Predavanje 4. ZIDANE KONSTRUKCIJE MATERIJALI ZA ZIDANJE Neka Tehnička pravila za zidane konstrukcije prema EC8 (EUROCODE 8)

Zidni elementi

Zidane konstrukcije se izvode od zidnih elemenata povezanih vezivom ili bez primene sredstava za povezivanje. Zidni elementi su od blata, kamena, sušene ili pečene gline, betona i sl. Veziva su najčešće različite vrste maltera ili bitumena.

Izrada opeke od blata i slame

Različite vrste rimskih zidova, (Oliveira, 2003)

Zid od lomljenog kamena Puna opeka za zidanje

Šuplji blokovi i opeke za zidanje (sa vertikal. šupljinama)

Fasadna opeka sa vertikalnim šupljinama Blokovi i opeke za zidanje sa horizontalnim šupljinama

Izgled blokova od običnog betona

Izgled i struktura blokova od gas betona (Ytong)

Elementi konstrukcija koji se mogu izvoditi kao zidani su: • zidovi, • stubovi, • lukovi, • svodovi i • temelji.

Osnovni materijali koji se koriste za građenje nabrojanih elemenata su: • elementi za zidanje, • malteri za zidanje, • beton i • armatura.

U elemente za zidanje se ubrajaju: • lomljeni ili obrađeni kamen za zidanje. • opeke i blokovi od pečene gline, • kreč-silikatne opeke i blokovi i • blokovi od običnog ili od različitih vrsta lakog betona. Lomljeni i obrađeni kamen za zidanje se često koristio za građenje objekata u prošlosti. Prema stepenu obrade građevinskog kamena razlikuju se: • lomljen kamen • doteran kamen • polutesan kamen • tesan kamen

Šematski prikaz zidova od ovog materijala prikazani su na slikama. Danas se uglavnom ne koriste za zidanje. Kamen se danas koristi u vidu kamenih ploča za oblaganje zidova i drugih elemenata konstrukcija.

Zid od lomljenog kamena

Zid od obrađenog kamena - tesanika Danas se najčešće se za zidanje koriste opeke i blokovi od pečene gline.

Elementi za zidanje od pečene gline Jedan od osnovnih proizvoda zidne keramike je opeka. U proteklih šezdeset godina proizvodnja i primjena opeke je prošla kroz period bitnih promena. Razvoj tehnologije stavio je proizvodnju tradicionalne pune opeke u drugi plan, a primat u proizvodnji i primeni preuzeli su šuplji blokovi i šuplje opeke. Zidna keramika obuhvata sedeće proizvode: • pune opeke • pune fasadne opeke • šuplje opeke i blokovi • šuplje fasadne opeke i blokovi • radijalne opeke • šuplje ploče

Puna opeka je proizvod od pečene gline namenjen za izradu spoljnih i unutrašnjih zidova koji se malterišu.

Puna opeka za zidanje Osnovne dimenzije pune opeke su: l = 25cm b = 12cm h = 6,5cm

Zidna keramika

Opeke za noseće zidove mogu imati samo vertikalne šupljine (Pš≥15%Posnove) Veličina šupljina: max. 2,5cm2 (kružne, kvadratne) i max. 6cm2 (pravougaone)

Fasadna puna opeka je proizvod od pečene gline namenjen za izradu spoljašnih i unutrašnjih zidova koji se ne malterišu. Šuplje opeke i blokovi su proizvodi od pečene gline, sa vertikalnim ili horizontalnim šupljinama, namenjeni za izradu spoljašnjih i unutrašnjih zidova koji se malterišu.

Šuplji blokovi i opeke za zidanje (sa vertikal. šupljinama)

Blokovi i opeke za zidanje sa horizontalnim šupljinama Fasadne šuplje opeke i blokovi su proizvodi od pečene gline, sa vertikalnim šupljinama,namenjeni za izradu spoljašnjih i unutrašnjih zidova koji se ne malterišu.

Fasadna opeka sa vertikalnim šupljinama

Fasadna ugaona opeka sa šupljinama vertikalnim šupljinama

Osnovne dimenzije blokova su: l = 19 – 39cmm b = 6 – 29cm h = 5,5 – 29cm

Fasadni ugaoni blok i ugaona opeka sa vertikalnim šupljinama

Blokovi sa horizontalnim šupljinama treba ugrađivati u zidove tako da pravac šupljina bude paralelan pravcu pružanja zida. Ovi blokovi se mogu koristiti samo za zidanje nenosećih zidova (zidova ispune).

Opekarski proizvodi za zidanje – OPEKARSKI BLOK

Veća površina vert.šupljina poboljšava: tehnologiju izrade -bolje sušenje i pečenje,

toplotno-izolaciona svojstva

Opekarski proizvodi za zidanje – OPEKARSKI BLOK

Kreč-silikatne opeke i blokovi. Ova vrsta opeke se koristi u građevinarstvu oko 100 godina. Na našem tržištu se mogu naći sledeći krečno-silikatni proizvodi: • Pune krečno-silikatne opeke, dimenzija 25x12x6,5 (5,5)cm

• Šuplje krečno-silikatne opeke, dimenzija 25x12x6,5 (5,5)cm

• Šuplji krečno-silikatni blokovi dimenzija: – dužine od 25 do 50cm – širine od 12 do 25cm i – visine 12 cm. Prirodna boja krečno-silikatne opeke je bela do svetlo siva. Najčešće se koriste se za fasadne zidove.

Izgled i dimenzije kreč-silikatnih opeka i blokova

Blokovi od običnog ili od različitih vrsta lakog betona. Koriste se za zidanje spoljašnjih i unutrašnjih zidova koji se kasnije malterišu. U zavisnosti od vrste betona koji je upotrebljen za spravljanje, razlikuju se sledeće vrste blokova: • puni blokovi od lakoagregatnog betona, • šuplji blokovi od lakoagregatnog betona, • šuplji betonski blokovi i • zidni blokovi od gasbetona ili penobetona.

Blokovi od običnog i lakog betona mogu biti “normalni” i pregradni. “Normalni” blokovi su dimenzija: • dužine 39 ili 50cm • širine od 19 do 29cm i • visine 19 cm. Pregradni blokovi su manje širine (9cm ili 12cm), a ostale dimenzije su iste kao kod normalnih blokova.

Izgled blokova od običnog betona

Šuplji blokovi za zidanje od lakog betona – ŠLJAKO BLOKOVI

Blokovi od gas betona su puni blokovi paralelopipednog oblika dimenzija: • dužine do 61cm • širine od 20 do 40cm i • visine 25 cm.

Odlikuju ih mala zapreminska masa i dobra termoizolaciona svojstva, pa se često koriste za nadogradnju objekata. Imaju različite komercijalne nazive: Siporex, Ytong ...

Izgled i struktura blokova od gas betona (Ytong) - SIPOREX Svi nabrojani elementi, koji se mogu koristiti za zidanje se, pored geometrijske, razvrstavaju i na osnovu svojih mehaničkih karakteristika (Marka opeke ili bloka). Za zidanje nosećih zidova mogu se koristiti samo oni elementi koji su od strane proizvođača deklarisani kao noseći elementi (elementi viših marki).

Puni blokovi od lakog betona – SIPOREKS - YTONG

MALTERI ZA ZIDANJE Malteri za zidanje se upotrebljavaju za spajanje kamenih blokova, opeka i blokova od pečene gline, kreč-silikatnog materijala, blokova od običnog i lakog betona u konstruktivni element. Kao malteri za zidanje mogu se upotrebljavati: • krečno-cementni malter i ređe • krečni malter i • cementni malter. Malteri za zidanje se deklarišu prema svojim mehaničkim karakteristika (Marka maltera).

VRSTE MALTERA

OSNOVNI ELEMENTI NOSEĆIH ZIDANIH KONSTRUKCIJA Zidani zidovi su elementi konstrukcija koji se izvode kao niz slojeva od opeke ili blokova, jedan iznad drugog, povezanih međusobno malterom kao spojnim materijalom. Kvalitet zida zavisi od kvaliteta upotrebljenih materijala (elemenata za zidanje i kvaliteta maltera zidanje) i od pravilnosti slaganja.

Zidanje zidova od opeke. Opeke se slažu jedna pored druge i jedna iznad druge po određenim pravilima zidanja. Opšta pravila za slaganje opeka u zidovima su sledeća: –svaki sloj u zidu mora biti horizontalan po celoj debljini zida; –dodirne spojnice dva sukcesivna sloja, koji se nalaze jedan iznad drugog, ne smeu se podudarati ni na licu zida niti u unutrašnjosti zida, već se moraju prevezivati za 1/4 ili 1/2 opeke;

min.0,4 h

h Prema novijim evropskim normama (Eurocode 6) najmanje smicanje verikalnih spojnica u susednim redovima iznosi 0,4 visine elementa, ali ne manje od 4 cm.

Smicanje vertikalnih (dodirnih) spojnica susednih slojeva iznosi najčešće ½ dužine opeke / bloka na licu zida.

Osnovni zidarski pojmovi

Vertikalne spojnice ne smeju se poklapati po vertikali ni u X-pravcu, ni u Y-pravcu (PREVEZ)

Pravila zidanja nosećih zidova Vertikalne spojnice donjeg reda ne smeju se preklapati sa v.spojnicama gornjeg reda, tzv. PREVEZ Prevez, smicanje spojnica je ½ elementa, a min.1/4 elementa

Pravila zidanja

Slojevi zida horizontalni, kontrola libelom Ozidani zid vertikalan, kontrola viskom

Pravila zidanja

– treba težiti upotrebi što većeg broja celih opeka, a delove opeke koristi u minimalnom, neophodnom broju za realizaciju pravilne veze. Pojedini slogovi se međusobno razlikuju po rasporedu opeka, odnosno prema uzajamnom odnosu dodirnih spojnica. Najčešće se primenjuju: •slog dužnjaka • slog vezača •običan slog - naizmenično se, po visini, smenjuju dužnjaci i vezači • krstasti slog

Slog dužnjaka Slog vezača

Krstasti slog Običan slog

Najmanja debljina zida od opeke iznos 6,5cm (opeka postavljena na "kant" i koristi se samo za neke unutrašnje pregradne zidove. Debljine zidova od opeke se formiraju kombinacijom dužine (25cm) i širine (12cm) opeke i iznose: 12cm, 25cm, 38cm, 51cm......

PODELA ZIDANIH KONSTRUKCIJA Konstruktivne sisteme zidanih zgrada možemo podeliti na sisteme sa podužnim zidovima, sisteme sa poprečnim zidovima i sisteme sa nosećim zidovima u oba ortogonalana pravca objekta. Uzimajući u obzir stabilnost konstrukcije u slučaju delovanja seizmičkih sila, prednost imaju sistemi sa nosećim zidovima u dva ortogonalna pravca objekta. Koriste se samo međuspratne konstrukcije koje se mogu smatrati krutim u svojoj ravni.

Zidana konstrukcija se izvodi prema Tehničkom propisu za zidane konstrukcije i prema njemu se vrši projektovanje zidanih konstrukcija, način izvođenja i tehnička svojstva svih elemenata i materijala koji se ugrađuju.

Zbog slabijih karakteristika u pogledu mehaničke otpornosti, na zidanu konstrukciju se postavljaju određeni zahtevi za postizanje sigurnost ikonstrukcije, što može biti delimično ograničavajući faktor kod projektovanja i kreiranja prostora. Zidana konstrukcija se primenjuje kod manjih zgrada i kod zgrada koje su u oblikovnom i prostornom smislu manje zahtevne.

Na osnovu Pravilnika o tehničkim normativima za izgradnju objekata visokogradnje u seizmičkim područjima (1981 g.), zidane konstrukcije dele se na: -obične zidane konstrukcije, -zidane konstrukcije sa vertikalnim serklažima -armirane zidane konstrukcije. Ista klasifikacija data je i u novim evropskim propisima za zidane objekte u seizmičkim područjima (EVROKOD 8).

Zidane konstrukcije sa vertikalnim serklažima

Armirane zidane konstrukcije.

Zidane konstrukcije sa samo horizontalnim serklažima spadaju u obične zidane

konstrukcije

ZID - površinski vertikalni element zgrade Osnovni element zidanog masivnog konstruktivnog sklopa-sistema zgrada je noseći ZIDANI zid. ZIDANI ZID je konstruktivni element - konstrukcija od elemenata za zidanje povezanih, po pravilu, malterom. PREMA NAMENI ZIDOVI MOGU BITI: -NOSEĆI- primaju i prenose opterećenje od međuspratnih konstrukcija i drugih elemenata; dmin=19cm -VEZNI- zidovi za ukrućenje; služe zaukrućenje zgrade, tj. sprečavanje izbočavanja nosećih zidova; mogu biti noseći i neneoseći; dmin=19cm -NENOSEĆI- nose sopstvenu težinu (nenoseći spoljašnji su opterećeni i na vetar) -PREGRADNI-samo pregrađuju prostor i ne prenose opterećenje,samo sopstvenu težinu.

ZIDANE KONSTRUKCIJE SA VERTIKALNIM SERKLAŽIMA Pod zidanim konstrukcijama sa vertikalnim serklažima podrazumevaju se zidovi koji osim ojačanja u vidu horizontalnih serklaža imaju i ojačanja u vidu vertikalnih serklaža. Za razliku od stubova, vertikalni serlaži, mada podsećaju na njih, ne prenose vertikalno opterćenje, već obezbeđuju stabinost zidova i zidane konstrukcije kao celine.

Primeri zidova uokvirenih serklažima; a) zid uokviren armiranim zidanim gredama i stubovima (levo), b) zid uokviren armiranobetonskim gredama i stubovima (desno).

Vertikalni i horizontalni serklaži po dimenzijama moraju biti jednaki debljinama zidova i obavezno se postavljaju na svim uglovima objekta, gde se sučeljavaju noseći zidovi, kao i na slobodnim krajevima zidova čija je debljina d>19cm. Kod zidova veće dužine maksimalni razmak između vertikalnih serklaža ne sme biti veći od 5m.

IZVOĐENJE VERTIKALNIH SERKLAŽA - PRIMERI

IZVOĐENJE VERTIKALNIH SERKLAŽA - PRIMERI

VARIJANTE IZVOĐENJA VERTIKALNIH SERKLAŽA a) nazubljeni spoj ili cik-cak veza zida i serklaža b) ravna veza zida i serklaža)- loše rešenje, izbegavati c) armiranim posebnim elementima (tzv. potresni blokovi) Najpovoljnije izvođenje vertikalnog serklaža je u varijanti a) jer se ostvaruje najbolja veza između vertikalnog serklaža i zida.

UGAO

SUDAR

Izvođenje vertikalnih serklaža u posebnim elementima koji se zidaju u sklopu zida i ostaju u konstrukciji zida.

Zidanje uglova zidova s posebnim elementima za izvođenje vertikalnog serklaža.

Zidanje uglova zidova s posebnim elementima za izvođenje vertikalnog serklaža.

ARMIRANE ZIDANE KONSTRUKCIJE Armirane zidane zidove možemo podeliti na one koji imaju samo horizontalnu, samo vertikalnu ili i jednu i drugu armaturu. Armatura se postavlja u spojnice (uglavnom horizontalne) ili u horizontalne i/ili vertikalne šupljine u elementima za zidanje, ili u prostore koji se formiraju zidanjem. Te šupljine se obično popunjavaju sitnozrnim betonom. Osnovni tipovi armiranih zidanih zidova prikazani su na slikama.

Obična i rešetkasta horizontalna armatura u spojnicama zida

Horizontalna i vertikalna armatura u dvoslojnom zidanom zidu

Vertikalna armatura u prazninama zidanog zida

Visina konstrukcije prema PIOVS′81 (EC8):

Zidovi se prema ulozi u konstrukciji objekta dele na: - noseće zidove, - nenoseće (pregradne) zidove i - zidove za ukrućenje ili vezne zidove

seizmički stepen VII VIII IX

obična 2 (3) (2) - (1)

sa vert. serklažima 4 (4) 3 (3) 2 (2)

armirana 7 (5) 7 (4) 7 (3)

TIPOVI ZIDANIH KONSTRUKCIJA PREMA PRAVILNIKU: a) obične zidane konstrukcije, b) zidane konstrukcije sa vertikalnim serklažima, c) armirane zidane konstrukcije sa armaturom postavljenom u horizontalne spojnice zida, armaturom na sredini zida i armaturom na obimu spoljnih strana zida.

NEKA PRAVILA ZA PROJEKTOVANJE ZIDANIH KONSTRUKCIJA U SEIZMIČKIM PODRUČJIMA prema EC 8 (EUROCODE 8): -nosivi zidovi u dva međusobno upravna smera -simetričnost ukrućivanja (simetričan raspored poprečnih zidova za ukrućenje) -primena krutih međuspratnih konstrukcija (monolitne armiranobetonske konstrukcije) -glavnicu vertikalnog opterećenja preuzimaju zidovi: 75% preuzimaju zidovi, a 25% mogu preuzeti stubovi -otvori simetrično postavljeni u odnosu na bočne zidove -Otvori veće površine trebaju imati a.b. vertikalne serklaže na bočnim ivicama otvora -Spojnice u zidu moraju biti potpuno ispunjene malterom (za ubrzanje tla od 0.1 g)* - Nearmirani zidovi (zidovi samo s horizontalnim ab serklažima):

- debljina zida min. 30 cm (za ubrzanje tla od 0.1 g) - horizontalni serklaži na razmacima maksimalno 4 m (po visini) - visina izgradnje do P+1 u višim potresnim zonama (za ubrzanje tla od 0.3 g)

- zidovi s horizontalnim i vertikalnim ab serklažima):

razmak između serklaža maksimalno 4 m debljina zida min. 24 cm

-armirani zidovi(armatura u zidovima, zidovi s horizontalnim i vertikalnim ab serklažima):

debljina zida min. 24 cm visina izgradnje od P+2 do P+4 (zavisi od ubrzanja tla)

* ubrzanje tla ag = 0.1 g odgovara VII zemljotresnoj zoni; 0.3 g odgovara IX zemljotresnoj zoni

OGRANIČENJA PREMA TEHNIČKOM PROPISU ZA ZIDANE KONSTRUKCIJE (izvod iz čl. 15):

Nije dopušteno projektovanje zidanih konstrukcija u kojima su pojedine etaže izvedene kao konstrukcije drugih vrsta (betonske, čelične i dr.) ili drugog sistema konstrukcije (skeletne, ...).

Nije dopušteno projektovanje zidanih konstrukcija kojima se zidovi iste etaže izvode od raznovrsnih zidnih elemenata ili kao zidovi druge vrste ili sistema konstrukcije

nije dopušteno projektovanje konzola uklještenih samo u zidove zidane konstrukcije.

Ograničenja prema Tehničkom propisu za zidane konstrukcije (izvod iz čl. 15):

dozvoljeno je izvođenje betonskih zidova iznad temelja (podrumski zidovi) na koje se nastavlja zidana konstrukcija

Zidana konstrukcija

Armiranobetonski podrum

gornje ivice temelja zidane konstrukcije moraju biti međusobno povezani armirano betonskim veznim gredama ili armirano betonskom podnom pločom.

armatura vezne grede

betoniranje temelja

Zidanje porobetonskim i betonskim blokovima u potresnim područjima Važe ista pravila kao i za zidove od opeke – ali je manja sopstvena težina konstrukcije. Zidanje u tankom sloju građevinskog polimercemetnog lepka zbog ravnih površina i iste veličine svih blokova

Protivpotresni zidni blok od parobetona Ytong sa šupljinom za ubacivanje armature i ulivanje betona

http://www.youtube.com/watch?v=cuSssHUgfbc http://www.youtube.com/watch?v=NqqVa_5uvIA http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=Wj_eqebVT8g&feature=endscreen

-zidova za ukrućenje -armirano-betonskih serklaža koji povezuju sve konstruktivne zidove -krutih međuspratnih konstrukcija -armiranih zidova

Mehanička otpornost i stabilnost zidanih konstrukcija u potresnim područjima postiže se s izvođenjem:

Literatura 1. Bogdanović,V., ARHITEKTONSKO-GRAĐEVINSKE KONSTRUKCIJE-TOPLOTNA ZAŠTITA ZGRADA, udžbenik, 2000. 2. Stanković,S., Trifunović-Dragišić,V., ARHITEKTONSKI SKLOPOVI ZGRADA 1, udžbenik. 3. Nojfert,E., ARHITEKTONSKO PROJEKTOVANJE, 39 izdanje. 4. Mittag,M., GRAĐEVINSKE KONSTRUKCIJE, priručnik, 18 izdanje. 5. Bogdanović,V., UVOD U ARHITEKTONSKE KONSTRUKCIJE,GAF Niš 6. Kostić ,D., Zidovi, predavanje. OBAVEZNA LITERATURA Stanković,S., Trifunović-Dragišić,V., ARHITEKTONSKI SKLOPOVI ZGRADA 1, udžbenik. Udžbenik naručiti u skriptarnici škole