14
UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA UNIVERSITATIS STUDIORUM ZAGRABIENSIS

UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBUMANUALIA UNIVERSITATIS STUDIORUM ZAGRABIENSIS

1.indd 11.indd 1 6/9/08 10:25:10 AM6/9/08 10:25:10 AM

Page 2: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

NakladnikGolden marketing-Tehnička knjiga

Jurišićeva 10, Zagreb

SunakladnikArhitektonski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Kačićeva 26, Zagreb

Za nakladnikaAna Rešetar

Za sunakladnikaprof. dr. sc. Lenko Pleština

UrednikZlatko Karač

Recenzenti prof. dr. sc. Boris Androić

prof. emerit. dr. sc. Vuk Milčić †prof. dr. sc. Đuro Mirkovićprof. dr. sc. Ivo Podhorsky

Objavljivanje ovoga sveučilišnog udžbenika odobrio je Senat Sveučilišta u Zagrebuodlukom br. 02-1247/3-2001 od 15. siječnja 2002.

Copyright © 2008., Golden marketing-Tehnička knjiga, ZagrebSva prava pridržana

ISBN 978-953-212-364-7

1.indd 21.indd 2 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 3: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

PROF. DR. SC. MARTA SULYOK-SELIMBEGOVIĆ, DIPL. ING. ARH.

ČELIČNEKONSTRUKCIJE

U ARHITEKTURIUD @BE NIK ZA STU DIJ AR HI TEK TU RE

drugo revidirano izdanje

Golden marketing-Tehni~ka knjiga, ZagrebArhitektonski fakultet Sveu~ili{ta u Zagrebu

2008.

1.indd 31.indd 3 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 4: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

1.indd 41.indd 4 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 5: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

5Čelične konstrukcije u arhitekturi

SADRÆAJ

SADRŽAJ

PREDGOVOR ............................................................................ 8

I. POVIJESNI RAZVOJ ČELIČNIH KONSTRUKCIJA ............... 11

1. UVOD ............................................................................. 112. ČELIČNE KONSTRUKCIJE U 20. STOLJEĆU ∑

PRIMJERI IZVEDENIH OBJEKATA ........................................ 123. MREŽASTE ČELIČNE KONSTRUKCIJE

U MODERNOJ ARHITEKTURI ............................................ 14

II. OSNOVNA SVOJSTVA METALNIH KONSTRUKCIJA ......... 17

1. SVOJSTVA MATERIJALA ..................................................... 172. PREDNOSTI METALNIH KONSTRUKCIJA ............................ 173. NEDOSTACI METALNIH KONSTRUKCIJA ........................... 174. MJERE ZAŠTITE OD POŽARA ............................................ 185. ZAŠTITA OD KOROZIJE .................................................... 20

III. PROIZVODNJA ČELIKA I NJEGOVA SVOJSTVA ................ 22

1. PROIZVODNJA ČELIKA ..................................................... 222. MEHANIČKA SVOJSTVA ČELIKA ........................................ 24

IV. PROIZVODNJA ČELIČNIH ELEMENATA I NJIHOVA UPOTREBA ........................................................ 26

1. PROIZVODI ČELIČNIH ELEMENATA .................................. 26

V. SUSTAVI U METALNIM KONSTRUKCIJAMA ...................... 28

1. OPĆENITO ...................................................................... 282. RAVNINSKI SUSTAVI ......................................................... 323. PROSTORNI SUSTAVI ....................................................... 34

VI. MEHANIČKO PONAŠANJE SUSTAVA ................................ 37

1. OPĆENITO ...................................................................... 372. NAČINI PRORAČUNA KONSTRUKCIJA .............................. 373. GRANIČNA ANALIZA NOSIVOSTI ..................................... 41

VII. NOVI KONCEPT SIGURNOSTI KONSTRUKCIJA ............... 46

VIII. AKCIJE (DJELOVANJA) NA KONSTRUKCIJU ..................... 49

1. OPĆENITO ...................................................................... 492. VRSTE AKCIJA (DJELOVANJA) NA KONSTRUKCIJU ............ 503. DJELOVANJE VJETRA NA KONSTRUKCIJU ......................... 504. OPTEREĆENJE SNIJEGOM ............................................... 515. OSTALA RAČUNSKA OPTEREĆENJA .................................. 51

IX. IZVIJANJE TLAČNIH ŠTAPOVA ........................................... 52

1. STABILNOST PRITISNUTIH ŠTAPOVA ................................. 522. POJAM KRITIČNE SILE I RAVNOTEŽE ................................ 53

1.indd 51.indd 5 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 6: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

6 Čelične konstrukcije u arhitekturi

SADRÆAJ

3. PONAŠANJE TLAČNOG ŠTAPA S POČETNOM IMPERFEKCIJOM 554. DIREKTNO DIMENZIONIRANJE CENTRIČKI

PRITISNUTIH ŠTAPOVA PO χ∑POSTUPKU .......................... 59

X. PROJEKTIRANJE KONSTRUKCIJA ČELIČNIH DVORANA .. 61

1. RAVNINSKI SUSTAVI ......................................................... 612. PROSTORNA STABILIZACIJA RAVNINSKIH SUSTAVA ........... 643. PROSTORNI NOSAČI ČELIČNIH DVORANA ...................... 704. BOČNO IZVIJANJE RAVNINSKIH NOSAČA ........................ 725. PRIMJERI IZVEDENIH DVORANA........................................ 756. DETALJI KONSTRUKCIJE ................................................... 81

XI. REŠETKASTI NOSAČI ........................................................... 85

1. OPĆENITO ...................................................................... 852. PODJELA REŠETKASTIH NOSAČA ...................................... 85

2.1. Ravninski rešetkasti nosači ........................................... 852.2. Prostorni rešetkasti nosači ............................................ 87

3. OBLICI REŠETKASTIH NOSAČA ......................................... 874. POSEBNI OBLICI REŠETKASTIH NOSAČA .......................... 93

4.1. Lagani rešetkasti nosači .............................................. 934.1.1. Šipkasti nosači ................................................ 94

4.2. Rešetkasti nosači velikih raspona ................................... 955. LEŽAJEVI ČELIČNIH REŠETKASTIH NOSAČA ...................... 97

5.1. Tangencijalni ležaj (L ≤15 m) ....................................... 975.2. Zaokretni ležaj (40m > L >15 m) ................................... 985.3. Ležaj na valjcima (L > 40 m) ........................................ 985.4. Elastomerni (neoprenski) ležajevi (R= 100∑1800 kN) ........ 99

6. LEŽAJ PODROŽNICE NA REŠETKI ..................................... 1007. REŠETKASTI NOSAČI U KOSIM DISKOVIMA ...................... 1018. MREŽA PROSTORNIH REŠETAKA ∑ STRUKTURA PLOČA ..... 1069. PRIBLIŽNO DIMENZIONIRANJE PROSTORNIH REŠETKI ...... 11210. ČVOROVI PROSTORNIH REŠETKI ...................................... 11311. REŠETKASTI ROŠTILJI ........................................................ 11612. IZVEDENI PRIMJERI I PREDNOSTI

PROSTORNIH MREŽASTIH KONSTRUKCIJA ....................... 118

XII. MREŽASTE LAMELIRANE LUČNE KONSTRUKCIJE ............. 119

XIII. ČELIČNI STUPOVI ............................................................... 123

1. OPĆENITO ...................................................................... 1232. ZAŠTITA STUPOVA OD POŽARA ....................................... 127

XIV. STROPNE KONSTRUKCIJE .................................................. 131

1. VRSTE STROPOVA U ČELIČNIM KONSTRUKCIJAMA .......... 1312. ZAŠTITA STROPOVA OD POŽARA ..................................... 134

XV. SPREGNUTE KONSTRUKCIJE ČELIK–BETON ..................... 136

1. ČELIČNI NOSAČI SPREGNUTI S PLOČOM ........................ 1362. KONSTRUKTIVNE MOGUĆNOSTI .................................... 1363. CENTRIČNO OPTEREĆENI VITKI SPREGNUTI STUPOVI ...... 139

1.indd 61.indd 6 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 7: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

7Čelične konstrukcije u arhitekturi

SADRŽAJ

XVI. KONSTRUKCIJE VIŠEKATNIH SUSTAVA ČELIKA U ZGRADARSTVU ................................................................ 142

1. SUSTAVI KONSTRUKCIJA VIŠEKATNIH ZGRADA ................. 1422. USPOREDBA TEŽINE KONSTRUKCIJSKOG SUSTAVA

PREMA VISINI OBJEKTA .................................................... 1423. PRINCIPI PROJEKTIRANJA SUSTAVA .................................. 1424. IZVEDENI PRIMJERI VIŠEKATNIH OKVIRNIH ZGRADA ......... 1435. OKVIRNE KONSTRUKCIJE U ZGRADAMA .......................... 1456. PRIMJERI IZVEDENIH VIŠEKATNIH OKVIRNIH ZGRADA ....... 1467. KONSTRUKCIJSKI OBLICI

VIŠEKATNIH ČELIČNIH SKELETNIH SUSTAVA ..................... 1478. POSEBNE KONSTRUKCIJE ZGRADA KAO MOSTOVNE ...... 1499. NOSIVOST KONSTRUKCIJA VISOKIH OBJEKATA ............... 15010. RAZVOJ SUSTAVA ZA UKRUĆENJE .................................... 15111. KONSTRUKTIVNI SUSTAVI S MEHANIČKIM PONAŠANJEM 15212. SUSTAVI UKRUĆENJA VIŠEKATNIH SKELETA I OKVIRA ........ 158

XVII. PRIJENOSNE KONSTRUKCIJE ............................................ 167

1. ALTERNATIVNE FORME I SUSTAVI ..................................... 1672. OSNOVNA NAČELA PRI PROJEKTIRANJU KONSTRUKCIJE 1683. IZBJEGAVANJE PROGRESIVNOG OTKAZA NOSIVOSTI ..... 1684. ALTERNATIVNI KONSTRUKCIJSKI SUSTAVI ......................... 1695. OPIS KARAKTERISTIČNIH PRIJENOSNIH KONSTRUKCIJA ... 1706. POPIS IZVEDENIH PRIJENOSNIH KONSTRUKCIJA .............. 171

XVIII. VLAČNE KONSTRUKCIJE .................................................... 173

1. OPĆENITO ...................................................................... 1732. MEHANIČKO PONAŠANJE OVJEŠENIH KONSTRUKCIJA

PRI SIMETRIČNOM I NESIMETRIČNOM OPTEREĆENJU ...... 175

XIX. SPOJNA SREDSTVA U ČELIČNIM KONSTRUKCIJAMA ....... 179

1. MEHANIČKA SPOJNA SREDSTVA ...................................... 1791.1. Jednorezni vijci .......................................................... 1791.2. Dvorezni vijci ............................................................ 1791.3. Prednapregnuti vijci .................................................... 180

2. ZAVARIVANJE ................................................................... 181

SUMMARY ........................................................................................... 186

LITERATURA ......................................................................................... 189

BILJEŠKA O AUTORICI ......................................................................... 191

1.indd 71.indd 7 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 8: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

8 Čelične konstrukcije u arhitekturi

PREDGOVOR

Ovaj udæbe nik pr ven stve no je na mi je njen stu den ti ma Ar hi tek ton skog fa kul te ta Sveu Ëi liπta u Zag re bu ko ji sluπaju pred met No si ve kon struk ci je III, jer se Ëe liË ne kon struk ci je pre da ju u okviru tog predmeta, uz dr ve ne. Os ta li suv re me ni sus ta vi od Ëe li ka i dr va ob ra u ju se kao po se ban pred met u pla nu i prog ra mu stu di ja ar hi tek tu re pa imaju i posebne udžbenike. Prob le mi pro jek ti ranja i os nov nih pro ra Ëu na Ëe liË nih kon struk ci ja pri ka za ni su na jed nos ta van na Ëin stu den ti ma ar hi tek tu re, ia ko se ra di o kon struk ci ja ma s po seb-nim zah tje vi ma za glo bal nom i lo kal nom sta bil noπÊu.Ovo je pr vi udæbe nik iz domene Ëe liË nih kon struk ci ja na mi je njen ug lav nom stu di ju ar hi tek tu re, ali se nji me mo gu ko ris ti ti i dip lo mi ra ni inæenje ri ar hi tek tu re pri pro jek ti-ra nju svo jih ob je ka ta s Ëe liË nom kon struk ci jom i spreg nu tim kon struk ci ja ma.»e liË ne su kon struk ci je sadržajem po seb na cje li na ko ja od go va ra te ma ma pre da-va nja u okviru predmeta No si ve kon struk ci je III, te stu den ti osim pre da va nja do bi-va ju i do pun ske ma te ri ja le, ko ji sad ræavaju raz li Ëi te tab li ce, di jag ra me, de ta lje ve za ne za me ha niË ko po naπanje raz li Ëi tih kon struk tiv nih sus ta va od Ëe li ka, ko ji im omo gu Êu ju i olakπava ju raz li Ëi ta rjeπenja za da ta ka za iz ra du prog ra ma iz Ëe liË nih kon struk ci ja.Osim ob raz loæenja os nov nog pris tu pa pro jek ti ra nju Ëe liË nih kon struk ci ja, u knji zi »e liË ne kon struk ci je ob ra u ju se svi ele men ti sus ta va tih konstrukcija s me ha niË kim po naπanjem, ot por nos ti pri gra niË nom sta nju no si vos ti, no vim kon cep tom si gur no s ti kon struk ci ja, pro jek ti ra nje de ta lja Ëe liË nih kon struk ci ja s prik lju Ëe nji ma na pot por nu kon struk ci ju, sta nje si la s glo bal nom sta bil noπÊu pri op te re Êe nju u fa zi iz ved be (πto zah ti je va re dos li jed mon taæe kon struk ci je) i pri ek sploa ta cij skom op te re Êe nju.»e liË ne kon struk ci je obuh va Êa ju iz ve de ne prim je re rav nin skih i pros tor nih reπetkas tih kon struk ci ja, ko je sluæe pri pro jek ti ra nju Ëe liË nih ha la, iz loæbe nih i športskih ob je ka ta, mreæas tih, la me li ra nih luË nih kon struk ci ja u ob jek ti ma po seb nih nam je na i ob li ko va nja.Pog lav lje Spreg nu te kon struk ci je daje nag las ak na eko no miË no st rjeπenja pri pro-jek ti ra nju Ëe liË nih kon struk ci ja, i ana li zi ra kon struk tiv ne mo guÊ nos ti za rjeπenja me u kat nih Ëe liË nih no sa Ëa spreg nu tih s ar mi ra no be ton skom plo Ëom, ko ja moæe bi ti mo no lit no iz ve de na kao rav na ili reb ras ta be to ni ra na u Ëe liË nim li mo vi ma tra-pez nog pres je ka, ili mon taæno spreg nu ta s glav nim Ëe liË nim no sa Ëi ma. U ovom pog lav lju ob ra u ju se ta ko er vit ki spreg nu ti stu po vi raz li Ëi tih Ëe liË nih pop reË nih pres je ka, ko ji su u be ton skom pres je ku ili su pu nje ni be to nom sa sred stvi ma ko ja ih spreæu. Na Ëi ni di men zio ni ra nja ele me na ta tak vih kon struk ci ja ve za ni su za te melj ne do ku men te Eu rop ske uni je za Ëe liË ne kon struk ci je − Eu ro co de 3,te za spreg nu te kon struk ci je − Eu ro co de 4. U ovoj se knji zi u po seb nim pog lav ljima obrauju Ëe liË ne kon struk ci je viπekat nih ske le ta i ok vi ra te kom bi na ci je pri je nos ne kon struk ci je s al ter na tiv nim ob li ci ma i me ha niË kim po naπanjem. Anali zi ra ju se naËela pro jek ti ra nja ra di iz bje ga va nja prog re siv no ga ko lap sa kon struk ci je. Ov dje je ta ko er dan i kra tak preg led vlaË nih sus ta va Ëe liË nih kon struk ci ja. Sve os ta le ov jeπene kon struk ci je bi lo iz ka bel skog sus-ta va, bi lo iz kom bi na ci je mreæas tih i flek sij skih kru tih no sa Ëa s vlaË no spreg nu tim ele men ti ma, nji ho vo me ha niË ko po naπanje pri pri je no su op te re Êe nja sa sta njem si la i nap re za nja te njihova al ter na tiv na rjeπenja, pre da ju se u okviru predmeta Suv re me ni kon struk tiv ni sus ta vi iz Ëe li ka i dr va.Stu den ti Ar hi tek ton skog fa kul te ta Sveu Ëi liπta u Zag re bu zain te re si ra ni su u svo jim pro jek ti ma za rjeπenja kon struk ci je u kom bi na ci ji gra di va iz dr va i Ëe li ka, ta ko da no sa Ëe kru te na sa vi ja nje pro jek ti ra ju od dr ve nih lijep lje nih la me li ra nih ele me na-ta kon struk ci je, za tlaË ne πta po ve kom bi ni ra ju pu ne pres je ke s ma lom vit koπ Êu iz dr ve nih ele me na ta, dok sve vlaË ne ele men te, pot reb na spre za nja zbog glo bal ne sta bil nos ti kon struk ci je i vit ke πta po ve iz vo de od Ëe liË nih ele me na ta pu nog ili ci jev-nog pres je ka, te raz li Ëi tih va lja nih pro fi la. Da bi ih se nau Ëi lo pro jek ti ra nju tak vih sus ta va, ko ji proiz la ze iz me ha niË kog po naπanja ele me na ta u ta ko kom bi ni ra nim sus ta vi ma, dru gi dio ko le gi ja No si ve kon struk ci je III ob ra u je dr ve ne kon struk ci je raz li Ëi tih kon struk tiv nih sus ta va i rjeπenja.

PREDGOVOR

1.indd 81.indd 8 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 9: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

9Čelične konstrukcije u arhitekturi

Tom di je lu pred me ta No si ve kon struk ci je III pos ve Êu je se po se ban udæbe nik Dr ve ne kon struk ci je u arhitekturi, pri la go en stu di ju ar hi tek tu re uz veÊ ob jav lje nu op seænu li te ra tu ru iz pod ruË ja dr ve nih kon struk ci ja na Gra e vin skom fa kul te tu Sveu Ëi liπta u Zag re bu. Osim op seæne li te ra tu re iz ovo ga pod ruË ja na pi sa ne od stra ne gru pe au to ra i ko le ga s Gra e vin skog fa kul te ta Sveu Ëi liπta u Zag re bu, te ob jav lje nih sveu Ëi liπnih udæbe ni ka Me tal ne kon struk ci je I, II, III i IV, pri laæem ovaj svoj skrom ni dop ri nos iz Ëe liË nih kon struk ci ja za bo lju in te rak ci ju i su rad nju bu du Êih inæenje ra gra e vi nar-stva i ar hi tek tu re, a sada studenata na naπim fa kul te ti ma.

U Zagrebu mjeseca travnja 2003. Autorica

NAPOMENA UZ 2. REVIDIRANO IZDANJE

Novo izdanje ovoga udžbenika sadržajno je gotovo istovjetno 1. izdanju. Ipak, zahvaljujuÊi pažljivu ponovnom Ëitanju i pregledu cijele grae, uoËene su manje tehniËke pogreške koje su ovom prigodom ispravljene, dodana su neka korisna pojašnjenja, a knjiga je grafiËki dotjerana kako bi se što bolje uklopila u ediciju tehniËkih udžbenika nakladnika Golden marketinga-TehniËke knjige.

U Zagrebu mjeseca lipnja 2008. Urednik

PREDGOVOR

1.indd 91.indd 9 6/9/08 10:54:19 AM6/9/08 10:54:19 AM

Page 10: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

1.indd 101.indd 10 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 11: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

11Čelične konstrukcije u arhitekturi

1. UVOD

Primjena elemenata od lijevanog i kovanog æeljeza u krovnim konstrukcijama zgrada 18. stoljeÊa (Théâtre Français, 1786.) pa do konstrukcija veÊih raspona kao πto su mostovne konstrukcije:• Coalbrookdale most, preko rijeke Severn (polukruæni luk raspona ℓ=30 m,

iz 1779. godine).• Tehnoloπki napredak slijede novi sustavi luËnih nosaËa sanduËastog pres-

jeka, raspona do 180 m, u mostovnim konstrukcijama u Londonu 1800.• Sustavi ovjeπenih greda na kovanim æeljeznim lancima, raspona viπe od 200 m.• Razvoj proizvodnje Ëelika (1855. Bessemerov konvertor; Sie mens-

-Martinova peÊ 1869.).• Proizvodnja Ëelika kovanjem i primjena na objektu Cooper Union

(1853.∑1858., SAD, skeletna konstrukcija od 6 katova).• Menier Chocolate Factory, Noisiel-sur-Marne (1869.∑1874., ing. Jules

Saulnier), te industrijski objekti W. Fairbairna.• Fourth Railway Bridge (mostovna ËeliËna reπetkasta konstrukcija kao obostra-

na konzola, s meurasponom od proste grede, ukupnog raspona ℓ=523 m,1890.).

• London: Kristalna palaËa (J. Paxton's Palace in London, sustav reπetkastih okvirnih lukova od lijevanog æeljeza, s tri broda duæine 555 m i 135 m raspona u tri etaæe, s popreËnim brodom raspona 31 m, iz 1851.).

• London: Kings Cross, St. Pancras Stations, 1851. god. Ritz hotel, krilo robne kuÊe Selfridges, Tower Bridge; Pariz: 1886./88. Eiffelov toranj 300 m visine i teæine 7000 tona, Galerie des Machines 1889. i Bibliothéque de Sainte-Généviéve, H. Labrouste, 1843.∑1850.

• Otto Wagner u BeËu: Stanica Karlsplatz 1890. i na prijelazu stoljeÊa u arhitekturi lijevanog æeljeza i stakla: zgrada Poπtanske banke, od tri broda s ustakljenim stropovima izmeu kabela.

• NjemaËka: AEG-Berlin, Stahlwerks u Leipzigu, R. Mosse Paviljon u Kölnu (1928.).

• SAD ∑ mostovne konstrukcije u Ëeliku:James Eads's Bridge, St. Louis preko rijeke Mississippi (rasponi 153+159+153 m, 1874. god.), John Roebling's Brooklyn Bridge preko East Rivera (New York City, ℓ=486 m, upotrijebljene hladno vuËene ËeliËne æice za ovjeπene kabele, 1883. god.).

• SAD ∑ ËeliËne zgrade: 1892. god. Jenney's Fair Store ∑ Chicago, W. Le Baron (okvirna konstrukcija u zakovanoj izvedbi).

• 1894. god. B. Price's ∑ American Surety Building, New York (vis. 93 m, 20-katni ËeliËni okvir).

• Konstrukterska teorija za Eiffelov toranj (sl. I.1.):Pretpostavlja se linearno elastiËno ponaπanje materijala (Hookeov zakon); sile u πtapovima preko statiËkog odreenog sustava; πtapovi tlaËno-vlaËni s iskljuËenim izvijanjem (λmax=45). Materijal je kovano æeljezo i kovani Ëelik s maksimalnim naponima u πtapovima od stalnog optereÊenja i vjetra 110 N/mm2, dok je vlaËna ËvrstoÊa 300 N/mm2. Raspored stalnog tereta iscrtan je punom linijom na slici I.1. gdje se vidi da simetriËnost nosaËa omoguÊuje njegovu podjelu na 4 glavna elementa (πtapa). Od druge etaæe u visinu konstrukcija se za efekt optereÊenja vjetrom ponaπa kao konzola, te se u podnoæju raËuna s konstantnim pritiskom od 2000 N/m2, do promjene na vrhu tornja od 4000 N/m2.

I. POVIJESNI RAZVOJ ČELIČNIH KONSTRUKCIJA

1.indd 111.indd 11 6/9/08 10:25:12 AM6/9/08 10:25:12 AM

Page 12: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

12 Čelične konstrukcije u arhitekturi

POVIJESNI RAZVOJ »ELI»NIH KONSTRUKCIJA

Temperaturne razlike su jednako podijeljene po visini tornja od ∑30°C do +30°C.

• Paxtonov Crystal Palace u Londonu, iz 1851. godine s centralnim polukruænim lukom, kao mreæastim svodom iznad troetaænoga longitudinal-nog objekta, koji je ukupnog raspona od 150 m te ima 18 kontinuiranih mreæastih lukova ukupne duæine objekta 560 m (sl. I.2.).

• Proπirenje glavne æeljezniËke stanice u Kölnu: zakrivljena dvoslojna mreæasta ljuska s romboidnom ispunom, s oko 20 m

razmaka oslonaca od filigranski izvedenih valjanih presjeka, slijedi pos-tojeÊu ËeliËnu mreæastu konstrukciju kontinuiranih luËnih svodova (1898. god.), koja je sanirana 1983.∑1987., te ju πtiti.

• Konverzija Grande Halle, La Villette (arh. Reichen & Robert, 1982.), u festivalsko-koncertnu dvoranu od originalnog tlocrta iz 1867. s potrebnim sanacijama i ukruÊenjima. Dimenzije dvorane u popreËnom presjeku raspo-na l=86 m sa srednjim brodom i 2 x 3 boËna broda duæine 241 m.

2. »ELI»NE KONSTRUKCIJE U 20. STOLJE∆U

PRIMJERI IZVEDENIH OBJEKATA

• Chrysler Building, New York, h = 318,8 m, iz 1930. • Standard Oil Building, Chicago, h = 346,2 m, iz 1957.• J. Hancock Center, Chicago, h = 343,5 m, iz 1968.• Empire State Building, New York, h = 381 m, iz 1930.• World Trade Center (Twin Towers), New York, h = 411,5 m, 110 etaæa,

Yamasaki & Co, iz 1970.• Sears Tower, Chicago, h = 442 m, iz 1974.• Mostovne konstrukcije: ∑ Golden Gate, ℓ = 1281 m, San Francisco ∑ Werrezano Narrows Bridge, ℓ = 1298 m (1964.) ∑ Humber Bridge, ℓ = 1410 m (U. K., 1981.) ∑ Akashi Kaikyo Bridge, glavni raspon ℓ = 1980 m (zavrπeno 1996.) (To su viseÊi mostovi na ËeliËnim ili betonskim potpornim tornjevima.)• Chicago: John Hancock Center, 1969., Lever House N. Y.• Mies van der Rohe: Seagram Building, N. Y., 1957. • Barcelona: German Pavilion, 1928./29. • Norman Foster: Hongkong & Shanghai Bank • Renault Building u Swindonu, roπtiljni ovjeπeni sustav osnovnog modula

24/24 m• Richard Roger: Lloyds Insurance Office u Londonu• Princeton, New Jersey: Pat Center• Nicholas Grishow: Ice Skating Rink• Stockholm: Globe arena (sl. I.3.)• Zagreb: Športska dvorana Cibone (sl. I.4.) • Æeneva: Sportski centar (sl. I.5.)• Split: Poljudski stadion

1.indd 121.indd 12 6/9/08 10:25:13 AM6/9/08 10:25:13 AM

Page 13: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

13Čelične konstrukcije u arhitekturi

POVIJESNI RAZVOJ »ELI»NIH KONSTRUKCIJA

Slika I.1. Konstrukterska teorija za Eiffelov toranj u Parizu

Slika I.2. Paxtonov Crystal Palace u Londonu

1.indd 131.indd 13 6/9/08 10:25:13 AM6/9/08 10:25:13 AM

Page 14: UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU MANUALIA  · PDF fileoptereĆenje snijegom ..... 51 5. ostala raČunska optereĆenja ..... 51 ix. izvijanje tlaČnih Štapova..... 52

Marta Sulyok-Selimbegović

ČELIČNE KONSTRUKCIJE U ARHITEKTURIUdžbenik za studij arhitekture

2. revidirano izdanje

NakladnikGolden marketing-Tehnička knjiga

Zagreb, Jurišićeva 10tel.: 01/4810-819, 4810-820

faks: 01/4810-821e-mail: [email protected]

www.gmtk.hr

Izvršni urednikIlija Ranić

LektoricaAlka Zdjelar-Paunović

Grafička pripremaStudio Golden

Likovno rješenje koricaStudio Golden

Tisak i uvezBauer grupa, Samobor

lipanj 2008.

CIP zapis dostupan u računalnom kataloguNacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu

pod brojem 669386.

2.indd 1922.indd 192 6/9/08 10:49:55 AM6/9/08 10:49:55 AM