11 2 Nosivi Sustavi

7/24/2019 11 2 Nosivi Sustavi

1/48

Metalne konstrukcije III 10. predavanje

Prof. Dr. Sc. Darko Dujmovi

Sveuilite u Zagrebu/Graevinski fakultet/ Zavod za konstrukcije/ Katedra za metalne konstrukcijehttp://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3

Nosivi sustavi
http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3


2/48

Prof.dr.sc. Darko Dujmovi

Graevinski fakultet Zagreb

Zavod za konstrukcijeKatedra za metalne konstrukcije

http://www.grad.unizg.hr/predmet/metkon3

2


Nosivi sustavi

Prof. dr. sc. Darko Dujmovi

Svrha ovog poglavlja je objanjenje kompliciranog ponaanja konstrukcijana jednostavan i shvatljiv nain.

Vano uoiti povezanost i odnos izmeu nosive strukture ioblika te strukture.

Potrebno je razbiti predrasude da se jedna tehnika disciplina visoke

razine, kao to je konstruktorstvo, ne moe prikazati i objasnitinajednostavan i slikovit nain.

Literatura:

Separat: Nosivi sustavi

Predavanje

Androi, B.; Dujmovi, D.; Deba, I.: Metalne konstrukcije 4,IA Projektiranje, Zagreb, 2006.

Svrha/podruje dananjeg predavanja:


3/48





3


Nosivi sustavi


1. Podjela nosivih sustava - tipovi konstrukcija:

1.1 Sustavi ovisni o obliku

1.2 Reetkasti sustavi1.3 Sustavi ovisni o poprenom presjeku - krutosti na savijanje1.4 Ploni sustavi

1.5 Viekatne graevine2. Konstrukcijski elementi za izvedbu razliitih tipova konstrukcija:

2.1 Valjani profili

2.2 Zavareni profili

2.3 Profili sa nadvienjima2.4 Cijevi i jako zakrivljeni nosai2.5 Uad2.6 Platna

Sadraj dananjeg predavanja:


4/48





4


Nosivi sustavi


1. Podjela nosivih sustava

1. Nosivi sustavi ovisni o obliku konstrukcije pod raznim utjecajima(FORM ACTIVE STRUCTURES),

2. Reetkasti nosivi sustavi ili linijski tlano-vlani sustavi konstrukcija(VECTOR ACTIVE STRUCTURES),

3. Nosivi linijski sustavi ovisni o poprenom presjeku ili tapni sistemi koji nose

putem aktiviranja otpornosti poprenih presjeka na sve vrste unutarnjih sila(SECTION ACTIVE STRUCTURES),

4. Ploni nosivi sustavi ovisni o poprenom presjeku(SURFACE ACTIVE STRUCTURES),

5. Nosivi sustavi visokih zgrada; sistemi koji nose preteno prostorno t.j.

aktiviranjem otpornosti skoro svih dijelova nosivog sustava spojenih u jednucjelinu (HEIGH ACTIVE STRUCTURES)


5/48





5


Nosivi sustavi


1.1 SUSTAVI OVISNI O OBLIKU

Sustavi ovisni o oblikuFleksibilni konstrukcijski sustavi, popustljive prirode, u kojimaje preraspodjela sila odreena specifinim oblikom ikarakteristinom stabilizacijom.

Sustavi pod jedinstvenim naponomOsnovne komponente su primarno izloene normalnimnaponima, ili tlanim ili vlanim.

Tipine konstrukcijske znaajkeLananica, tlana linija, krunica.


6/48





6


Nosivi sustaviProf. dr. sc. Darko Dujmovi

1.1 SUSTAVI OVISNI O OBLIKU

a) Kabelske strukture

b) Platna

c) Pneumatske strukture

d) Lukovi


7/48





7



1.2 REETKASTI SUSTAVI

Reetkasti sustaviKonstrukcijski sustavi sastavljeni od ravnih konstrukcijskihelementa, kod kojih je preraspodjela sila odreena vektorskomravnoteom, npr. viesmjernom podjelom sila u voru.

Sustavi s meudjelovanjem tlaka i vlakaKonstrukcijski elementi (pojasnice i ispuna) su izloeni jednimdijelom tlaku, a drugim dijelom vlaku.

Tipine konstrukcijske znaajkeTrokut, vorni spoj.


8/48





8



1.2 REETKASTI SUSTAVI

a) Ravninske reetke

b) Zakrivljene reetke

c) Prostorne reetke


9/48





9



1.3 SUSTAVI OVISNI O POPRENOM PRESJEKU

Fleksijski kruti sustaviKonstrukcijski sustavi sastavljeni od ravnih konstrukcijskihelementa ukljuujui i njihovu kompaktnu formu (ploe).Preraspodjela sila odreena je aktiviranjem unutarnjih sila imomenata.

Sustavi u savijanjuKonstrukcijski elementi su primarno izloeni savijanju, tj.unutarnjem tlaku, vlaku i posmiku.

Tipine konstrukcijske znaajkePopreni presjek, kontinuiranost volumena.


10/48





10



1.3 SUSTAVI OVISNI O POPRENOM PRESJEKU

a) Nosai

b) Okviri

c) Rotilji

d) Ploe


11/48





11



1.4 PLONI SUSTAVI

Konstrukcijski sustavi sa aktivnim plohamaFleksibilni konstrukcijski sustavi koji imaju otpornost na tlak,vlak i posmik. Preraspodjela sila odreena je otpornouplohe i njenim specifinim oblikovanjem.

Sustavi u uvjetima membranskog naprezanjaKonstrukcijski elementi su primarno izloeni membranskomnaprezanju, tj. naponu koji djeluje paralelno sa povrinom.

Tipine konstrukcijske znaajkeKonstrukcija koja ograuje prostor, plona konstrukcija.


12/48





12



1.4 PLONI SUSTAVI

a) Ploasti sustavi

b) Naborane ploaste konstrukcije

c) Ljuske


13/48





13



1.5 VIEKATNE GRAEVINE

Visoki konstrukcijski sustaviKruti konstrukcijski sustavi sastavljeni od krutih dominantnovertikalnih elementa kod kojih je preraspodjela sila odreenaspecifinom otpornou visokih graevina.

Sustavi u sloenim uvjetima naprezanjaKonstrukcijski elementi (stupovi, nosai i stabilizacije) upravilu su izloeni sloenim razliitim i promjenjivim silama.

Tipine konstrukcijske znaajkePrikupljanje i prenos optereenja, stabilizacija.


14/48





14



1.5 VIEKATNE GRAEVINE

a) Rasterske b) S platom

d) Mostovske

c) S jezgrom


15/48





15



2. KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI ZA IZVEDBU

RAZLIITIH TIPOVA KONSTRUKCIJA

2.1 Valjani profili


2.3 Profili sa nadvienjima

2.4 Cijevi i jako zakrivljeni nosai2.5 Uad2.6 Platna


16/48





16



2.1 Valjani profili

Pregled valjanih profila dan je u knjizi:

Deba, I., Androi, B., Dujmovi, D.:

Metalne konstrukcije 3


17/48





17





18/48





18



2.3 Profili s nadvienjima

Dobivaju se zagrijavanjem valjanih ili zavarenih profila

A

A

A - A


19/48





19



2.4 Cijevi i jako zakrivljeni nosai

Rade se prema narudbi Savijanje cijevi i nosaa se radi u radionicama

Izrada zakrivljenih nosaa

savijanje u toplom ili hladnom stanju

Izrada cijevi

toplim savijanjem ili

valjanjem tekih elinih ploa te zavarivanjem


20/48





20




Savijanje nosaa


21/48





21




Izrada cijevi toplim savijanjem


22/48





22




Izrada cijevi iz tekih elinih ploa


23/48





23




Izrada cijevi iz tekih elinih ploa


24/48





24




Zakrivljeni nosai


25/48





25




Zakrivljeni nosai

2 4 C


26/48





26




Zakrivljeni nosai

2 5 U d


27/48





27



2.5 Uad

Detaljnije u separatu Visee konstrukcije

Sastav ueta

2 5 U d O i j i


28/48





28



2.5 Uad - Osnovni pojmovi

1. ica

a) Valjanje

b) Hladno

izvlaenje

Proizvodnja ica i zaostali (vlastiti) naponi

2 5 U d O i j i


29/48





29




2. Snop ica (sajla)

Sastav sajle (snopa ica)

2 5 U d O i j i


30/48





30




3. Ue

Sastav ueta

2 5 U d O i j i


31/48





31




4. Kabel

Kabel od paralelnih ica

Politilenska obloga

Zatitna ispuna

Prema

izboru

Prednapregnute ice

2 5 U d O i j i


32/48





32




4. Kabel

Kabel od snopova ica (sajli)

Politilenska obloga

Graninik

Prema

izboru

Snop ica (sajla)

Cementna ispuna (mort)

2 5 U d O i j i


33/48





33




4. Kabel

Zatvoreni kabel

ice S poprenog presjeka

ice krunog poprenog presjeka

ice trapeznog poprenog presjeka

2 5 Mehanike karakteristike kabela


34/48





34



2.5 Mehanike karakteristike kabela

Kabeli od paralelnih ica E = 200 000 N/mm2

Zatvoreni kabeli E = 160 000 N/mm2

Kabeli od sajli E = 150 000 N/mm2

2 5 Raunski izrazi za nosivost kabela


35/48





35



2.5. Raunski izrazi za nosivost kabela

Povrina poprenog presjeka2

m

4

dA f

d- promjerueta

f - koeficijent ovisan o tipu kabela

Vlana otpornost (sa sidrenom napravom)

u a s m uF k k A f

Raunska vlana otpornost

u

Rd

M

FF

ka

- koeficijent ovisan o sustavu sidrenja

ks

- koeficijent ovisan o tipu kabela

M

parcijalni faktor sigurnosti

2 6 Tehnika platna


36/48





36



2.6 Tehnika platna

Tehnika platna ili membrane razlikuju se obzirom na:

Tipove vlakna:

visokovrsta poliesterska vlakna

staklena vlakna Izradu povrine obino ostvarene tkanjem

Vrstu nanoenja slojeva:

mekani PVC kod poliesterske mree vlakanaca

PTFE kod staklene vlaknaste mree

2 6 Tehnika platna


37/48





37



2.6 Tehnika platna

Membrana se sastoji od dva dijela:

1. Nosivi dio VLAKNASTO TKIVO (tkanina)

2. Zatitni dio POLIMERSKI SAVITLJIVI SLOJ

2 6 Tehnika platna


38/48





38



2.6 Tehnika platna

Uloga pojedinih dijelova membrane:

VLAKNASTOG TKIVA (tkanine)

zadueno za postizanje odreene vrstoe na vlak

POLIMERSKOG SLOJA

zatita tkanine od vode i utjecaja iz atmosfere

zatita tkanine od ultravioletnih zraka

osiguranje mehanikog kontinuiteta

2 6 Tehnika platna


39/48



Zavod za konstrukcije

Katedra za metalne konstrukcije




2.6 Tehnika platna

Membrane se mogu klasificirati u razliite klase

Svaka klasa karakteriziranaje:

odreenim tipom vlakna

vlanom vrstoom fizikalnim i kemijskim svojstvima

otpornou obzirom na poar itd.

2 6 Tehnika platna


40/48








2.6 Tehnika platna

Ovisi o vrsti vlakna koje se primjenjuje

Kod vlakna se razlikuje:

materijal od kojeg je vlakno nainjeno

broj vlakna istoa vlakna

vrsta tkanja

2 6 Tehnika platna


41/48








2.6 Tehnika platna

Klasino vlaknasto tkivo Najvie u primjeni:o vlaknasta tkiva kod kojih su vorovi ostvareni pomou

zamrenih vlakana

Vlakna dijelimo na:

o uzduna u smjeru tkanjao poprena okomita na taj smjer

Struktura vora blokira uzduna i poprena vlaknastabilnost tkiva

Problemi nosivosti u uzdunom i poprenom smjeruNE MOGU SE PROMATRATI ODVOJENO!

1. VLAKNASTO TKIVO

2 6 Tehnika platna


42/48








2.6 Tehnika platna

Novija istraivanja vlaknastog tkiva Postoje i tipovi vorova gdje se vlakanca kriaju u ravnini

o za poliesterska vlakna koja se oblau sa PVC

Veziva sa otvorima u voru od 3 6 mm (iroki vor) savlaknima veih poprenih presjeka

o dobivaju se membrane visoke vrstoe za posebne namjene

Triaksijalni vor vlakna zapletena pod kutevima od 60

o poveava se otpornost na posmik i vlak

Vlaknasta tkiva sa proizvoljnom orijentacijom vlakana

1. VLAKNASTO TKIVO

2 6 Tehnika platna


43/48








2.6 Tehnika platna

Izbor materijala za vlakna:

Poliamidi (NYLON)

Poliesteri (DACRON) Staklo (FIBRGLASS)

Kompoziti (KEVLAR)

1. VLAKNASTO TKIVO

2 6 Tehnika platna


44/48








2.6 Tehnika platna

Za svojstva membrane vrlo je vaan nain premazivanja vlaknastogtkiva

Naini premazivanja:

1. Tekui PVC se stavlja sa obje strane tkanine koja se nakon togapee na visokoj temperaturi te prea izmeu 2 cilindra

2. Tkanina prolazi izmeu 2 cilindra pri emu se ubacuje gustaPVC smjesa

3. Na tkaninu se odmotava vrui plastini film te se ona preapomou 2 vrua cilindra

1. VLAKNASTO TKIVO

2 6 Tehnika platna


45/48








2.6 Tehnika platna

Kao zatitni dio najee su u primjeni: Kloropren i klorosulfatni polietilen (NEOPRENE, HYPALON)

Klorid polivinila (PVC)

Politetrafluoretilen (TEFLON) PTFE

Ostale zatite Zatitni filmovi (TEDLAR)

2. ZATITNI DIO

2 6 Tehnika platna


46/48








2.6 Tehnika platna

a) Tkanine sa poliesterskim vlaknima zatiene s PVC: Primjena za manje membrane

Spojevi mogu biti kritini

Cijena od 5 do 10 EURA/m2

Trajnost 10 do 15 godina

KARAKTERISTIKE MEMBRANA

b) Tkanine iz poliestera zatiene elastomerima:

Kao zatita primjenjuje se NEOPREN i HYPALON

Obino se primjenjuju za vojna postrojenja Za vrlo nepovoljnu okolinu

2 6 Tehnika platna


47/48








2.6 Tehnika platna

c) Tkanine sa staklenim vlaknima zatiene TEFLONOM Vrlo primjenjivane u zadnje vrijeme za zahtjevne graevine

(stadioni, izlobeni paviljoni)

Velika vrstoa

Cijena 50 do 100 EURA/m2 Trajnost 25 do 30 godina


d) Tkanine sa staklenim vlaknima zatiene s PVC

Trajnost oko 10 godina

Kod poara se stvara dim, pa ove tkanine nisu pogodne zakonstrukcije ispod kojih se zadrava puno ljudi.

PVC daje mogunost izbora razliitih boja

2 6 Tehnika platna


48/48





2.6 Tehnika platna

e) Tkanine sa staklenim vlaknima zatiene silikonom

Dobra otpornost na ultravioletne zrake

Relativno dobra otpornost na poar ali ne kao TEFLON

Problematino spajanje - lijepljenjem.


Documents

11 2 Nosivi Sustavi