01 SIG Visoke Gradjevine 15

7/24/2019 01 SIG Visoke Gradjevine 15

1/92

Ana Mandi IvankoviMladen Srbi

Dominik Skokandi

SPECIJALNE INENJERSKE GRAEVINE


2/92


3/92

Visoke graevine

SPECIJALNE INENJERSKE GRAEVINE1. PREDAVANJE


4/92

VISOKE GRAEVINE SADRAJ PREDAVANJA(1.dio)

Uvodno Povijest i kronologija visokih graevina

Nosivi elementi za osnovna optereenja

Mjere konstrukcijske uinkovitosti

Konstrukcijski sustavi visokih zgrada Tipovi konstrukcije ovisno o broju katova

etiri osnovna nosiva sustava

Kruti okviri

Okviri sa spregovima

Okviri s ispunom

Posmini zidovi

Konstrukcije od zidova i okvira

Povezani zidovi

Okvirne cijevne konstrukcije

Cijevi povezane u snopove

Cijevi sa spregovima

Jezgra ojaana spregovima

Ovjeene konstrukcije

Sustav cijevi u cijevi

Prostorne konstrukcije Hibridne konstrukcije

http://www.burjkhalifa.ae/


5/92

prve visoke i monumentalne graevineizgraene su ve u starome vijeku

Piramide:

Imphotep, stepenasta piramida, 2780BC

Cheops, 2680 BC, visina 146 m.

Sfinga kod Gizeha, 2500 BC, duine 73,5 m,

visine 20 m.

UVODPOVIJEST I KRONOLOGIJA VISOKIH GRAEVINA


6/92

Rodski kolos:

kip od pozlaene bronce, 304 BC visina 32m, sruen u potresu

Pharos:

svjetionik kraj Aleksandrije, 280 BC, H=120m graditelj: Sostratos iz Knidosa sruio se u 13. stoljeu uslijed potresa, kameni toranj, kamenovi spojeni zalivenim

olovom



7/92

Kosi toranj u Pisi, (1173-1350) H=56m - stupasti toranj

Washington Monument(1885)

stupasti toranj H=169m Gotike katedrale, (5st.)

izraena nastojanja za izgradnjom to viih graevina

Katedrala u Ulmu, (1376-1890)

H=161,5m najvia katedrala na svijetu



8/92

Eiffelov toranj (1889)

H=301m

Champ-de-Mars, Paris

najvia graevina do 1930. temeljenje na kesonima

elina konstrukcija teka 7.300 t

potpuna razlika u odnosu na tadanjegraevine

zrcalo ljudske kreativnosti



9/92

Hiperboloidni tornjeviinenjera Vladimira uchova Prvi toranj u blizini Nizhny Novgoroda (1896)

Tornjevi blizanci kraj rijeke Oka (1988), h=128 m

radiotoranj abalovka pored Moskve, H=150 m filigranska konstrukcija U-elini profili sa horizontalnim prstenovima koji oznaavaju prijelaz

izmeu 6 hiperboloidnih segmenata



10/92

Skylon Tower(1951), London visina H=76 m, 15 metara

iznad tla

lebdea cigara

stabiliziran je zategama preko3 pilona



11/92


12/92

natjecanje u izgradnji velikih i visokih graevina staro je kao i civilizacija



13/92

Rast visokih zgrada od 1885 do dananjih dana



14/92

Prikaz planiranih visokih graevina i onih u fazi projektiranja nasuprotnajviim postojeim graevinama.


Predvianje za 2020. g.

Udruenje za visoke graevine iurbane ivotne sredine je sastavilolistu 20 najviih graevina u 2020.zasnovanu na prijedlozima.


15/92

to je visoka graevina danas? Za graevinske inenjere visoka graevina je onagraevina, kod koje su dominantna djelovanja bone sile od vjetra i potresa.

Pri definiranju rekordnih visina valja odabrati odreeni kriterij, npr. antena na neboderimanije ukljuena.

Najvie graevine danas mjereno do najvie toke na graevini:

1. Burj Khalifa, (2010), Dubai, UAE, H=828m

2. KVLY-TV mast (1963) Blanchard, North Dakota, USA, H=629m

3. KXJB-TV mast(1998) Galesburg, North Dakota, USA, H=629m4. KXTV/KOVR mast (2000) Walnut Grove, California, USA, H=625m

5. Guangzhou TV & Sightseeing Tower (2009), Guangzhou, Kina, H=610m

6. Petronius Platform (2000), Meksiki zaljev, H=610m

7. Baldate Platform (1998), Meksiki zaljev, H=580m

8. CN Tower(1976) Toronto, Kanada, H=553m

9. Ostankino Tower(1967) Moskva, Rusija, H=540m

10. Bullwinkle Platform (1989), Meksiki zaljev, H=529m



16/92

Dva osnovna nosiva elementa za vertikalna optereenja kod visokih graevina sustupovi i zidovi.

Zidovi mogu djelovati

zasebno kao posmini zidovi, ili kao scijeljene posmine jezgre oko stubita ili okna dizala.

Stupovi e biti postavljeni pod nepoduprte dijelove graevine za prijenos optereenja od vlastite teine,

a kod nekih tipova konstrukcija se koriste i za prijenos poprenih optereenja (vjetra ipotresa).

Budui da je optereenje od vlastite teine na pojedinim katovima priblino slino, teina stropne konstrukcije pojedine etae po jedinici povrine je konstantna, bez obzira

na visinu graevine.

Budui da se optereenje na stup poveava sa brojem katova iznad njega, teina stupova po jedinici povrine se linearno poveava sa poveanjem visine

graevine, od vrha prema niim katovima.

Momenti savijanja uzrokovani poprenim optereenjima su

produkt optereenja sa kvadratom visine graevine, i postaju sve znaajniji spoveanjem visine.

UVODNOSIVI ELEMENTI ZA OSNOVNA OPTEREENJA


17/92

UVODNOSIVI ELEMENTI ZA OSNOVNA OPTEREENJA

Teina

elika

po

jedin

icipovrine

gra

evine

Visina graevine

elik za

odupiranjevjetru

elik za

stupove

elik stropnihkonstrukcija

Tipian utroak elika u odnosu na visinu graevine


18/92

idealno bi bilo kada bi konstruktor sam mogao odabrati najuinkovitiji sustav zapreuzimanje vertikalnih i horizontalnih sila (u pravilu: vjetar i potres)

meutim, idealna konstrukcijska rjeenja rijetko se primjenjuju u praksi jer konstrukter mora udovoljiti slijedeim ogranienjima na idealnu konstrukciju planiranje prostora unutar konstrukcije od strane arhitekta

odabrani materijali

metode graenja uobiajene za odreeno podruje

odabir vanjske obloge i dekoracije od strane arhitekta

ogranienja lokacije

poloaj instalacijskih sustava

veliina horizontalnih optereenja

proporcije i visina konstrukcije definirani od investitora ili arhitekta

UVODMJERE KONSTRUKCIJSKE UINKOVITOSTI


19/92

Pojednostavnjeno, visoka graevina djeluje kao konzola sa temeljima upetim u tlo.

Prema tom modelu oito je da

tipini presjek visoke graevine prikazan na slici (a) sa stupovima smjetenim porubovima i unutar tlocrtnih kontura,

nije jednako krut kao i graevina kod koje su svi stupovi smjeteni na vanjskom rubukao to je prikazano na slici (b)

Takva uinkovitost na savijanje moe se opisati preko parametra koji se naziva

Indeks krutosti na savijanje (Bending Rigidity Index BRI)

BRI predstavlja ukupni moment inercije svih stupova u odnosu na sredinju os



20/92

kako bi se mogla usporeivati uinkovitost na savijanje za razliite tlocrtnerasporede, najvei index BRI = 100 dodjeljen je za raspored prikazan naslici (a) kvadratni oblik sa stupovima samo u kutevima kvadrata

Empire State Building se odupire horizontalnom optereenju pomou svihstupova rubnih i unutranjih, iji je raspored prikazan na slici

(b) BRI iznosi 33, to znai da je uinkovitost konstrukcije samo 33%

moderne graevine imaju zgusnutiji raspored vanjskih (rubnih) stupova bezunutarnjih stupova do jezgre dizala formirajui tako cijev (tube), prve

graevine koncipirane i izgraene prema ovom naelu bili su neboderi World Trade Center(c)

Sears u Chicagu, sastavljen od 9 cijevi (d)



21/92

kako bi se mogla usporeivati uinkovitost na savijanje za razliite tlocrtnerasporede, najvei index BRI = 100 dodjeljen je za raspored prikazan naslici (a) kvadratni oblik sa stupovima samo u kutevima kvadrata

Citicorp tower prikazan na slici (e) nema stupove smjetene u kuteve,tako da mu je BRI pao na 31%,

da su stupovi smjeteni u kuteve (f) BRI bi bio 56%

Bank of South West Tower u Houstonu prikazan na slici (g) ima BRI =63%



22/92

stupovi visoke graevine moraju se ponaati kao dijelovi cjelokupnog sustava formirajuidjelotvoran posmino kruti sustav, koji je predstavljen preko

Indeksa posmine krutosti (Shear Rigidity Index SRI)

idealni SRI = 100 prikazan je na slici (a), a sastoji se samo od zidova, bez otvora sustav prikazan na slici (b) sa dijagonalama pod kutem od 45 ima SRI = 62,5

spreg koji se uobiajeno koristi u praksi prikazan na slici (c), koji se sastoji odhorizontalnih preki i dijagonala ima SRI = 31.3



23/92

stupovi visoke graevine moraju se ponaati kao dijelovi cjelokupnog sustava formirajuidjelotvoran posmino kruti sustav, koji je predstavljen preko

Indeksa posmine krutosti (Shear Rigidity Index SRI)

moderni posmini sustavi koji su sainjeni od krutih okvira prikazani na slikama (d) do(g) imaju vei SRI koji ovisi o odnosima raspona i visine (debljine) pojedinih elemenata

kada su sve etiri strane graevine sastavljene od ovakvih okvira onda oni formirajucijevi, a to je sustav koji je trenutno najnapredniji



24/92

MJERE KONSTRUKCIJSKE UINKOVITOSTIFUNKCIJA PROSTORA NASPRAM KONSTRUKCIJSKOM SUSTAVU

Uredski prostori uredski prostori trebaju biti veliki i otvoreni sa to

je mogue vie prostora sa pogledom prema van

prostor treba biti podijeljen sa laganimpregradama

glavni vertikalni elementi (stupovi) smjeteni supo rubovima

instalacije se vode horizontalno po katovima ismjetene su u stropovima

tako da tipina visina kata za poslovne zgrade

iznosi 3,5 m ili vie visina 40-ero katne poslovne zgrade iznosi oko

140 m

Stambeni prostori stambeni i hotelski prostori imaju jednaku

podjelu prostora po visini

vertikalni elementi konstrukcije mogu bitiskriveni unutar pregrada

instalacije se vode vertikalno

visoke stropne konstrukcije nisu potrebne,osim eventualno na hodnicima

tipina visina kata za stambene i hotelskezgrade iznosi 2,7 m ili vie

visina 40-katne stambene zgrade iznosi oko108 m ili 80% visine poslovne zgrade za istibroj katova

Rubni stupovi

Sredinjajezgra

Veliki slobodni prostor


25/92

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADA

Petronas Twin Towers,

Kuala Lumpur, 1998.,88 katova, H= 452m

Taipei 101,

Taiwan, 2004.,101 kat, H= 509 m

Bona optereenja od vjetra i potresa

proizvode bona ubrzanja.

Ljudi pri uporabi zgrade osjeajuodgovarajue vibracije.

Krutost postaje dominantan faktor uodnosu na vrstou u projektiranju

visokih zgrada.

GSU moe postati mjerodavno u odnosuna GSN.



26/92

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADATIPOVI KONSTRUKCIJE OVISNO O BROJU KATOVA

Uobiajeni

eli

ni nosivi sustavi

Brojkatova

Kruti

okvir

Okvirno-posminareetka

Reetkakao

pojas

Okvirnacijev

Cijevnareetka s

unutranjimstupovima

Grupacijevi

Cijevnareetka bezunutranjih

stupova



27/92




28/92




29/92

etiri osnovna nosiva sustava s razliitim svojstvimaotpornosti na bona optereenja i ovisno o tomedjelotvornou za razliite visine:

1.NOSIVI ZIDOVI uslijed vlastite teine (obino betona) postaju neprikladni za

zgrade visine preko 30 katova

2.NOSIVA JEZGRA obino je od betona pa je vlastita teina i ovdje

ograniavajua

3.OKVIRNI SUSTAV djelotvornost ovisi o krutosti spojeva i koliini spregova.

Krutost moe biti poveana uporabom jezgre, posminihzidova ili dijagonalnih spregova

Vie spregova ukljuenih u prostorni sustav znait e i

poveanje ostvarive visine (do 60 katova)4.CIJEVNI SUSTAV

to je prostorni okvir s vertikalnim elementima na vanjskomopsegu.

Ostvariva visina ovisi o vrsti i koliini spregova u cijevi.

Najdjelotvorniji sustav za visine preko 60 katova. Kombiniranjem 4 osnovna sustava dobiva se 6 dodatnih

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADA4 OSNOVNA NOSIVA SUSTAVA

3. OKVIR

1. ZID 2. JEZGRA

4. CIJEV

OKVIR

+ZID

CIJEV+OKVIR

OKVIR+

JEZGRA

CIJEV+JEZGRA

JEZGRA+ZID

CIJEV+ZID



30/92


Nosivi zid Nosivi zid sjezgrom

Nosivi zid skrutim okvirom

NOSIVI ZIDOVI Ravninski vertikalni elementi koji ine sve ili

dio vanjskih zidova, a u mnogim sluajevima iunutranje zidove.

Odupiru se vertikalnim i horizontalnim

djelovanjima i uglavnom su od betona



31/92


NOSIVA JEZGRA Ravninski vertikalni elementi

postavljeni u zatvorenu formu

U njoj se koncentriraju sustavi za

vertikalni transport. Fleksibilnost u uporabi prostora izvanjezgre

Jezgra moe biti otporna i na

vertikalna i na horizontalna djelovanja,najee od betona

Sredinja jezgra s konzolnim iliovjeenim stropovima ili razdvojene

jezgre povezane stropovima

Ovjeenareetka na

vrhu

Ovjeenareetka pri

dnu

Konzolnistropovi

Konzolnipovezanistropovi

Kutnejezgre

Kutne iunutranja

jezgre

Parametarskeodvojene jezgre

Parametarskeodvojene jezgre

i unutranja



32/92


OKVIRNI SUSTAV Stupovi, grede i stropne ploe

postavljene tako da pruajuotpornost i horizontalnim i

vertikalnim djelovanjima Okvir je oblik koji je najprikladniji

za prilagodbe u pogledumaterijala i oblika kako bi pruioodgovarajuu otpornostdjelovanju

elini okviri kombiniraju se sabetonskim zidovima i jezgrama, ilisa elinim spregovima i

horizontalnim reetkama.

Okvir Okvir ijezgra

Okvir ireetkasta

jezgra

Okvir iposmini

zidovi

Okvir i krilnereetke

Krovna reetka ireetkasta jezgra

Ravneploe

Razmaknutereetke

Spregovimauvreni

okvir

Reetkasta jezgrai krovna i pojasna

reetka



33/92


CIJEVNI SUSTAV Blisko postavljeni vanjski

elementi, projektirani tako da sebonim djelovanjima odupiru kaocjelina, a ne kao posebnielementi.

Mogua je upotreba i reetkastihcijevi ili okvirnih cijevi.

Cijev u cijevi doputa viefleksibilnosti u uporabiunutranjeg prostora zbog toga

to nema unutranjih stupova.

Okvirnacijev

Perforiranacijev

Dubokaeona cijev

Reetkastacijev

Cijev uoblikusvenja

Okvirnacijev ucijevi

Perforiranacijev u cijevi

eona cijev sunutranjimstupovima

Reetkastacijev u cijevi

Okvirnacijev s

krovnom ipojasnomreetkom



34/92

kruti okviri su sustavi sainjeni od greda i stupova povezanihkrutim vezama

horizontalna krutost ovisi o krutosti stupova, greda i njihovihmeusobnih veza

bitna prednost krutih okvira su veliki otvori koji ostavljajumogunost slobodnog planiranja prozora i vrata

kruti okviri se uobiajeno koriste za raspone od 6 9 m

kada se koriste kao jedini sustav za preuzimanje

horizontalnih djelovanja, ekonomini su za zgrade do 25katova

iznad te visine postaju prefleksibilni, a poveanje izmjeraelemenata nije ekonomino rjeenje

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAKRUTI OKVIRI



35/92

kruti okviri idealni su za AB konstrukcije zbog inherentne(svojstvene) krutosti spojeva

kod elinih okvira kruti spojevi (otporni na savijanje)poveavaju cijenu

izmjere stupova i greda na bilo kojoj razini direktno ovise oveliini posminog (horizontalnog) optereenja - tako da sepoveavaju prema dnu

stropne konstrukcije sukladno nisu jednake na svim etaamakao kod okvira sa spregovima, nego im se visina poveava

prema dolje zbog potrebnih veih greda, tako da visinakatova varira




36/92

Home Insurance Building, Chicago (1885) prva zgrada na svijetu sa sustavom krutihelinih okvira

Chicago je bila prirodna sredina za ovaj iskorak jer je u to doba bio sredite amerike eljeznikemree

eljeznica znai elik iako je ova zgrada sagraena od kovanog eljeza

fasade su i dalje davale izgled masivne graevine, to je bilo uobiajeno za to doba

projektanti jo uvijek nisu u potpunosti razumjeli uporabu novog materijala elika


prava masivna zgrada

Manadock Building (1891)

Home Insurance Building

(1885)



37/92

Woolworth Building, New York, (1913)

60 katova

za nju je izmiljen naziv neboder (skyscraper)

statiki sustav su kruti elini okviri koji se

oslanjaju na unutranje masivne zidove, kojipruaju bonu otpornost na horizontalne sileod vjetra




38/92

Tradicionalni kruti okviri

kruti okvir bio je izvanredan napredak ukonstrukterskom promiljanju, roen 1885.uporabom elika

problem koji se javlja, kod tih sad vetradicionalnih konstrukcijskih sustava, jeguva koja se stvara posebno u podrujujezgre, gdje dizala, stubita i instalacijeonemoguuju ekonomino i estetsko koritenjeprostora




39/92

Empire State Building, New York, (1931)

takoer kruti okvir

sagraena je dva tjedna prije poetka velike depresijei postaje najvia zgrada na svijetu

osnovni konstrukcijski sustav je elini okvir ubetoniran u beton sa dodatkom zgure

70 000 tona eline konstrukcije montirano je u samo23 tjedna

teina konstrukcije bila je 210 kg/m2 naspram svega53 kg/m2 koliko je bilo bilo potrebno za WTC

bila je predmetom nadmetanja izmeu WalteraChryslera (sagradio je Chrysler Building, 319 m) iJohna Jakoba u izgradnji najvie zgrade na svijetu

Betonski i elini temelji se nalaze na dubini 17 mispod razine tla, na stijeni ispod Manhattan-a

horizontalni pomak zgrade (drift) od djelovanja vjetra

iznosi 50 cm nakon unitenja WTC-a (411m) Empire State Building

(381m) je ponovno postala najvia zgrada u NewYorku, sa vidikovcima na 86. i 102. katu

2013 One World Trade Center ponovno obara rekord(417 m krov, s antenom 541 m)




40/92

otpornost na horizontalna djelovanjaostvarena je preko hrptova koje inedijagonale spojene na grede

tako se formiraju vertikalne reetke, gdje

stupovi djeluju kao pojasevi

horizontalnom posmiku odupiru sehorizontalne komponente elemenata sprega

ovaj sustav je izuzetno ekonomian i

uinkovit za preuzimanje horizontalnih silaneovisno o visini zgrade, pa je prikladan i zanajvie zgrade

OKVIRI SA SPREGOVIMA



41/92

jo jedna prednost ovakvih trokutastihspregova je da grede sudjeluju vrlo malo upreuzimanju horizontalnog optereenja, takoda stropna konstrukcija nije ovisna o visinizgrade

dijagonalni spregovi ometaju unutarnjeplaniranje prostora (vrata, prozori)

zato su uobiajeno smjeteni oko dizala,

stubita i servisnih okana




42/92

U prolosti su dijagonale bile rasporeene pokatovima

danas su sve ei sustavi sa dijagonalamakoje se proteu preko vie katova i vieraspona




43/92

Torre Mayor, Mexico City, (2004)

zgrada sa 57 katova visine 225 m

najvia zgrada u Junoj Americi

spregovi su na tri mjesta, gdje skup dijagonaladijamantnog oblika povezuje super-X sustave




44/92

Torre Mayor, Mexico City, (2004)

priguivai su postavljeni na junoj i sjevernoj fasadi na mjestima tihdijamantnih spregova

tako se poveava priguenje konstrukcijskog sustava stvarajuipriguene veze (damped link) izmeu super-X sustava

dodatni priguivai smanjuju meukatni pomak (sway interstory drift)

zgrada je proraunata je na trodimenzionalnom numerikom modelukoristei programski paket SAP 2000




45/92

statiki sustav okvira s ispunom esto se koristi uEuropi za zgrade visoke do 30 katova

osnovni armirano-betonski okvir, koji ine stupovi igrede, ispunjava se zidovima (panelima) od opeke

ili betona izvedenog na licu mjesta

za horizontalne napadne sile ispuna djeluje kaotlana dijagonala i tako ukruuje okvir

okvir s ispunom nije lako proraunati zbognejasnog toka preuzimanja bonih horizontalnihdjelovanja

osim toga, esto se dogaa da budui stanariuklone neke zidove, ime se otpornost okvira

nepredvidivo slabi

OKVIRI S ISPUNOM



46/92

posmini zidovi od armiranog betona moguposluiti kao arhitektonske i konstrukcijskepregrade, koje preuzimaju vertikalna i bonadjelovanja

njihova vrlo velika membranska krutost i vrstoaine ih idealnim elementima za stabilizaciju visokihzgrada

kod zgrade s posminim zidovima, ti zidovi dajuosnovnu otpornost na bona djelovanja

posmini zidovi djeluju kao vertikalne konzole

kao pojedinani zidovi u ravnini (membrane) i

kao sklopovi van ravnine, obino oko liftova,stepenica i servisnih okana

krui su od krutih okvira i ekonomini do visine odoko 55 katova

ogranienja u planiranju posminih zidova ine ihpogodnim samo za hotele i zgrade za stanovanje

POSMINI ZIDOVI



47/92

stropne konstrukcije se ponavljaju, a kontinuiranivertikalni zidovi slue istovremeno za zvunuizolaciju i zatitu od poara izmeu pojedinihprostora

kad se posmini zidovi primjenjuju u kombinaciji sokvirima, oni praktino preuzimaju sva horizontalnadjelovanja, tako da se okviri dimenzioniraju samona vertikalna djelovanja

raspored posminih zidova mora se planirati tako

da su vlana naprezanja od horizontalnihdjelovanja manja od tlanih naprezanja odvertikalnih djelovanja

posmini zidovi se dobro ponaaju za potresnadjelovanja, zbog njihove velike duktilnosti

Tipina velika stambena zgrada u Miami-u, kojuine jaki stupovi po obodu i

unutranji posmini zidovi,

horizontalno meusobno povezani prednapetimnosivim ploama

POSMINI ZIDOVI



48/92

ako se otpornost konstrukcije postie zajednikimdjelovanjem posminih zidova i okvira, takvakonstrukcija se tako i zove (wall-frame structure)

konstrukcija zauzima zajedniki deformirani oblik

za oba konstrukcijska sustava, to se postiehorizontalnom krutosti greda i katnih ploa

zidovi i okvir horizontalno meusobno djeluju,poglavito na vrhu zgrade, ime se dobiva krui i

jai konstrukcijski sklop

tim dvojnim sustavom ekonominost se die dorazine od 65 katova, daleko vie nego zapojedinano djelovanje bilo krutih okvira biloposminih zidova nosivim ploama

uz paljivo podeavanje, posmik u okviru moe biti

priblino nepromjenjiv po cijeloj visini graevine,to omoguuje izvedbu jednakih katnih (stropnih)konstrukcija ponavljanje

veina ovakvih sklopova je od armiranog betona

KONSTRUKCIJE OD ZIDOVA I OKVIRA



49/92

COUPLED WALLS

konstrukcijski sklopovi spovezanim zidovima suuobiajeni statiki sustavi od posminih zidova, sadva ili vie zidova u istoj ravnini povezana na

razinama stropova gredama ili krutim ploama time se ostvaruje spregnuto djelovanje skupa

zidova oko zajednike teine osi

horizontalna krutost je naravno neusporedivo veaod krutosti zbroja nepovezanih zidova, koji djeluju

pojedinano povezani zidovi se uobiajeno koriste kod

stambenih zgrada od armiranog betona

u pojedinanim sluajevima i kod elinih okviraprimjenjene su jake eline ploe na mjestimanajveih posminih sila, kao npr. kod podnojaokana za dizala

POVEZANI ZIDOVI

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAPOVEZANI ZIDOVI


50/92

Espiritu Sancto neboder, Miami,

(2003)

projekt: Kohn Pederson Fox Associates.

dramatina prednja fasada jegeometrijski rezultat presjeka valjkasteplohe i nagnutog pravca

zgrada (toranj) sadri hotel na donjimetaama, urede na srednjim etaama i

stanove na vrhu

POVEZANI ZIDOVI

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAOKVIRNE CIJEVNE KONSTRUKCIJE


51/92

FRAMED TUBE

tvore ih etiri vrlo kruta okvira, otporna nasavijanje, koji oblikuju cijev (tube) okooboda zgrade

okviri se sastoje od stupova na malomrazmaku (tipino 2-4m), meusobnopovezanih visokim horizontalnim gredama

na razini ulice mali razmaci stupova morajuse prekinuti, a za prijenos sila koriste se jake

prijelazne (transfer) grede vanjska cijev preuzima 100% horizontalnih

djelovanja i 75-90% vertikalnih djelovanja

preostala vertikalna djelovanja preuzimajustupovi (ili posmini zidovi) jezgre

za horizontalna optereenja obodni okviri usmjeru optereenja djeluju kao hrptovimasivne konzolne cijevi

preostala dva okvira okomita na smjer

optereenja djeluju kao pojasevi

OKVIRNE CIJEVNE KONSTRUKCIJE



52/92

najuinkovitija je cijev u tlocrtu kvadratnogoblika (WTC i Sears) ili krunog oblika(Petronas)

ova konstrukcijska forma prikladna je i za

elik i za armirani beton za visine od 45 do110 katova

vrlo ponavljajua struktura omoguujeekonominu prefabrikaciju

ova konstrukcijska forma predstavlja

najznaajniji moderni iskorak kod visokihzgrada

poboljanja su potrebna, jer pojasevi trpe odposminih deformacija (shear lag)

te posmine deformacije nastaju od manjegoptereenja srednjih od kutnih pojasnihstupova

stoga srednji stupovi ne doprinose upotpunosti krutosti pojaseva




53/92

The World Trade Center, New York, juni toranj (1970),sjeverni (1972) to su bileprve okvirne cijevi, koje su dostigle visinu od 110

katova, H=411 m

cijev u cijevi = vanjski omota od elinih stupova vrlo bliskopostavljenih (okvirna cijev) + unutranja jezgra u kojoj sukoncentrirane sve vertikale (stepenice, dizala)

vanjska cijev je sainjena od vertikalnih elinih stupova356x356 mm, na osnom razmaku od 56 cm

vertikalni stupovi povezani su horizontalnim gredama narazini svakog kata


Unutarnja

jezgra

Ovojnicanosive

konstrukcije

Tlocrt



54/92

Petronas Towers, Kuala Lumpur, Malezija, (1998) Petronas tornjevi visine 452 m (10m vii od Sears Tower-a u Chicagu)

tornjevi imaju 88 numeriranih razina, ali ustvari imaju 95 katova (broj 8 je sretni broj za Kineze)




55/92

Petronas Towers, Kuala Lumpur, Malezija, (1998) koriten je armirani beton za sredinju jezgru i obodne stupove sa prstenastim gredama od betona

tlane vrstoe 80 MPa

svaki toranj je valjkastog oblika promjenjivog promjera sa 16 stupova


KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADACIJEVI POVEZANE U SNOPOVE


56/92

BUNDLED-TUBE

prirodna evolucija forme WTC-ovih okvirnih cijevi bila je primjena vie meusobnopovezanih cijevi, kao vezani kolci

povezani skup cijevi ostvaruje veu mnogo veu bonu (horizontalnu) krutost, naalost na

raun ograniavajueg unutranjeg planiranja ovaj konstrukcijski sustav prvi put je primijenio svjetski poznati arhitekt Fazlur Khan za

Sears Toweru Chicagu (1974) 110 katova, H = 442 m

CIJEVI POVEZANE U SNOPOVE



57/92

Sears Toweru Chicagu (1974) Vanjska cijev sastavljena od okvira + tri horizontalne reetke

prstenasto ovijanje.

Smanjenje tlocrtne povrine s visinom velika konzola spromjenljivim poprenim presjekom.

novi unutranji hrptovi bitno smanjuju utjecaj posminefleksibilnosti (shear lag) u pojasevima


Konstrukcijatornja

A-A

KAT1-50

CIJEVIDVIJE CIJEVIIZOSTAVLJENE

B-B

KAT51-66

C-C

KAT66-90

JO DVIJE CIJEVIIZOSTAVLJENE JO TRI CIJEVI

IZOSTAVLJENE

D-D

KAT

91-110



58/92

Sears Toweru Chicagu (1974) naprezanja u stupovima su sukladno raporeena ravnomjernije

nego kod konstrukcijskog sustava s jednom cijevi

parametarska konstrukcija sastoji se od predgotovljenih

elemenata s tri raspona i visine dva kata ime je odreena ifasada.


Konstrukcijatornja

Predgotovljeni elementi kaoosnovni parametar nosive

konstrukcije

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADACIJEVI SA SPREGOVIMA


59/92

BRACED TUBES

uinkovitost okvirnih cijevnih konstrukcija moe se poveatidodavanjem dijagonalnih spregova na fasadama

obzirom da su dijagonale cijevi sa spregovima spojene na

stupove na svakom krianju, one gotovo potpuno eliminirajuutjecaj posminih deformacija (shear lag)

utjecaj savijanja u tapovima okvira je bitno smanjen

to omoguuje vee visine i vei razmak izmeu obodnihstupova to omoguuje mnogo vee prozore nego kodkonvencionalnih cijevi

konstrukcijski sklop se za bona (horizontalna) djelovanjasukladno ponaa slino kao okvir sa spregovima (bracedframe)

CIJEVI SA SPREGOVIMA

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADACIJEVI SA SPREGOVIMA


60/92

zgrada John Hancock, Chicago, (1969) 97 katova,

prva elina cijev sa spregovima

CIJEVI SA SPREGOVIMA

780 Third Avenue Building, New Yorku, (1985) zgrada od armiranog betona

kod armiranog betona spregovi su oblikovani kao dijagonalni sustavbetonskih ploa (panela), veliine prozora, betoniranih zajedno s okvirom

Izostavljanje otvora za prozore kako bi se dobila dijagonala sprega

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAJEZGRA OJAANA SPREGOVIMA


61/92

OUTRIGGER BRACED CORE

taj konstrukcijski sustav ine sredinja jezgra saspregovima, koja je ili okvir sa spregovima ili posmini zidovi i

horizontalne konzolne reetke ili nosai, koji povezuju jezgru s vanjskim stupovima

za horizontalna djelovanja rotaciju jezgre u vertikalnojravnini spreavaju konzole vlakom u stupovima na privjetrini i

tlakom u stupovima u zavjetrini efektivna konstrukcijska visina zgrade je bitno

poveana

sukladno je poveana bona (horizontalna) krutost ismanjeni su horizontalni pomaci i momenti savijanja

jezgre konzole veu vanjske stupove na jezgru i

konstrukcijski sustav se ponaa kao djelominospregnuta konzola

JEZGRA OJAANA SPREGOVIMA



62/92

OUTRIGGER BRACED CORE

obodni stupovi mogu se ukljuiti u prijenos sila, ako sepoveu horizontalnom reetkom ili nosaem po oboduzgrade na razini konzola

uinkovitost ovog konstrukcijskog sustava bitno ovisi ovezi obodnih stupova i jezgre pomou konzola

razina konzola je uobiajeno visine dva kata i ti katovi suobino servisni katovi za smjetaj svih instalacija itehnolokih ureaja za funkcioniranje zgrade

konzole vee od visine jednog kata sve se ee koriste,jer dodaju graevini mnogo veu bonu krutost

meutim, ekonomska granica visine konzola je redaveliine 4-5 katova

ovaj konstrukcijski sustav primjenjen je do visine od 70katova

ako su tlocrtne dimenzije zgrade velike, ovajkonstrukcijski sustav omoguuje i mnogo vee visine




63/92

AT&T Building (New York)

arhitekt: Philip Johnson

konstrukcijski projekt: Leslie Robertson and Associates

osnovni konstrukcijski sustav ini cijev od krutih elinihokvira po obodu zgrade

dodatna krutost po irini zgrade ostvarena je ugradbometiri vertikalne eline reetke

na svakom se osmom katu dva zida od elinih ploa I-

oblika sa otvorima za ventilaciju pruaju od rubovareetki do vanjskih stupova na istoj liniji stupova

elini zidovi djeluju kao konzolne reetke i mobilizirajupunu irinu zgrade u otpornosti na horizontalnadjelovanja

horizontalni posmik u podnoju zgrade preuzima se sdva divovska elina sanduka


KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAOVJEENE KONSTRUKCIJE


64/92

ovjeeni konstrukcijski sklop ini sredinjajezgra sa horizontalnim konzolnim

reetkama na razini krova, s koje suobjeene vertikalne vjealjke od elinihuadi

stropne ploe vezane su na te kabele

to omoguuje da na najdonjem katu narazini tla nema obodnih stupova i prostor jepotpuno otvoren

vjealjke imaju vrlo mali popreni presjeknaspram stupova i mogu se ubetonirati okoprozorskih okvira

dodatna prednost je da se stropnekonstrukcije mogu betonirati na tlu i onda

podii u konaan poloaj

OVJEENE KONSTRUKCIJE

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAOVJEENE KONSTRUKCIJE


65/92

ovaj konstrukcijski sustav doputa relativnomale visine zgrade do oko 10-15 katova,zbog konstrukcijskih mana, kao npr. ograniene izmjere jezgre i

varijacije veza izmeu stropova za

promjenjiva djelovanja

O J O S U C J

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADASUSTAV CIJEVI U CIJEVI


66/92

TUBE-IN-TUBE

varijanta oblika okvirne cijevi moe se ostvariti zamjenom unutranjih stupova ili stupova izidova jezgre s drugom cijevi



67/92

TUBE-IN-TUBE

tako trup (ili vanjska cijev) i nova cijev jezgre zajednopreuzimaju i vertikalna i horizontalna djelovanja

ta unaprijeena forma zove se cijev u cijevi (tube-in-

tube) ili trup-jezgra (hull-core) konstrukcija kod elinih zgrada unutranja cijev jezgre moe se

formirati od okvira sa spregovima

kod armirano betonskih zgrada jezgru ine posminizidovi

vanjska okvirna cijev (trup) i unutranja jezgrameusobno djeluju kao posmine i savojnekomponente konstrukcije od zidova i okvira (wall-frame)

prednost je bitno poveana bona krutost vanjska cijev (trup) naravno uvijek dominira zbog svoje

vee konstrukcijske visine

predpostavlja se da se ovim konstrukcijskim sustavomekonomino mogu izvesti graevine do 120 katova



68/92

Taipei 101 Building, Taipei Taiwan, (2003)

postala je najviom graevinom na svijetu, nadmaiviPetronas Towers u Kuala Lumpuru

konstrukcijski sustav je cijev u cijevi

unutranja cijev (jezgra) izvedena je od reetki, avanjska cijev (trup) je okvir s spregovima



69/92

Jin Mao Tower, Shanghai

jo jedan toranj sa 88 katova ili 421 m

konstrukcijski sustav ini sredinja osmerokutna armirano-betonska jezgra (posmini zidovi), povezana s vanjskim

spregnutim mega stupovima pomou konzolnih reetki debljine pojaseva posminih zidova su promjenjive

od 84 cm na spoju s temeljom do 46 cm na razini 87

tlana vrstoa betona iznosi od 35 MPa do 52 MPa

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAPROSTORNE KONSTRUKCIJE


70/92

prostorni okviri: trodimenzionalne trokutaste

konstrukcije, bitno se razlikuju od prethodno opisanihravninskih okvira

Preuzimaju i vertikalna i horizontalna djelovanja jedan od najuinkovitijih konstrukcijskih oblika

mala teina i velika uinkovitost omoguuju postizanjenajveih visina graevina

proraun prostornih okvira je obino sloen

teko je projektirati odgovarajue nosive spojeve

izmeu katnih konstrukcija i glavnog okvira ti spojevi su skupi i nekad runo izgledaju

jedno rjeenje sadri unutranju jezgru saspregovima, koja slui za prikupljanje bonih

(horizontalnih) optereenja i preuzimanje unutranjihvertikalnih optereenja od katnih ploa iznad nizaviekatnih prostora

u podnoju svakog od tih prostora horizontalna ivertikalna optereenja predaju se van na glavnevorove prostornog okvira

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAPROSTORNE KONSTRUKCIJE


71/92

Bank of China, Hongkong, (1989)

76 katova, 369 m,prostorna reetka sapoprenim spregovima (cross-braced

space truss)

prostorna reetka preuzima gotovo ukupnuteinu graevine i istovremeno horizontalnadjelovanja od tajfunskih vjetrova

i horizontalna i gravitacijska optereenjaprenose se na etiri spregnuta stupa,

smjetena u kutovima zgrade, ime jeostvaren slobodni raspon od 52 m upodnoju graevine

peti spregnuti stup u sreditu zgradepoinje na 25 katu i protee se do vrha

sile od tog stupa prelaze na kutne stupovena razini 25 kata

izvedbom okvira od ubetoniranih elinihelemenata izbjegnuta je potreba za skupim3-D spojevima (prikljucima) u kutovima

zgrade

KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI VISOKIH ZGRADAHIBRIDNE KONSTRUKCIJE


72/92

sadanji trend u arhitekturi je kreiranje zgrada nepravilnih oblika koje konstruktor nee moi svrstati upojedini konstrukcijski sustav

kod prorauna se sukladno mora koristiti vie kombinacija prije pojanjenih konstrukcijskih sustava

napredak u raunalnom hardware-u i software-u doputa konstruktorima priblina prihvatljiva rjeenja za tesloene graevine

Konstrukcijski sustav

cijevi i konstrukcijski

sustav konzolne

reetke postavljeni

jedan preko drugog

cijevni sustav na tri

fasade kombiniran

je s prostornim

okvirom na etvrtoj

fasadi

VISOKE GRAEVINE SADRAJ PREDAVANJA (2.dio)


73/92

http://www.burjkhalifa.ae/

Sustavi za preuzimanje horizontalnih djelovanja Uvod

Geometrijska imperfekcija

Statiki sustavi za vertikalne konstrukcije

Ukrutni sustavi

Naela za dispoziciju vertikalnih ukrutnih sustava

Raspodjela sila na ukrutni sustav

Raspodjela sila na statiki neodreen simetrini ukrutni sustav

Raspodjela sila na statiki neodreen nesimetriniukrutni sustavi

Interakcija ukrutnih sustava za horizontalna i vertikalna djelovanja Ponaanje konstrukcija od zidova

Diskontinuitet u podnoju konstrukcije

Napomene za proraun na raunalu

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJAUVOD


74/92

Za preuzimanje horizontalnih djelovanja vjetar prema EN 1991-4

potres prema EN 1998-1

i njihovo sigurno predavanja na temeljno tlo koriste se konstrukcijski elementi

velike krutosti tzv. ukrutni konstrukcijski dijelovikoji mogu biti: vertikalni - jezgre, zidovi, okviri, itd.

horizontalni - katni diskovi (membrane)

Uinak ukrutnih sustava ovisi o njihovom zajednikom sudjelovanju i o

primjenjenoj kombinaciji razliitih konstrukcijskih dijelova. Prorauni se rade uz uzimanje u obzir geometrijske imperfekcije

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJAGEOMETRIJSKA IMPERFEKCIJA


75/92

Odstupanja od vertikale odnosno imperfekcije prema EN 1992-1-1 to.5.2 semogu uzeti u obzir nagibom,

i:

gdje su:

0osnovna vrijednost

h

redukcijski faktor za duljinu ili visinu:

m

redukcijski faktor za broj elemenata:

l

duljina ili visina

m broj vertikalnih elemenatakoji doprinose ukupnom utjecaju

i 0 h m

h h2 / ; 2 / 3 1l

0, 5 (1 1 / )m m

Izdvojeni elementi s ekscentrinomuzdunom ili poprenom silom

Bez horizontalnogpridranja

S horizontalnimpridranjem

Okvir Stropnakonstrukcija

Krovnakonstrukcija

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJASTATIKI SUSTAVI ZA VERTIKALNE KONSTRUKCIJE


76/92

stat.sustav

Krutost

opruge c

stat.sustav

stat.sustav

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJAUKRUTNI SUSTAVI


77/92

okviri diskovi jezgre sanduasti presjeci sastavljeni od okvira (tube) jezgra-Outrigger sustavi mega sustavi

pojas hrbat

Gredno rjeenje Gredno rjeenje

pojas-okomito nasmjer vjetra

hrbat-u smjerudjelovanja vjetra

Jezgra/zidni

diskovi Cijev

elini

okviri

Outrigger Mega sustavi

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJANAELA ZA DISPOZICIJU VERTIKALNIH UKRUTNIH SUSTAVA


78/92

1. Potrebna su najmanje tri elementa, iji se pravci uinka (djelovanja) ne sijeku u jednoj toki

2. AB konstrukcijski dijelovi trebaju imati to vea vertikalna optereenja da ostanu u tlaku

3. Konstrukcijski elementi imaju se kontinuirano protezati od temelja do krova bez oslabljenja,jer svaka promjena krutosti dovodi do preraspodjele sila i time do dodatnih naprezanja u

stropovima

Dobro

izduenje kod

temperature

Mogua varijanta Stati ki

dovoljno

Dobro

Dobro, ako je jezgradovoljno velika i

torzijski kruta

Loe bez dodatnogzida zbog

ekscentriciteta

dodatni zid


ekscentriciteta

dodatni zid

Mogue, aliveliki

ekscentricitet

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJANAELA ZA DISPOZICIJU VERTIKALNIH UKRUTNIH SUSTAVA


79/92

4. Teite i centar posmika u tlocrtu moraju biti to blii jedan drugom, da ne nastane velikotorzijsko naprezanje uslijed horizontalnih optereenja

5. Raspored po mogunosti simetrian i sa to veim krakom

6. Raspored bez prisila ili s malom prisilom, inae neophodne dilatacije

Dobro

izduenje kod

temperature

Mogua varijanta Stati ki

dovoljno

Dobro

Dobro, ako je jezgradovoljno velika i

torzijski kruta


ekscentriciteta

dodatni zid


ekscentriciteta

dodatni zid

Mogue, aliveliki

ekscentricitet

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJARASPODJELA SILA NA UKRUTNI SUSTAV


80/92

STATIKI ODREEN SUSTAV:

raspodjela sila prema zakonu poluge uzzanemarenje krutosti pojedinihkonstrukcijskih dijelova

STATIKI NEODREEN SIMETRINI

SUSTAV: raspodjela sila od translacije

STATIKI NEODREEN NESIMETRINISUSTAV:

raspodjela sila od translacije i rotacije

(EI)ploa=0(EA)ploa=

(EI)ploa=(EA)ploa=

(EI)ploa=

(EA)ploa=

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJARASPODJELA SILA NA ST.NEODRE. SIMETRINI UKRUTNI SUSTAV


81/92

svi ukrutni elementi imaju afinu deformacijsku sposobnost: mogua je primjena zamjenskog ravninskog sustava

ukrutni elementi imaju razliitu deformacijsku sposobnost: ravninski proraun je mogu samo uvjetno,

jer se raspodjela sila ne moe provesti samo temeljem krutosti

Tlocrt Ravninski zamjenski sustav

Optereenje diska j

OkvirDisk

Tlocrt Ravninski zamjenski sustav

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJARASPODJELA SILA NA ST.NEODRE. SIMETRINI UKRUTNI SUSTAV


82/92

RASPODJELA SILA OD TRANSLACIJE: kada se raspodjela sila moe provesti samo temeljem krutosti

Pojedini pomaci:

Ravnotea sila:

uz silu koja otpada na pojedini element:

i kompatibilnost pomaka na vrhu:

3

11

1

3

22

2

3

23

3

S hu

3 (EI)

S hu

3 (EI)

S hu3 (EI)

iW= S

1 ii 3

3 u (EI)S

h

1 2 3u u u u

ii

(EI)S W

(EI)

i

3

SUSTAVI ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH DJELOVANJARASPODJELA SILA NA ST.NEODRE. NESIMETRINI UKRUTNI SUSTAV


83/92

primjena ravninskog zamjenskog sustava vie nije mogua

Raspodjela sila od

translacije i rotacije

Kod statiki neodreenih ukrutnih sustava nastaju kod:-nesimetrinog rasporeda-djelovanja sila vjetra ekscentrino obzirom na sredite posmika

i sile od pomaka (translacije) i od zakretanja (rotacije).



84/92

(EI)ploa=(EA)ploa=

RASPODJELA SILA OD ROTACIJE Sredite posmika

Horizontalna sila vjetra u z-smjeru:

Moment oko teita:

Iz gornjeg slijedi poloaj sredita posmika

Torzijski moment oko sredita posmika

Sile usljed rotacije

Ravnotea sila

(EI)ploa=(EA)ploa=

0 z,i i y,i iM S y S z

ii

(EI)S W

(EI)

z

*

y,i i*

0y,i

(EI) yy

(EI)

*

z, i i*

0z, i

(EI) zz

(EI)



85/92

RASPODJELA SILA OD ROTACIJE Pomaci vrha u z-smjeru uslijed sile Sz,i :

Pomaci vrha u y-smjeru uslijed sile Sy,i :

Iz jednadbe ravnotee dobiva se odnosizmeu pomaka i momenta:

Pomak proizvoljne toke:

Umetanje izraza za pomake umomentnu jednadbu:

Krutost torzije krivljenja:

Zakretanje kao funkcija krutosti torzijekrivljenja i torzijskog momenta:

3z i

y i3

,

i

,

S hu

E I

3

y i

z i3

,

i

,

S hv

E I

i y i i z i

0 i i3 3

3 u E I 3 v E IM y z

h h

, ,

i i i

i i i

u r cos yv r sin z

2 20 y i z i3 i i3

E I y E I z, ,Mh

0 z,i i y,i iM S y S z

2 2y i z i Mi iE I E I y E I z C, ,

3 3

0 0

2 2

y i z ii i

M h M h1

3 3 E IE I y E I z, ,



86/92

RASPODJELA SILA OD ROTACIJE Pomak vrha od sile odnosno

zakretanja:

Opa jednadba za izraun sila odtorzije:

SUPERPOZICIJA SILA ODTRANSLACIJE I ROTACIJE u y-smjeru:

u z-smjeru:

3z i

i i

y i3

,

,

S hu y

E I

z i i y i3

3

, ,

S y E I h

3

0z i i y i3

3

3, ,

M hS y E I

E Ih

y i i

z i 0

,

,

I yS M

I

z i i

y i 0

z,,

E IS M

E I

trans rot

y i y i y i, , ,S S S

trans rot

z i z i z i, , ,

S S S

INTERAKCIJA URKUTNIH SUSTAVA ZA HORIZONTALNA IVERTIKALNA DJELOVANJA


87/92

Interakcija za horizontalna djelovanja vezni tapovi preuzimaju samo

normalne sile svi elementi imaju jednake horizontalne

deformacije, ali razliite vertikalne

deformacije prijenos vertikalnih i horizontalnih

optereenja potpuno neovisan

Mogue je razmatranje po katovima

Interakcija za i vertikalna djelovanja vezni tapovi mogu prenijeti i normalne i

poprene sile vertikalne i horizontalne deformacije su

jednake vertikalni i horizontalni prijenosi sila su

meusobno povezani (interakcija)

Preraspodjela horizontalnih i vertikalnih

sila je mogua.

Neophodno je modeliranje cijele zgrade

kao prostornog sustav.

INTERAKCIJA URKUTNIH SUSTAVA ZA HORIZONTALNA IVERTIKALNA DJELOVANJA


88/92

Interakcija za horizontalna djelovanja U praksi se ovaj sluaj rijetko javlja zbog

razliitih deformacijskih znaajkipojedinih konstrukcijskih elemenata kombinacija diskova (zidova) i

okvira

Interakcija za i vertikalna djelovanja

primjena ukrutnog sustavaralanjenog diska

Optere-enje

Slobodniokvir

Slobodnidisk

Kombinacija:Okvir+disk

PONAANJE KONSTRUKCIJA OD ZIDOVADISKONTINUITET U PODNOJU KONSTRUKCIJE

U h t li i d t j i lj bi j i liki l biji i k f ij k l


89/92

U hotelima i zgradama za stanovanje u prizemlju su uobiajeni veliki lobiji i konferencijske sale. Stoga se neki zidovi u prizemlju prekidaju.

Kod dva unutranja zida preostala su samo dva rubna stupa.

Zamjenski ekvivalentni ravninski model pola konstrukcije ima samo dva zida,

Zid 1 puni vanjski zid i

Zid 2 djelomino prekinuti unutranji zid.

Za horizontalne akcije fleksibilnost stupova zida 2 ini zgradu bono manje krutom u tom dijelu:

posljedica je velika preraspodjela posminih sila od zida 2 na zid 1 i

neto manja preraspodjela momenata savijanja.

1 2 21

PONAANJE KONSTRUKCIJA OD ZIDOVADISKONTINUITET U PODNOJU KONSTRUKCIJE

J l ij it ij b j i j k t ti t jih id (d b t


90/92

Jo sloenija situacija - zbog jo vie smanjene krutosti unutranjih zidova (dva rubna stupasu puno krua od kratkog sredinjeg zida) dolazi do

velike preraspodjele momenata savijanja sa unutranjeg zida 2 na vanjski zid 1 upresjeku iznad prizemlja i velikih posminih sila u oba smjera

posmine sile u vanjskim zidovima 1 mogu se poveati dva ili vie puta.

2121

PONAANJE KONSTRUKCIJA OD ZIDOVAPRORAUN NA RAUNALU

Dosada smo govorili o osnovnim postupcima za izraun

zid L-oblika: jaka armatura u prizemljugotovo maksimalna doputena (8%poprenog presjeka zida), to nije lakougraditi.


91/92

Dosada smo govorili o osnovnim postupcima za izraun optereenja,

posminih sila i

momenata savijanja

u zidovima visoke zgrade. U sljedeem koraku treba odrediti raspodjelu

naprezanja unutar zida za

izraun potrebne armature i

odreivanje optimalnog razreda vrstoe betona.

Jednostavni pravokutni zidovi s odnosom visina/irina > 5 mogu se proraunati klasinomteorijom savijanja.

Sloeniji zidovi zahtijevaju proraun konanim elementima (FEM).

Idealni konani element za zid je membranski element, pravokutni ili etverokutniravninski element (plane stress element).

Za podruja koncentracije po potrebi treba progustiti mreu elemenata, to ponekadmoe izazvati numerike probleme, divergenciju zbog koje model zakazuje.

Alternativno se umjesto FEM prorauna moe rabiti zamjenski analogni okvirni proraun, koji

opet moe biti neto sloeniji od veine runih proraunskih postupaka.


92/92

Tornjevi, dimnjaci, jarboli,vjetroelektrane

SPECIJALNE INENJERSKE GRAEVINE

SLJEDE

E PREDAVANJE

Documents

01 SIG Visoke Gradjevine 15