2 zavrtnja može se

zanemariti ekscentricitet.

• Ugaonik se proračunava kao centrično pritisnut element sa

efektivnom relativnom vitkošću:

• U slučaju veze sa samo jednim zavrtnjem ekscentričnost mora da

se uzme u obzir, a dužina izvijanja je jednaka sistemnoj dužini L.

vveff 70350 ,,,

yyeff 70500 ,,,

zzeff 70500 ,,,


Montažni nastavci rešetkastih nosača

• Zbog uslova transporta (npr. max: 12 m) potrebno je izvršiti

podelu r.n. na montažne komade koji se spajaju na gradalištu -

montažni nastavci.

• Zbog lakoće montaže,

najčešće se

primenjuju veze sa

zavrtnjevima.


Vrste montažnih nastavaka

Sa podvezicama

Sa čeonom

pločom


Konstruisanje čvorova r.n.

• Čvorovi r.n. su najčešće zavareni, dok se veze sa zavrtnjevima koriste na mestima montažnih nastavaka.

• Potrebno je da pretpostavka o zglobnoj vezi ispune i pojasa bude što više ispunjena.

• Oblikovanje detalja čvorova r.n. zavisi od:

– tipa r.n. (sa čvornim limom ili bez njega),

– oblika poprečnih preseka pojasnih i štapova ispune.

• Čvorni limovi se oblikuju tako da:

– imaju minimalne dimenzije,

– da im je oblik jednostavan za izradu (po mogućstvu da imaju dve paralelne ivice).


Rešetkasti nosač bez čvornog lima

Laki rešetkasti nosači:


Rešetkasti nosač bez čvornog lima

Srednje teški rešetkasti nosači:


Rešetkasti nosači bez čvornog lima

Kružni šuplji

profili - CHS

Pravougaoni šuplji

profili - RHS


Čvorovi r.n. sa čvornim limovima


Čvorovi dvozidnih r.n.

Primer čvoraova

srednje teškog

rešetkastog nosača


Čvorovi dvozidnih rešetkastih nosača

Primer čvora mostovskog glavnog nosača.


REŠETKASI NOSAČI - grf.bg.ac.rs · Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P9 - Rešetkasti nosači...

Documents

Transcript of REŠETKASI NOSAČI - grf.bg.ac.rs · Metalne i drvene konstrukcije (MK) - P9 - Rešetkasti nosači...