ARMIRANOBETONSKI LUKOVI

V.pred. mr. sc. V. Herak Marovi, d.i.g.

ARMIRANOBETONSKE KONSTRUKCIJE

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 2

GREDA LUK

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 3

- Armiranobetonske lune konstrukcije rabe se za krovne vezae srednjih i velikih raspona na industrijskim, sportskim i drugim objektima, te esto u graenju mostova.

- Velika vrstoa gradiva i usavreni postupci izvedbe omoguili su smanjenje teine lunih konstrukcija i bitno poveanje njihovog raspona.

- Za raspone l = 50 - 300 m ekonominiji su u odnosu na druge strukture, a maksimalni raspon izvedenih lukova je cca 500 m.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 4

- TIPOVI LUKOVA:

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 5

- Lukovi su nosive strukture koje po svojoj prirodi tlanim naprezanjima prenose do oslonaca ili temelja sva djelovanja. Na taj nain je najbolje iskoriteno svojstvo betona kao materijala, te je oduvijek lukom bilo mogue premostiti velike otvore.

- Da bi se iskoristilo to svojstvo potrebno je optimalno odabrati oblik osi luka.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 6

OBLIKOVANJE OSI LUKA

- Oblik osi luka uzima se tako da to bolje odgovara tlanoj liniji dobivenoj od stalnog tereta.

- Kad je strelica luka f l/4 l/2, gdje je l raspon luka, osi luka treba dati oblik parabole II reda, a kad je strelica luka f < l/4, daje joj se kruni oblik.

- Odnos izmeu visine i presjeka luka i raspona obino se odabire u iznosu:

- Vano konstrukcijsko obiljeje lukova je injenica da predaju u osloncima znatne horizontalne potiske pa se zahtijeva dobra nosivost tla (stijena) ili se sila mora preuzeti zategom.

- Kod lukova bez zatege mora se omoguiti prijenos horizontalne reakcije luka preko temelja na tlo.

hl

do= 130

140L L

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 7

STATIKI SUSTAVI LUKOVA

- Lukovi se izvode kao jednozglobni, dvozglobni, trozglobni i upeti, a mogu biti sa zategom ili bez nje:

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 8

IZVEDBA LUKOVA

- Prije su se lukovi izvodili na licu mjesta kao monolitne konstrukcije na fiksnim drvenim skelama to je esto bilo vrlo sloeno, skupo i dugotrajno.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 9

- U traenju ekonominih i brih rjeenja ponekad su se lukovi armirali krutom armaturom koja je imala i funkciju skele, umjesto betonskim elikom.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 10

- Bru i racionalniju izvedbu luka omoguio je Konzolni postupak.

- Izvedba luka konzolnim postupkom na licu mjesta - fiksna skela (ibenski i Paki most):

11

- Danas prevladava montana gradnja od predgotovljenih segmenata ili gradnja na licu mjesta pominom skelom konzolnim postupkom, uz uporabu kosih prednapetih natega.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 12

TIPOVI POPRENIH PRESJEKA

- Da bi se smanjile velike povrine poprenih presjeka, a time i velike teine luka, rade se profilirani popreni presjeci. Nastoji se za jednake povrine betona poprenog presjeka, postii veu krutost:

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 13

ARMIRANJE LUKOVA

- Lukovi se armiraju dvostrano za prijenos momenata savijanja i tlane sile. Zategom i vjealjkama preuzimaju se vlane sile.

- Tlana armatura na konveksnoj strani luka i vlana armatura na njegovoj konkavnoj strani imaju tendenciju izlaska iz presjeka luka, pa se zato vezuju sponama za masu luka:

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 14

- Spone kod lukova izvode se uvijek zatvorene. Kod irokih pravokutnih presjeka potrebno je staviti dodatne spone:

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 15

LUKOVI SA ZATEGOM

- Zatega luka koja prima vlanu silu moe biti od armiranog betona, profiliranog elika ili od prednapetog betona. Da bi zatega dobro funkcionirala treba je usidriti u vor.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 16

Tipovi usidrenja zatege:

(a) Detalj usidrenja pri manjim rasponima. Treba nastojati da vei dio armature zatege zahvaa vor iza sjecita sustavne linija (toka A), a ostatak uvijek iza unutranjeg lica stupa. Armaturu je potrebno blago savijati sa to veim radijusom zakrivljenosti. Na pregibe zatege postavlja se gua razdjelna armatura, za prihvaanje sila cijepanja.

(b) Detalj usidrenja zatege u vijenac. Ovaj nain omoguuje dovoljno usidrenje i jednostavnu izvedbu.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 17

(c) Sve sustavne linije se ne sijeku u toci A. Os zatege sputena je u toku B. Ovakav detalj olakava izvedbu vora, a pritom se neznatno mijenja naponsko stanje. S estetskog gledita ovaj nain usidrenja je vrlo povoljan.

(d) U najkompliciranijim okolnostima dobro je rabiti plou za sidrenje koja moe biti uvuena u beton. ipke zatege privruju se na plou maticama.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 18

VREMENSKE DEFORMACIJE ARMIRANOBETONSKIH LUKOVA

- Za lukove veih raspona i vee smjelosti (odnos l/f) mogu se pojaviti neeljene posljedice zbog elastinih i plastinih deformacija betona. Te deformacije izazvane optereenjem i skupljanjem betona, smanjuju strelicu luka, to ima za posljedicu rast tlanih napona u luku, a time i poveane deformacije koje rastu s vremenom.

- Prvi je to uoio Freyssinet na svom mostu kod Veurdrea (1907.-1910.) u Francuskoj (most se sastoji od tri trozglobna luka l=72.5 m i f/l=1/15). Tada nije bilo poznato svojstvo betonske konstrukcije da se plastino deformira. On je tada prvi puta primjenio postupak kompenzacije sustava i ukljuenjem hidraulikih prea u tjemenu luka podigao luk u tjemenu (poveao strelicu luka) i dao luku nadvienje za plastino deformiranje koje se jo moe oekivati. Danas je to uobiajeni postupak u mostogradnji.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 19

Izvedba luka konzolnim postupkom (monolitno s pominom skelom):

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 20

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 21

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 22

ARMIRANOBETONSKE REETKE

23

- Za raspone vee od 18 m i kad se raspolae velikom slobodnom visinom za izradu konstrukcije, povoljni su armiranobetonski reetkasti nosai.

- Nali su svoju primjenu osobito u montanom nainu graenja od predgotovljenih elemenata (danas imamo na raspolaganju snane dizalice).

- Omoguuju utedu elika i do 40%, ali je ukupna cijena kotanja priblino 15% vea u usporedbi s elinim reetkastim nosaima (visoka cijena oplate i znatno vei utroak rada).

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 24

- Oblik armiranobetonske reetke daje se prema obliku krova. Najpovoljniji oblik gornjeg pojasa je viekutni ili luni (pribliuju se tlanoj liniji). Rade se jo trapezni i trokutni oblici reetkastih nosaa:

25

- Visina reetke u sredini raspona uzima se obino 1/6 1/8 raspona.

- tapovi reetke su redovito pravokutnog poprenog presjeka, po mogunosti svi jednake irine, radi lake izrade reetke u horizontalnom poloaju.

- Reetke se izrauju bez prednapinjanja ili s prednapinjanjem vlanih tapova (donji pojas, dijagonale).

- Reetke se izrauju kao cijeli nosai (najracionalnije je ako se rade na poligonu u blizini mjesta graenja) ili u dijelovima koji se spajaju.

- Za izradu ovih nosaa rabi se kvalitetan beton C 25/30 i elik visoke vrstoe, kako bi se postigla to manja vlastita teina.

- U proraunu se koriste poznati postupci teorije reetkastih nosaa. Pretpostavlja se zglobna veza tapova reetke u vorovima, prevladava uzduna sila u tapu, a eventualni lokalni momenti u tapovima reetke se zanemaruje. Globalni moment savijanja prenosi se tlanim i vlanim pojasom reetke, a poprene sile se prenose preko tlanih i vlanih dijagonalnih i vertikalnih tapova ispune.

- Reetkasti nosai se armiraju po pravilima armiranja konstrukcija naprezanih aksijalnim silama.

- Zbog velike koliine armature, posebno u donjem pojasu, mogu se pojaviti pukotine pa se preporuuje uporaba rebrastog elika ili prednapete armature. Nastavljanje armaturnih ipki u donjem pojasu izvodi se zavarivanjem.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 26

DETALJI ARMIRANJA VOROVA

vor A

- Armatura donjeg pojasa sidri se oko leajnog vora u tlani pojas ili preko ploe za sidrenje iza osi leaja. Usidrenje vlane armature u vor leaja izvodi se preko ploe za sidrenje. Tlana armatura (gornji pojas) obuhvaa sjecite sustavnih linija i sidri se u donji pojas. vor se osigurava kosim zatvorenim sponama promjenjive duine.

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 27

- Armatura donjeg pojasa prolazi kroz srednji vor bez prekidanja, dok armatura vertikale obuhvaa armaturu donjeg pojasa zatvorenim ipkama(oblik spone). Armatura iz dijagonale obuhvaa sjecite sustavnih linija i sidri se u donji pojas.

vor B

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 28

- Kroz srednji vor gornjeg pojasa armatura prolazi bez prekida. Armatura vertikale obuhvaa armaturu gornjeg pojasa zatvorenim ipkama, dok armatura iz dijagonale obuhvaa sjecite sustavnih linija i sidri se u gornji pojas. vorove reetke valja osigurati dodatnim ipkama u obliku slova L i dodatnim sponama.

vor C

mr. sc. V. Herak-Marovi, 2006/07 29

- Openito, konstruiranje armature u vorovima reetke mora biti takvo da se osigura monolitnost i krutost uz to jednostavniju izvedbu, a kakvoa betona i njegova ugradnja takvi da se dobije kompaktan i gust beton.

- Neke preporuke za odabir tipa nosaa:

12 < l < 15 m - najekonominiji su puni prednapeti nosai

18 < l < 24 m - jednako su ekonomini prednapeti puni nosai i reetkast nosai

24 < l < 30 m - ekonominiji su reetkasti nosai s prednapinjanjemdonjeg pojasa