2015.

SVEUČILIŠTE U RIJECI GRAĐEVINSKI FAKULTET

STRUČNI STUDIJ ZAVOD ZA PROMETNICE, ORGANIZACIJU I TEHNOLOGIJU

GRAĐENJA I ARHITEKTURU

ARHITEKTONSKE KONSTRUKCIJE I

2

• Temelji – konstruktivni dijelovi zgrada koji prenose opterećenja građevine na tlo tako da deformacije i pomaci građevine ili njezinih dijelova zbog prekoračenja dopuštenog opterećenja ili zbog zbijanja rahlog tla ostanu u granicama koje ne ugrožavaju njezinu stabilnost i funkcionalnost

• Građevina, temelji i tlo – konstruktivna cjelina - vrsta temeljenja ovisi o tipu, veličini građevine i vrsti i karakteristikama tla

• Utvrđivanje karakterstika tla – ispitivanja tla

• Dobro: kompaktne stijene, šljunak, pijesak, les (prapor), glina, ilovača, ako 3m ispod temeljnog tla i bez klizanja

• Loše: organski mulj, treset, humus, nehomogeno nasuto zemljište, živi pijesak, kosi slojevi stijena na glini, trošne stijene

• Uvijek ukloniti površinski trošni sloj – humus, šljunak...

• Utvrđivanje stanja terena – sondiranje, ispitivanje i pokusno opterećenje

• Prapovijest – temeljenje građevina, posebno zahtjevno sojenica – šipovi

• Stari vijek – Indija, Mezopotamija, Egipat, Rim… kvaliteta izgradnje

Klasične metode temeljenja:

• Plitki temelji na dobrom tlu

• Drveni piloti za teže građevine ili na slabom tlu, u vodi...

• Drveni sanduci i roštilji za temelje u vodi ili slabom tlu

Svojstva tla: • Porozan medij, nakupina krutih

čestica različitih oblika i veličine, između prostori

• Manja poroznost – manja deformabilnost

• Mijenjanje svojstava tla – istiskivanje vode, npr. zbog građevinskih radova – krupnozrnato tlo brže promjene, sitnozrnato sporije – godinama

• Prilagođavanje strukture tla promijenjenom opterećenju – konsolidacija tla

• Odabir i projektiranje temelja – usporedba karakteristika tla i modela građevina

• Npr. odabir manje ili više elastičnih temelja

• Nejednoliko uslojeno tlo – nejdnoliko slijeganje

• Naginjanje i pucanje zgrade

Tlo • Ravnoteža • Posebno nagnute plohe • Lako dolazi do poremećaja

karakteristika tla

• Nosivost • Oblik ploha… • Klizišta… • Podupiranje strmih i vertikalnih iskopa

• Deformacije tla • Sa i bez promjena naprezanja

• Promjene volumena – promjene u

količini vlage npr u glinama • Tlo buja, smanjuje se čvrstoća

• Stabla – promjene u vlazi tla ovisno o

godišnjem dobu

Svojstva tla • Stišljivost • Bujanje • Propusnost za vodu • Čvrstoća • …

Stabilnost • Veći nagib – teže se održava ravnoteža

• Male promjene – klizanje

• Oborine • Otapanje snijega • Geološki proces • Zahvati u prostoru

Svojstav i klasifikacija tla • Zrnata struktura

• Broj kontakata – veličina zrna,

zbijenost, granulacija

• Naprezanje ovisi od točke do točke čestica

Zrak ili voda u porama • Zrak - stišljivost pora u pravilu veća od

stišljivosti zrna • Voda - stišljivost vode manja od stišljivosti

zrna – promjene volumena – izbacivanje vode

• Vremenom sve više opterećenja preuzimaju zrna, a manje voda

• Smanjenje nosivosti tla – konsolidacija tla – prenošenje naprezanja s vode na skelet

• Za sitnozrnata tla – i višestotina godina

• Pijesak – konsolidacija prati promjenu opterećenja

Voda u tlu • Razina podzemne vode • Ispod sve pore ispunjene vodom • Kapilarna voda – posebno u

sitnozrnatom tlu

• Količina vode varira tijekom godine • i promjenom namjene

• Podzemna voda – horizontalna – tlo mijenja svojstva promjenom razine vode

• Nagnuta – mijenjanje smjera silnica

• Vertikalno gore – podiže tlo – lebdenje zrna – hidraulički slom tla

Smrzavanje vode

• Lokalna vlačna naprezanja i kapilarno upijanje vode iz dubina

• „leće leda” – koncentrirane zone leda • Podizanje površine i za 30 cm • Otapanje vode i nastajanje blata pod

pritiskom

Slom u opterećenom tlu

• Npr. ispod temelja

• Slom tla - slijeganje pod opterećenjem i izdizanje tla oko zone sloma

Utjecaj • Dubina • Širina baze temelja • Kut silnica

Dubina temelja: • Sezonski utjecaji u tlu – temelji moraju biti

ispod te dubine • Npr. dubina smrzavanja u primorju 40 cm,

kontinentalni prostor 80cm, planinski 140cm

• Blizina korijenja – pritisak tla • Slojevi tla – nisu uvijek homogeni –

potrebno ispitivanje • Opasnost od klizanja tla

Opterećenja: • Vertikalna – stalna i povremena • Vjetar – horizontalno pomicanje, prevrtanje, podizanje • Nagle pojave – potresi • Tlak okolne mase tla, vode • Povlačenje vlačnih konstrukcija

[Ching]

Slijeganje • Konsolidacija tla ispod zgrade,

pod utjecajem težine zgrade • Smanjenje pora koje sadrže vodu

ili zrak

• Temelji trebaju osigurati najmanje ili ravnomjerno slijeganje

• Opterećenja koja se stvaraju u tlu ne smiju biti veća od dopuštenih

• Neravnomjerno slijeganje

[Ching]

Temelji: • Plitki • Duboki • Kompenzirani (plivajući)

Izbor ovisi o: • Karakteristikama tla, • Karakterisitkama građevine • Mogućim utjecajima na okolne

građevine • Razine podzemne vode

Plitki temelji: • Prenose opterećenje građevine na

malu dubinu ispod površine tla • Dobro, zdravo tlo, • Podnošljiv nagib ili slijeganje pod

opterećenjem • Najčešće i najjeftinije Vrste: • Temelji samci – ispod svakog

konstruktivnog nosivog elementa posebno, pa povezani međusobno gredama

• Temeljni nosači, grede – povezuju nekoliko stupova - protugrede

• Trakasti temelji, temeljne trake – ispod zidova i stupova, kontinuirani

• Roštilj – veća opterećenja i bolja povezanost,

• Temeljne ploče – opterećenje zgrade ispod cijele površine - protuploče

Plitko, obično ili jednostavno temeljenje: Temelji zalaze u tlo 70-200cm Ispod podruma još 50-60cm

Temeljna stopa – proširenja ispod temelja Podnožja, podnožni zidovi, sokli – zidovi iznad terena, a ispod prizemlja

Ili klinkera Ovi temelji se danas ne rade, povijesni temelji, u starim zgradama

Obični beton, betoniranje u slojevima, svaki sloj nabijen ili vibriran Danas sve rjeđe

Betoniranje temelja u oplati Niska obostrana oplata – obično

Temeljna stopa • Raspoređuje opterećenja na širu

površinu

Armirani temelji • Vlačna armatura pokrivena 15cm betonom s

gornje strane • Općenito armatura pokrivena najmanje 7,5cm

[Ching]

[Ching]

Armiranobetonska ploča • Pod

• Armirana u sredini visine • Dodatak vlakna - staklena, čelična,

polipropilenska

• Brtvljene prekida i prodora • Konstrukcijski prekidi • Dilatacijski prekidi

[Ching]

Kompenzirani temelji: Tlo nedovoljne nosivosti S podzemnim prostorijama – težina iskopanog tla i uzgon podzemne vode preuzimaju dio opterećenja Meko tlo • Plutajuće temeljenje –

kompenzirano temeljenje • Podrumske etaže lake • Nasipi i učvršćivanje tla

• Težina iskopanog terena veća od mase zgrade

Temelj samac

Podložni beton –

mršavi beton

[Ching]

• Duljina stepenice najmanje 60cm

• Visina najviše 60cm

[Ching]

Povijesne vrste temelja za nepovoljna tla

Radovi na postojećim temeljima

[Ching]

Duboki temelji: • Prenose opterećenje u veću dubinu

do sloja koji može preuzeti opterećenje

• Vrste: masivni i raščlanjeni temelji • Masivni duboki temelji: za male

površine i velika opterećenja – baze mostova...

• Raščlanjeni duboki temelji: zbog karakteristika tla

Duboki masivni temelji: • Iskopani u otvorenoj građevnoj jami – kada

postoji dovoljno prostora oko mjesta građenja za izradu kosina, voda se može odvoditi

• Iskopani u jami s vertikalnim razuptim stijenama (žmurje)

• Zidanjem na površini terena i spuštanjem na potrebnu dubinu, potkopavanjem

Jama pod zaštitom žmurja – kada nema prostora za kosine Žmurje – drvena oplata, za manje radove, Obično čelično žmurje – razupire se kako napreduju iskapanja I profili i ispune (drvene, betonske...

Bunari ili kesoni: Zidaju se na površini i spuštaju ukopavanjem Bunari – kopanje grabilicom Kesoni – radna komora pod pritiskom – teški uvjeti rada, potrebna dekompresija

Piloti (šipovi): Stupovi od čvrstog materijala koji prenose sile na dublje slojeve tla Ekonomičnije od masivnog temeljenja, posebno u prisustvu visokih voda - Prije drveni piloti - Danas – beton, čelik... - Razvoj tehnike bušenja Prijenos sila: Vrhom, Plaštom, Kombinirano Djelovanje na tlo – zbijeno tlo, poboljšanje karakteristika tla

Izrada: • Gotovi piloti – drvo, čelik, beton, a.b., dr. • Zabijanjem čeličnih kalupa i

ispunjavanjem betonom, šljunkom ili pijeskom, izvlačenje kalupa

• Bušeni pa ispunjeni betonom ili dr. • Utisnuti ispod postojećeg temelja radi

konsolidiranja (visina 50-75cm, utisnuti hidrauličnim prešama)

• Posebne vrste

Djelovanje – samostalno ili u grupi – povezani naglavnom konstrukcijom Nosivost grupe je manja od zbroja nosivosti pojedinih pilota zbog preklapanja djelovanja Važniji je međusobni razmak nego dubina

Čelik: • Profili koji se naknadno ispunjavaju betonom, • Zaštita od urušavanja pri izradi betonskih pilota

bušenjem • Problem korozije – premazi, katodna zaštita,

legirani čelici • Vučene cijevi i valjani profili koji se spajaju

zavarivanjem, • Vlačna i tlačna čvrstoća, • Zatvoreni ili otvoreni vrh • Ispunjavaju se betonom radi smanjenja korozije • 30-75cm širine • Zavarena bočna krila radi boljeg prijanjanja tlu

ako je potrebno

Beton: za pilote izrađene u tlu Armirani beton: Zabijanje, izrađeni u tlu, bušeni piloti 45x45-64x64cm, do 15-30m Bolje duži nego kraći – pile se Prednapregnuti beton: Lakši, bušenje i postavljanje elemenata Veći promjer – središnja šupljina Vrh – ojačan, s mlaznicom Duljina 75m i više

Drvo: • U uvjetima stalne vlage (u vodi) • Elastičnost, duljina, mogućnost produženja, • Propadanje – izmjene vlage, insekti,

razdvajanje vlakanaca pri zabijanju • Crnogorično drvo 20-45cm, d 25m,

bjelogorično (hrast, bukva) 60 cm, do 20m • Vrh pilota se zaštićuje metalnim okovima,

glava pilota se okuje metalnim prstenom protiv rascvjetavanja

Piloti izrađeni bušenjem u tlu: Bušenje, postavljanje armaturnog koša, betonska ispuna Različiti postupci i tipovi Mogu se izrađivati i koso

Zabijeni piloti izrađeni neposrednu u tlu • Zabijanje čeličnih cijevi u tlo, ispuna

betonom, izvlačenje cijevi • Različiti postupci i tipovi

Utisnuti piloti: Obično za sanaciju, Duljine 50cm

Posebne vrste pilota: Piloti u obliku svrdla Čelični profili s vrhom u obliku svrdla, prenose velike sile

mikroštapovi

Keller Fondazion

Posebne vrste pilota: Šljunčani piloti – poboljšavaju svojstva tla, kratki, formiraju se zabijanjem cijevi, ispunjavanjem šljunkom i izvlačenjem cijevi

Veza pilota i konstrukcije:

Prefabricirani temelji kutije

Temeljenje u vodi ili moru: Složeno Armiranobetonska konstrukcija koja se izvodi na kopnu pa se dovodi do pozicije Opterećivanjem se spušta na dno – npr. morem Temelj – bunar ili keson Zatim se ispunjava prostor između temelja i konstrukcije – specijalnim betonima ili sl.

• Tehnička enciklopedija, Leksikografski zavod Miroslava Krleže, Zagreb, 1963.-1997. • Francis D. K. Ching, Building Construction Illustrated, Wiley, New Jersey, USA, 2014. • Andrea Deplazes (eds), Constructing Architecture: Materials, Processes, Structures: a

Handbook, Darch Eth, 2008.

• Peulić, Đ., Konstruktivni elementi zgrada,

• Neufert: Elementi arhitektonskog projektiranja, Golden marketing, Zagreb 2002.

• Vrkljan Z.: Oprema građevnih nacrta-izvedbeni nacrti, Zagreb 1965.

• Štulhofer, A. i Veršić, Z.: Crtanje arhitektonskih nacrta: Pribor i osnove, Zagreb, 1998.

• Paola Gallo, Le strutture di fondazione - Laboratorio di Tecnologia dell’Architettura, Elementi di tecnologiia dell’archiitettura, Università degli studi Firenze, 2012-2013

• Luca Venturi, Le fondazioni, Elementi di tecnologia dell’archiitettura, Università di Bologna, 2007-2008

• http://sicurezzalavoro.comune.firenze.it, www.apos.hr, http://www.gp-krk.hr/...

• Zakonska regulativa

• Proizvodni programi građevnih proizvoda