ULOGA OBLOGA I POKRIVAČA U NOSIVOSTI KONSTRUKCIJA

I) UVOD

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“ III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

IV) ZAKLJUČAK

V) LITERATURA

I) UVOD

Savremeni industrijski i skladišteni objekti velikih zapremina uglavnom imaju: 1) Pokrivanje krova termo-izolacionim panelima, ili korištenje tzv. „slaganog krova“ 2) Oblaganje fasada termo-izolacionim panelima.

Fotografija 1. Krovni termo-izolacioni paneli

I) UVOD

Fotografija 2. „Slagani krov“

I) UVOD

Fotografija 3. Fasadni paneli

I) UVOD

Evidentno je da ovi pokrivači i obloge poseduju krutost na savijanje upravno na sopstvenu ravan (prijem opterećenja: snega, vetra itd.), ali takođe i značajnu krutost u sopstvenoj ravni. Ova krutost značajno smanjuje komponentalna i ukupna pomeranja, čak i u slučaju kada imamo samo pokrivanje i oblaganje jednostrukim profilisanim limom.

Ilustracija smanjenja pomeranja daje se na primeru vlastitog eksperimentalnog ispitivanja modela jednobrodne hale.

I) UVOD

Slika 1. Model A

I) UVOD

Slika 2. Model B

I) UVOD

Slika 3. Model C

I) UVOD

Slika 4. Model D

UVOD

Rezultati ispitivanja prikazani su na Slika 5. i Slika 6.

Slika 5. Horizontalna pomeranja

UVOD

Slika 6. Horizontalna pomeranja

I) UVOD

Poslednja slika pokazuje da osnovna konstrukcija obložena limovima u fasadnoj i krovnoj ravni (Model „C“) ima neznatno veća pomeranja (3-5%) u odnosu na Model „D“, u kojem su uključeni i uticaji spregova. Navedeni eksperimentalni rezultati su potvrđeni i na numeričkom modelu.

Pokazane činjenice su osnova za metodu „STRESSED SKIN DESIGN“, koja je razrađena u standardu Velike Britanije BS 5950-9:1994, iz 1994. godine.

Ista metoda je razrađena u Sjedinjenim Američkim Državama pod naslovom: „DIAPHRAGMA METHOD“

Neposrednu primenu prihvatio je i evropski standart EC3, kao legitiman način proračuna konstrukcije, prenošenjem u celosti sadržaja britanskog standarda.

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“

Osnovno razmatranje vrši se na dijafragmi pokrivača i obloge oivičenih osnovnom konstrukcijom, ali i rožnjačama.

Slika 7. „Stressed skin“ dejstva na konstrukciju

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“

Mogući slučajevi oslanjanja panela su: a) Paneli okomiti na podužnu ravan objekta. b) Paneli paraleno postavljeni u odnosu na podužnu ravan objekta (čest slučaj kod slaganih krovova).

Slika 8. Mogući slučajevi oslanjanja panela

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“

Za razmatranje ovoga modela ključna je: vrsta, raspored i broj spojnih sredstava.

Slika 9. Položaj spojnih sredstava

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“

Iz celine možemo izdvojiti jedan posmatrani panel (Slika 10.) sa primarnom i sekundarnom kostrukcijom, primarnim i sekundarnim sredstvima za vezu panela i limova

Slika 10. Prikaz izdvojenog panela

Za ovakve dijafragme osim fleksione krutosti, ključno je definisati i torzionu krutost.

Proračun po BS 5950-9:1994 standardu zasniva se na određivanju deformabilnosti panela u vlastitoj ravni:

c/V, gde je deformabilnost „c“ formirana kao: C=C11+C12+C21+C22+C23+C3

Sama krutost se određuje kao inverzna vrednost deformabilnosti.

II) METOD „STRESSED SKIN DESIGN“

Tabela 1.

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Osnovni razlozi za primenu ove metode je racionalizacija konstruktivnog sistema, koja se prema BS950-9:1994 odnosi na:

1) Dijafragme sem osnovnih funkcija pokrivanja i zatvaranja objekta

imaju funkciju smanjenja pomeranja, pre svega u sopstvenim

ravnima.

2) Dijafragme će preneti smičuće sile sve do temelja.

3) Dijafragme će kroz smanjenje pomerljivosti sistema, smanjiti i diferencijana pomeranja, a samim tim i presečne sile u

primarnoj i sekundarnoj konstrukciji. Odnosno uzrokovaće

smanjenje dimenzija primarne i sekundarne konstrukcije.

4) Ukoliko su ukupna i komponentalna pomeranja na modelu bez

spregova u propisanim granicama, spregovi se mogu izostaviti, što smanjuje težinu konstrukcije i pojednostavljuje montažu.

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Među brojnim objektima čije je projektovanje bazirano na ovom metodu izdvajamo:

1) Proizvodni i skladišteni objekat fabrike „Grundfos“ površine:

14 250 m2 prozvodnog pogona

3 800 m2 magacina

-Sa uštedom na primarnoj i sekundarnoj konstrukciji od cca15%.

Fotografija 4. Fabrika „Grundfos“, montaža konstrukcije

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Fotografija 5. Fabrika „Grundfos“

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Fotografija 6. Skladište „Kalman 1“

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Fotografija 7. Skladište „Kalman 2“

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

4) Objekat „ERG“-a.

Gde je metod dao dobar rezultat u kontroli horizontalne pomerljivosti ukrućenjem spregnute međusptane dijafragme.

Fotografija 8. Objekat „ERG“-a

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Fotografija 9. Sladišteni objekat u Šimanovcima

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Fotografija 10. Sladišteni objekat u Šimanovcima

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Kod niza objekata ova metoda je primenjena u cilju realnog proračuna pomerljivosti sistema, npr. objekat „IPB“-a površine skladišnog prostora 9792m2 i kancelarija 1847m2, ali bez racionalizacije primarnih konstruktivnih elemenata.

Fotografija 11. Objekat „IPB“-a

III) PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U FIRMI KONSTRUKTOR KONSALTING

Fotografija 12. Objekat „IPB“-a

IV) ZAKLJUČAK

IV) ZAKLJUČAK

1) Metoda koja se zasniva na nosivosti dijafragmi u vlastitoj ravni je univerzalno primenjiva

na sve objekte, ali posebno dobre efekte daje na objektima srazmerno manjih visina ,

npr. do 15m;

2) Primena metode je praktično zasnovana na preciziranju već postojećeg modela, na

kojem vršimo proračun. Tako što se elementi pokrivača i obloge uključe kao površinski elementi sa ekvivalentnim krutostima. Kako osnovne dijafragme, tako i spojna sredstva,

kojima su ove pričvršćene.

3) Metoda je podržana odgovarajućim podacima za spojna sredstva, koja se najčešće

koriste i same limove. U određenoj meri nije dovoljno razrađeno pitanje krutosti

dijafragme u ravni okomitoj na pravac pružanja rebara. U toj situaciji potrebno je

provesti vlastitu parametarsku analizu zavisnosti Sila-Pomeranje, ili eksperimentalno

utvrditi ovu krutost.

4) U izvođačkom smislu metodu treba dosledno primeniti, tako što se striktno ispoštuje

raspored i broj projektovanih spojnih sredstava

V) LITERATURA

V) LITERATURA E.R. Bryan and J.M. Davies : " Diaphragm Action in Multi – storey Buildings ", University

of Salford, Report 75/76.

CONSTRADO : " European Recommendation for the Stressed – skin Design of the Steel Structures " ECCS, Committee 17., 1977.

Atrek, E. and Nilson, A.H. : " Non – linear Analysis of Cold – formed Steel Shear Diaphragm" , Proc. ASCE, J. Struct. Div. 3/80

J.M. Davies and E.R. Bryan : "Manual of Stressed Skin Diaphragm Design " , Granada, 1982.

" European Recommendation for the Testing of Connections in Profiled Sheeting and Other Light Gauge Steel Components " , ECCS, Committee 17.,1982.

O. Jokanović, N. Terzić, S. Kisin, V. Ropac i D. Lončarić : " Racionalizacija metalnih konstrukcija uvođenjem realnih krutosti obloga ", posebna publikacija SIZ-a nauke BiH, Sarajevo, 1985.

O. Jokanović, N. Terzić, S. Kisin, V. Ropac i D. Lončarić : " Prostorna analiza metalnih konstrukcija uz obuhvatanje obloga od profilisanog lima sa funkcijom nosivosti – numerički postupak " Zbornik 14. IMK-a, 1985.

S. Kisin : "Numeričko modeliranje prostornih konstrukcija ", Seminar DIT-a BiH, Sarajevo 1990.

S. Kisin, Z. Ribić: " Realna torziona krutost obloga od profilisanih limova " , Izgradnja 5/94, Beograd, 1994.

BS 5950 – 9, 1994.

EUROCODE -3 ( EN 1993-1992 )

Prof Dr S. Kisin: " Profilisani limovi u funkciji nosivosti metalnih konstrukcija ",Institut IMS, Beograd, 1994.