20 KMG 2009 - Konstrukcije i Gradjenje [Compatibility Mode]

Armiranobetonske konstrukcije BETON je je kompozitni građevinski materijal koji se dobija homogenizacijom osnovnih strukturnih strukturnih komponenata: komponenata:  Veziva (najčešće cement), Agregata (u našoj zemlji uglavnom uglavnom rečni rečni agregat) i  Agregata Vode..  Vode

KONSTRUKCIJE, KONSTRUKCIJE, MATERIJALI MATERIJALI I GRAĐENJE XX p r e d a v a nj e

Nakon očvršćavanja očvršćavanja beton predstavlja predstavlja veštački kameni materijal, koji ima visoku čvrstoću pri pritisku i relativno malu malu čvrstoću čvrstoću na zatezanje, zatezanje, a prema prem prema a obliku oblik obliku u radnog dijagrama svrstava se u krte materijale. materijale.

Prof Prof.. dr Vlastimir RADONJANIN Prof Prof.. dr Mirjana MALEŠEV

1

Armiranobetonske konstrukcije

Mala čvrstoća na zatezanje zatezanje i krtost onemogućavaju širu primenu primenu običnog obično običn običnog og g (nearmiranog) (nearmiranog) betona, betona, naroč nar naročit naro očit čito ito o u elementima elementima konstrukcija konstrukcija izloženih savijanju i zatezanju. zatezanju2.

Armiranobetonske konstrukcije Primer: Primer : greda opterećena koncentrisanom silom P L/2

Makrostruktura betona: krupan agregat cementna matrica

3


L/2

Kao posledica povećanja vrednosti vrednosti sile P u donjoj zoni grede povećavaće povećavaće se naponi naponi zatezanja, zatezanja, a u trenutku trenutku trenutku kada kada oni dostign dost dostignu ignu u čvrstoću čvrstoću betona betona na zatezan zatezanje je f bz pojaviće se prslina u najopterećenijem preseku grede (u ovom sluča sl slučaj slu učaj čaju ju u L/ L/22) 2)).. N Nakon Nak akon akon pojave pojave prsline prsline visina visina poprečnog poprečnog preseka je je praktično praktično smanjena i sa daljim povećanjem sile P doći će do loma predmetn pred predmetne metnee grede. grede grede. 4


U cilju proširenja mogućnosti primene betona, u zonama zatezanja betonskih elemenata postavlja se armatura –– čelične šipke šipke.. Zadatak Zadatak armature armatur armaturee je je da posle posle pojave pojave prsline preuzme celokupne celokupne sile sile zatezanja. zatezanja. N Naa ovaj ov ova ajj način nači način n nosivost nosivost elem el elemen ele emen menata enata ata se višestruko višes višestr truk uko o povećava, a konstrukcije povećava, konstrukcije dobijene sprezanjem sprezanjem ova dva materijala mate materi rija jala la ((bet (b beeton to ona na i ččel čelik eliika) kaa)) n naz na azi azziiv ivaj vaj va aju ju se se ARMIRANOBETONSKE KONSTRUKCIJE KONSTRUKCIJE..

Efikasan i zajednički rad armature i betona zasniva se na sledećim činjenicama: činjenicama činjenicama: očvršćavanja,beton beton čvrsto prianja za čelik,  Posle očvršćavanja,  Beton i čelik imaju približno isti koeficijent linearnog termičkog termičkog širenja širenja (αt = 11. 1..0 0x 0xx10 10 --55 1/ 1/0C) C) i korozije..  Beton štiti čelik od korozije U poređenju poređenj poređenju u sa konstrukcijam konstrukcijamaa od drugih dru drugi gih h materijala materijala (kamen, drvo, opeka, čelik) AB konstrukcije konstrukcije su novijeg datuma. datuma. LAMBO – – 1855 (pravio je je saksije i izložio je je čamac na svetskoj izložbi u Parizu)

armatura

5

MONIER MONIER – – 1867 (patentirao proizvodnju saksija, cevi i ploča od betona i čeličnih mreža)

6

1



Danas se armiranobetonske konstrukcije najviše koriste za građenje: građenje:

Prednosti armiranog armiranog betona: betona: 

Negorivost i otpornost na kratkotrajno dejstvo dejstvo visokih temperatura,



Trajnost, uz relativno niske troškove održavanja, Trajnost, održavanja,



Dobro ponašanje ponašanje pri dinamičkim dinamičkim opterećenjima, opterećenjima, opterećenjima,

Mostova, tunela tunela i puteva,





Visokih objekata (dimnjaci, vodotornjevi, komunikacioni komunikac ioni tornjevi)

Velika mogućnost oblikovanja oblikovanja elemenata konstrukcija,



Mogućnost izrade izrade montažnih konstrukcija, konstrukcija,



Zaštitnih objekata (skloništa, potporni zidovi, dijafragme).



Relativno Relativno niska cena. cena.



Konstrukcija zgrada, zgrada,



Industrijskih objekata (hale, magacini, silosi),



Hidrotehničkih objekata (brane, rezervoari, kanali, cevi, pris pristaništa, staništa, prevodnice),



7


Spravljanje betona

Nedostaci armiranog armiranog betona: betona:

Silosi za cement



Velika Velika sopstvena sopstvena težina uz relativno relativno male čvrstoće onemogućava izradu izradu konstrukcija velikih raspona,



Građenje monolitnih konstrukcija je je znatno otežano u zimskom periodu zbog niskih temperatura,



Pojava Pojava prslina, prslin prslinaa, naročit naročito o kada ka kad da a je je konstrukcija konstru konstrukci kcija ja u uslovima uslovima agresiv agresivne ne sredin sredine, e, dovo do dovodi vodi di do poja pojave pojave ve korozije armature i betona,



8

Duže izlaganje izlaganje betona temperaturama temperaturama iznad 3000C dovodi do naglog gubitka gubitka adhezije izmežu betona i če čelika čellika i drasti drastičn stičnog čnog og smanj smanjenja enja nosi no nosivost sivo vost vosti stii AB konstrukcije. konstrukcije . 9

Spravljanje betona

Separisani agregat

Fabrika betona

10

Spravljanje betona Mešalica za beton Silosi za cement

Boksovi za agregat

Fabrika betona – – punjenje punjenje automiksera automikse automikserara-sredstava -sredstava za transport transport betona

11

Fabrika betona

12

2

Spravljanje betona

Spravljanje betona

Fabrika betona

Svež beton 13

14



Vrste čelika za armiranje Za armiranje AB konstrukcija koriste se sledeće vrste čelika: čelika: – glatka armatura (GA)  Glatki čelik – – rebrasta armatura (RA)  Rebrasti čelik –  Hladno vučene međusobno zavarene glatke žice u obliku mreža (MAG)  Hladno vučene međusobno zavarene orebrene žice u obliku mreža (MAR) Bi-- armatura (BiA)  Bi Ovi čelici čelici se međusobno razlikuju po po fizičko fizičko-mehaničkim svojstvima, načinu izrade i prema 15 površinskojobradi površinskoj obradi..

Vrste čelika za armiranje Glatka armatura (GA) se proizvodi od mekog vruće valjanog betonskog čelika. čelika. Izrađuje se u sledećim dimenzijama poprečnog preseka - prečnika: prečnika: ∅ 10, 12, 12, 14, 14, 16, 16, 18, 18, 20, 20, 22, 22, ∅5, 6, 8, 10, 25,, 28, 25 28, 32 i 36mm 36mm.. Isporučuje se u koturovima (do ∅ 12mm) mm) ili u obliku ∅ 12 pravih šipki dužine do 12 12m m. Osnovne fizičkofizičko-mehaničke karakteristike ovog čelika su: su: 240MPa,  napon na granici velikih izduženja - 240MPa, 360MPa,  čvrstoća pri zatezanju - 360MPa, 16 (“meka armatura”) armatura”)..  velika duktilnost, (“meka



Vrste čelika za armiranje Rebrasta armatura (RA) se proizvodi od visokovrednog, prirodno tvrdog orebrenog betonskog čelika čelika.. Izrađuje se u sledećim dimenzijama poprečnog preseka - prečnika: prečnika: ∅6, 8, 10 10,, 12 12,, 14 14,, 16 16,, 19 19,, 22 22,, 25 25,, 28,, 32, 28 32, 36 i 40mm 40mm.. Isporučuje se u koturovima ili u obliku pravih šipki šipki.. Osnovne fizičkofizičko-mehaničke karakteristike ovog čelika su: su: 400MPa,  napon na granici velikih izduženja - 400MPa, 500MPa..  čvrstoća pri zatezanju - 500MPa

Vrste čelika za armiranje

17

GA

RA

18

3



Vrste čelika za armiranje Zavarene armaturne mreže (MAG i MAR) se

Vrste čelika za armiranje Zavarene armaturne mreže (MAG i MAR)

proizvode od hladnovučene glatke ili orebrene žice. žice. Sastoje se od pravih žica, postavljenih u dva međusobno upravna pravca, koje su na mestu ukrštanja ukrštanja povezane elektrootpornim zavarivanjem. zavarivanjem. Isporučuju se kao pravougaone mreže dimenzija cca 6x2m ili cca 5x2m. Razlikuju se dva osnovna tipa mreža: mreža: mreže,, koje imaju glavnu armaturu u jednom, jednom, a  R- mreže podeonu u drugom pravcu (različiti prečnici i razmaci u podužnom i poprečnom pravcu) pravcu) i – mreže mreže imaju iste prečnike žica žica i rastojanja  Q – između njih u oba pravca pravca.. 19

Osnovne fizičkofizičko-mehaničke karakteristike ovog čelika su:  Napon na granici velikih izduženja - 500MPa, Čvrstoća pri zatezanju - 560MPa.  Čvrstoća Pošto se dobijaju hladnim oblikovanjem imaj u niži modul elastičnosti.

20





R - mreža

Q - mreža

MAG / MAR

21

22



Vrste čelika za armiranje Bi armatura (BiA) je je specijalno oblikovana armatura armatura

Vrste čelika za armiranje Za armiranje linijskih elemenata konstrukcija (stubovi, grede, lukovi.. lukovi..)) isključivo se koriste glatka (GA) i rebrasta armatura (RA). (RA). Za armiranje površinskih elemenata konstrukcija (ploče, zidni nosači, ljuske) mogu se koristiti GA, RA i zavarene armaturne mreže (MAG i MAR) MAR)..

od hladno vučenih žica žica.. Sastoji se od dve podužne žice kvaliteta 680/ 680/800, 800, koje su poprečno povezane “prečkama”od “prečkama” od mekog čelika. čelika.

Bi armatura se retko upotrebljava. upotrebljava. Najbolje prianjanje za beton imaju šipke rebraste armature.. armature 23

24

4



Oblikovanje i nastavljanje armature Oblikovanje

Oblikovanje armature

Oblikovanje armature se obavlja u armiračkim pogonima na osnovu detaljnih specifikacija datih u planovima armature za pojedine elemente konstrukcija. Prilikom oblikovanja armaturne šipke se savijaju oko čeličnih cilindara - “tr nova” različitih prečnika. Oblikovani komadi armature se povezuju u armaturni sklop ili u armiračkom pogonu ili na gradilištu tj. mestu gde će se betonirati konkretni element. Pošto je dužina armature ograničena (proizvodnja, transport, ugradnja), često je potrebno na mestu formiranja armaturnog sklopa izvršiti njeno nastavljanje. 25


Armirački pogon

Prečnik trna zavisi od prečnika šipke “Trnovi” za oblikovanje armature

26

Monolitne AB međuspratne konstrukcije

27

Armatura za temeljnu konstrukciju



Oblikovanje i nastavljanje armature Oblikovanje Uobičajeni načini nastavljanja armature su:

Nastavljanje armature armature

28

PREKLAPANJE

 Preklapanjem i  Zavarivanjem.

Kada se nastavljanje vrši preklapanjem, tada beton u zoni preklapanja vrši prenošenje sile sa jedne šipke na drugu. Zbog toga se mora obezbediti dovoljno dugačka zona preklapanja – dužina sidrenja armature, koja se računski određuje (ls). Nastavljanje armature zavarivanjem može biti direktno (sučeono ili preklapanjem dve šipke i međusobnim zavarivanjem ili posredno (pomoću 29 dodatnih šipki).

ZAVARIVANJE

Posrednopreklapanje

direktno (sučeono)

Direktno (preklapanje)

Direktno (preklapanje pod uglom) 30

5



Zaštitini slojevi betona do armature Betonski čelik je građevinski materijal koji je podložan koroziji. Beton u AB konstrukcijama ima i ulogu da zaštiti ugrađenu armaturu od korozije tj. armatura mora biti obavijena betonom. U cilju sprečavanja korozije armature unutar armiranobetonskih elemenata propisane su minimalne debljine zaštitnog sloja betona u zavisnosti od stepena agresivnosti sredine. Na primer, za slaboagresivnu sredinu, minimalne debline zaštitnog sloja betona su: a0 ≥ 1.5cm za površinske elemente konstrukcija, a0 ≥ 2.0cm za linijske elemente konstrukcija.

Zaštitini slojevi betona do armature Projektom propisane debljine zaštitnih slojeva i projektovani položaj armature se obezbeđuju postavljanjem tzv. distancera između oplate i armature. Distanceri su podmetači koji mogu biti napravljeni od:  plastike,  sitnozrnog betona,  cementnog maltera i drugih materijala.


AB stubovi

31

Zaštitini slojevi betona do armature

32

opšti podaci

Stubovi su linijski elementi konstrukcija koji su pretežno izloženi naponima pritiska usled delovanja dominantnih aksijalnih (normalnih) sila od spoljnih dejstava.. dejstava Stub se pojavljuje kao samostalan element, ili kao deo složenih elemenata posebno kod ramovskih i kombinovanih sistema konstrukcija. konstrukcija. Kod stubova se praktično uvek pojavljuju momenti savijanja i transverzalne savijanja transverzalne sile koje imaju sekundaran karakter.. karakter

Različiti oblici distancera

AB stubovi

33

oblikovanje stuba

Stubovi mogu imati veoma različit različit oblik poprečnog preseka zavisno od konstrukcijskih konstrukcijskih i funkcionalnih razloga.. razloga

Da li je je neki verti vertikkalni element konstrukcije stub ili zid? Tretira se kao stub kada je je presek elementa pravougaonog oblika sa odnosom strana d/b<5 d/b<5. 34

AB stubovi

oblikovanje stuba

Kod stubova veće dužine, izloženih znatnim aksijalnim silama, postoji mogućnost pojave izvijanja stuba, stuba, odnosno gubitka stabilnosti stuba izazvanog bočnom deformacijom stuba. stuba.

Najčešće su pravougaonog oblika, koji ponekad može imati i podužnu šupljinu za vođenje instalacija, kvadratnog,kružnog kvadratnog, kružnog i poligonalnog oblika. oblika. Kod prefabrikovanih stubova primenjuju se i razuđeni oblici poprečnog preseka, odnosno I-presek, T-presek i slično. slično. 35

Primeri načina izvijanja stubova u zavisnosti od vrste stuba

36

6

AB stubovi

oblikovanje stuba

Izvijanje stuba dovodi do povećanja momenta savijanja u kritičnom području stuba stuba.. Stubovi sa relativno malim dimenzijama poprečnog preseka u odnosu na dužinu elementa, kod kojih postoji potencijalna mogućnost pojave izvijanja nazivaju se vitkim stubovima. stubovima. Vitkost stubova se opisuje koeficijentom vitkosti vitkosti

AB stubovi

oblikovanje stuba

Minimalne dimenzije betonskog preseka stubova stubova zavise od: od:  uticaja izvijanja (odnosno vitkosti),  mogućnosti pravilnog ugrađivanja betona i armature.  mogućnosti konstruisanja armature. Kod stubova dimenzija manjih od 20 20cm cm propisima se zahteva primena betona minimalne marke MB 20. 20.

λ=li/i li -- dužina izvijanja ili efektivna dužina stuba, i - radijus inercije preseka stuba I i =

A

AB stubovi

37

armiranje stuba

Armiranje stubova se sprovodi sprovodi::  podužnom armaturom, čiji minimalni prečnik treba da je je ∅ 12,, i ∅ 12  uzengijama (poprečnom armaturom)

38

AB stubovi

armiranje stuba

Količina podužne armature se određuje proračunom prema graničnoj nosivosti, uz obuhvatanje uticaja uticaja deformacije stubova, pri čemu propisi definišu i mimimalni procenat armiranja podužnom armaturom, obično u zavisnosti od vitkosti stuba. stuba. Propisi definišu i maksimalno rastojanje uzengija u stubu, koje utežu presek i sprečavaju lokalno izvijanje podužnih šipki armature. armature. 15∅ min

b 30cm 30 cm

39

AB stubovi

armiranje stuba

Ovaj minimalni razmak uzengija se dvostruko smanjuje na mestu nastavljanja podužne armature stuba i uvođenja spoljašnje sile pritiska u stub, gde uzengije treba da budu zatvorene sa preklopom preko kraće strane stuba stuba.. Posebna pravila se primenjujuju za oblik i raspored uzengija i armiranje armiranje podužnom armaturom stubova koji su u sklopu nosećih okvira (ramova) u seizmičkim aktivnim područjima. područjima.

41

40

AB stubovi

armiranje stuba

Podužne šipke šipke u stubovima stubovima treba da su simetrično simetrično raspoređene,, tako da se težište armature poklopi sa raspoređene težištem betonskog dela preseka, preseka, što se kod razuđenih preseka ponekad može samo približno ispuniti.. ispuniti Broj šipki podužne armature treba tako odabrati da u svakom uglu poprečnog preseka bude predviđena šipka.. šipka Minimalni broj podužnih šipki kod pravougaonog Minimalni pravougaonog i kvadratnog preseka stuba je kvadratnog je četiri četiri,, a kod kod kružnog preseka je je šest šest.. 42

7

AB stubovi

armiranje stuba

Kod jako jako armiranih armiranih stubova stubova,, kod kojih kojih je je potreban veliki broj podužnih šipki, dozvoljava dozvoljava se simetrično simetrično grupisanje šipki u uglovima pri čemu je je najveći broj šipki u grupi pet. pet. max

AB stubovi

armiranje stuba

Ograničava se i međusobno rastojanje podužnih šipki armature u preseku preseku,, a šipke podužne armature raspoređene po obimu poprečnog preseka stuba, koje se ne nalaze u uglovima uzengija, treba obuhvatiti dodatnim zatvorenim unutrašnjim uzengijama.. uzengijama Dodatne zatvorene uzengije se postavljaju u istom preseku sa obimnim uzengijama, preseku uzengijama, da bi se sprečilo lokalno izvijanje neobuhvaćenih neobuhvaćenih šipki. šipki. Konstruktivna podu podužna žna armatura

43

AB stubovi

armiranje stuba

Na konkavnim uglovima stuba razuđenog poprečnog preseka treba prekinuti uzengije uzengije,, zbog opasnosti od odljuskavanja zaštitnog sloja, i predvideti u istom istom preseku stuba preklapanje zatvorenih uzengija ili preklapanje otvorenih uzengija sa adekvatnim adekvatnim sidrenjem u betonsku masu stuba stuba..

44

AB stubovi

armiranje stuba

U zgradarstvu zgradarstvu se podužna armatura stuba najčešće nastavlja na svakom nastavlja svakom spratu i nastavak armature se najšešće izvodi preklapanjem neposredno IZNAD međuspratne konstrukcije. međuspratne konstrukcije.

Ako na mestu preklopa ne postoji statička podužna šipka postavlja se konstrukcijska šipka manjeg prečnika ∅ 10.. ∅ 6÷∅ 10

45

AB stubovi

armiranje stuba

Kada se primenjuju šipke prečnika većeg od ∅20 ili kada je je stub armiran sa velikim brojem šipki šipki,, NASTAVAK armature se izvodi ZAVARIVANJEM, takođe obično iznad međuspratne konstrukcije. konstrukcije. Da bi se realizovao nastavak armature preklapanjem, preklapanjem, potrebno je je predviteti i izvesti ankere podužne armature stuba, stuba, čija dužina odgovara dužini preklapanjaili preklapanja ili dužini potrebnoj za zavarivanje. zavarivanje. Najpovoljnije je je da se ne koriste posebni ankeri podužne armature stuba, već da se potreban potreban broj podužnih šipki stuba iz susednog donjeg sprata produži kroz međuspratnu međuspratnu konstrukciju i prepusti u gornji sprat sa potrebnom dužinom. dužinom. 47

46

AB stubovi

armiranje stuba

Ukoliko je je stub na gornjem spratu manjih dimenzija u odnosu na stub u donjem spratu, propuštanje armature je je moguće samo povijanjem šipki, pri čemu je maksimalni nagib pod kojim se šipke mogu poviti 6:1. Ako bi za realizaciju realizaciju nastavka povijanjem šipki nagib trebao da bude manji, treba predvideti posebne ankere za podužnu armaturu višeg sprata sprata.. Posebni ankeri

48

8

AB stubovi

armiranje stuba

AB stubovi

U seizmički aktivnim područjima, područjima, prema našim propisima, treba predvideti uzengije u stubu koje prolaze kroz čvor čvor gredagreda-stub i nalaze se na dvostruko manjem razmaku na delu međuspratne konstrukcije i u susednim delovima stuba dužine 1m iznad i ispod. ispod.

49

AB stubovi

Punjenje korpe krana iz automešalice za beton

50

AB stubovi

Betoniranje stubova

Betoniranje stuba

51

AB stubovi

AB grede

52

opšti podaci

su linijski elementi, pretežno opterećeni na savijanje, koji se pojavljujuju samostalno ili zajedno sa drugim elementima u sklopu velikog broja betonskih konstrukcija.. konstrukcija Grede (podvlake, rigle, gredni gredni nosači)

Grednim nosačima se smatraju elementi kod kojih je je odnos visine poprečnog poprečnogpreseka preseka i raspona nosača: nosača: d/L<0.2 jer jer su u tim slučajevima slučajevima u potpunosti zadovoljene osnovne pretpostavke Tehničke teorije savijanja koja se primenjuje za proračun linijskih elemenata konstrukcija.. konstrukcija

Oplata za betoniranje stuba i negovanje izbetoniranog stuba 53

54

9

AB grede

AB grede

primena

U zgradarstvu se grede primenjuju kao: kao:  noseći elementi međuspratnih i temeljnih konstrukcija,  kao glavni nosači krovnih konstrukcija,  kao sastavni deo složenijih konstrucijskih elemenata, kao što su roštiljne, ramovske i kombinovane konstrukcije.

oblikovanje grednih nosača

Kod klasičnog načina građenja, betoniranjem grede na licu mesta u oplati, najčešće se primenjuje puni pravougaoni poprečni presek, presek, koji u slučaju krute veze sa pločama pločama međuspratne međuspratne konstrukcije dobija oblik oblik T preseka.. preseka Kod većih raspona i opterećenja opterećenja projektuju se grede razuđenog ili sandučastog sandučastogpoprečnog poprečnog preseka. preseka.

Kod mostova sa grednim sistemom konstrukcije grede se primenjuju kao glavni podužni i poprečni nosači. nosači. Gredni nosači se projektuju preko jednog jednog ili više raspona, pri čemu statički sistem zavisi od načina formiranja oslonaca i načina načina izrade veze sa drugim drugim elementima konstrukcije. konstrukcije. 55

AB grede


56

AB grede


Visina grednih nosača se određuje iz uslova ograničenja deformacija –– ugiba, a u zavisnosti od veličine raspona ili razmaka nultih tačaka momenata savijanja i iznosi: d ≈ (l0/10 do l0/12) (jedan raspon) d ≈≈ (l (l0/12 do l0/14) (više raspona)

gdje je: l0 -- razmak nultih točaka momentnog dijagrama l0 = =l za slobodno oslonjenu gredu; l0 = = 0.7⋅l za obostrano uklještenu uklještenu gredu; l0 = = 0.85⋅l za jednostrano uklještenu gredu. 57

AB grede


Gredni nosači se projektuju sa konstantnom ili promenljivom visinom poprečnog preseka. preseka. Kod kontinualnih grednih nosača je je ponekad ekonomski opravdano da se u području oslonaca visina grednih nosača povećava korićenjem vertikalnih pravolinijskih ili krivolinijskih vuta. vuta.

Lokalno povećanje visine grede pomoću vuta zbog većih oslonačkih momenata savijanja u odnosu na momente savijanja u polju 59

Širina grede je izražena u funkciji visine grede i iznosi: d/b = 1.5 –– 2.0 (čisto savijanje)

AB grede

58


Kada je je na osnovu opravdanih razloga visina nosača ograničena, projektuju se horizontalne vute povećanjem širine nosača. nosača.

60

10

AB grede

AB grede

armiranje grednih nosača

Armatura u grednim nosačima ima višestruku ulogu: ulogu: 

prihvata unutrašnje sile zatezanja zatezanja,, koje koje beton zbog male čvrstoće na zatezanje zatezanje ne može može da prenese,



povećava nosivost pritisnute zone preseka pri lomu,



sprečava pojavu prslina prevelike širine, širine, kod kod armiranobetonskih elemenata u eksploata eksploata-cionim uslovima, koje bi ugrozile normalnu upotrebu konstrukcije,




suprostavlja se nastanku prslina usled temperaturnih promena i skupljanja betona u slučaju kada su sprečene slobodne deformacije betonskih elemenata,



sprovode poprečno utezanje betonskog preseka čime se obezbeđuju veće granične dilatacije betona pri lomu lomu..

U AB konstrukcijama čelik je najskuplji materijal i treba ga odrediti tako da se dozvoljena naprezanja čelika u zoni zatezanja iskoriste u potpunosti.

61

AB grede

62

AB grede



Armaturu grednih nosača čine čine:: 

(šipke većeg prečnika, glavna podužna podužna armatura (šipke ∅>10), 10), postavljaju se u zategnutim zonama preseka po dužini nosača Glavna podužna armatura se kod uklještene grede postavlja donjoj zoni u polju i u gornjoj zoni kod uklještenja

Glavna podužna armatura se kod proste grede postavlja u donjoj zoni.

AB grede

63

AB grede


pritisak

pritisak

64


A – Prosta Prosta greda

zatezanje pritisak

zatezanje

Glavna podužna armatura se kod konzole postavlja u gornjoj zoni.

B –– Konzola C – Uklještena Uklještena greda

zatezanje

Glavna podužna armatura se kod kontinualne grede postavlja u donjoj zoni u poljima i u gornjoj zoni iznad oslonaca.

65

Položaj i oblik glavne podužne armature u zavisnosti od statičkog sistema grednog nosača

66

11

AB grede

AB grede


Armaturu grednih nosača čine i : 

konstruktivna podužna konstruktivna podužna armatura (šipke manjeg prečnika, 8<∅<16) 16) postavljena na određenom

rastojanju po visini nosača između donje i gornje glavne podužne armature, 

kosih poprečna armatura u obliku vertikalnih i kosih koja osim utezanja preseka, po potrebi uzengija koja


Naprezanje na smicanje se javlja Naprezanje javlja usled tendencije tendencije sila da slojeve grede u horizontalnim presecima smaknu jedan jedan u odnosu odnosu na drugi drugi.. Ista Ista pojava se javlja i u vertikalnim presecima. presecima. Rezultujući naponi smicanja izazivaju pojavu kosih Rezultujući pukotina,koje pukotina, koje su najizraženije u zoni oslonaca. oslonaca.

služi za prihvatanje naprezanja na smicanje. smicanje. Uzengije obezbeđuju pritisnutu armaturu od izvijanja.. izvijanja Uzengije se formiraju od tankih šipki ∅6 do ∅12 12.. Najčešće se izvode kao vertikalne, Najčešće vertikalne, ali se ponekad izvode i kao kose, obično pod uglom od 45°. 67

AB grede

AB grede

armiranje grednih nosača A

3

68


Presek AA-A

1 2 1

3

A

1 – Glavna podužna armatura, 2 – Konstruktivna podužna armatura, 3 – Poprečna armatura. Kose uzengije su najefikasnije sredstvo za prihvatanje smičućih naprezanja, ali su složenije za izvođenje od vertikalnih uzengija

AB grede

69

Načini armiranja grednih nosača u po prečnom preseku (pravougaoni i “T” preseci) 70

AB grede



Kod greda glavna armatura ima prvenstvenu namenu da prihvati napone zatezanja izazvane delovanjem momenata savijanja od različitih spoljašnjih dejstava. dejstava. Količina glavne armature i njen položaj u preseku se određuju na osnovu odgovarajućeg proračuna prema graničnoj nosivosti. nosivosti. Tehnički propisi, koji se primenjuju pri proračunu, definišu maksimalnu i minimalnu količinu glavne armature (obično opisanu pomoću procenta armiranja), u nastojanju da se izbegne pojava krtog armiranja), loma usled premale ili prevelike količine armature u preseku.. preseku

Princip armiranja nosača sistema proste grede 71

µmin=0.25% GA i µmin=0.20% RA

72

12

AB grede

AB grede


Pri tome raspored armature u poprečnom preseku mora da ispuni uslov uslov:: montaže armature, • Nesmetane montaže Normalnog ugrađivanja betona i • Normalnog armature. • Efikasnog prianjanja betona i armature.

73

AB grede

Uklonjena bočna oplata sa greda i stubova

Oplata i armatura za betoniranje greda

74

AB grede

75

AB grede

Kalupi za proizvodnju montažnih linijskih elemenata

76

AB grede

Proizvodnja montažnih linijskih elemenata 77

Proizvodnja montažnih linijskih elemenata

78

13

AB grede

AB grede

Montažna AB konstrukcija - dekompozicija

79

AB grede

Postavljanje montažnih AB greda

80

AB međuspratne konstrukcije Međuspratne konstrukcije su horizontalni, površinski elementi konstrukcije, čija je je osnovna uloga da celokupno opterećenje na jednoj jednoj etaži prenesu prenesu na noseće vertikalne elemente. elemente. Završna međuspratna konstrukcija naziva se krovna konstrukcija.. konstrukcija

Montažne AB grede i stubovi

81


Prema načinu izvođenja, AB konstrukcije se mogu podeliti na: konstrukcije na:  Monolitne,  Polumontažne i Montažne.  Montažne.

međuspratne

82

Monolitne AB međuspratne konstrukcije Ploče u jednom pravcu

Monolitne međuspratne konstrukcije izvode se betoniranjem na licu mesta uz upotrebu odgovarajuće skele i oplate. oplate.

Ploče su ravni površinski površinski nosači, kod kojih su dve dimenzije izrazito veće u odnosu na debljinu ploče. ploče.

Ovakav način izvođenja se smatra klasičnim načinom građenja i najčešći je je u praksi praksi..

Opterećenje deluje upravno na srednju ravan ploče i izaziva njeno savijanje. savijanje.

Osnovni nedostatak ovog sistema građenja je je činjenica da brzina i kvalitet izvođenja u velikoj meri zavise od atmosferskih uslova. uslova.

83

Ploče koje prenose opterećenje u jednom jednom pravcu (i to u pravcu kraćeg raspona) proračunavaju se kao linijski nosači. nosači. U statičkim proračunima ploče se šematski prikazuju tako da se paralelnom punom i isprekidanom linijom označava slobodan oslonac, a sa duplom punom 84 linijom puno uklještenje. uklještenje.

14


Monolitne AB međuspratne konstrukcije Ploče u jednom pravcu

Ploče u jednom pravcu lx << ly

Pri delovanju opterećenja, opterećenja, kod ovakvog tipa ploča, savijanje ploče je je dominantno u pravcu kraćeg raspona, odnosno veće krutosti. krutosti. Zbog Zbog toga se pri jednako raspodeljenom opterećenju, proračun proračun statičkih uticaja sprovodi za traku širine 1m i to za statičkih odgovarajući linijski nosač sa rasponom lx.

lx < ly

Pri delovanju opterećenja deformiše se cela ploča, ali zato što su deformacije u “y” pravcu sprečene sprečene (monolitna veza ploče i greda) u tom pravcu se javljaju momenti: momenti: My = = ν Mx ≈ 0.20M 0.20Mx Prosta greda

Kontinualna greda

Konzola

Oslonjena na 4 strane (ly>2l85 x)


Gde je je “ν” Poisson Poisson--ov koeficijent, čija je je vrednost za 86 beton između 0.16 ii 0.20. 20.


Ploče u jednom pravcu


Glavna armatura ploča proračunava se na osnovu osnovu momenta Mx ii postavlja se u kraćem pravcu (lx). Međutim, armatura se postavlja i u dužem dužem pravcu pravcu.. Naziva se podeona armatura i njena količina se, obzirom na odnos odnos My i Mx, usvaja u zavisnosti zavisnosti od količine glavne armature: armature: Aap == 0.20 Aa

Glavna armatura se uvek postavlja postavlja ispod podeone, tako da se obezbedi veća statička visina glavne armature u odnosu na podeonu, zato što su momenti Mx veći veći od My. Podeona armatura

Glavna armatura 87


88




Minimalna debljina ploča u jednom pravcu: dp,min = 7cm Izuzetno za krovne ploče ploče::

dp,min = = 5cm

Ploče preko kojih se kreću vozila: vozila:

dp,min = = 10 10cm cm

Ploče preko kojih se kreću teretna vozila vozila:: dp,min = = 12cm 12cm

Raspored armature

89

Najmanja debljina ploče se, bez proračuna i dokaza ugiba, približno određuje iz uslova uslova:: dp,min ≥≥ ll0/35 Gde je je “l0“ razmak između nultih tačaka momentnog dijagrama.. dijagrama 90

15



Krstasto armirane ploče Ploče koje prenose opterećenje u dva ortogonalna pravca ili krstasto armirane ploče su sve pravougaone ploče oslonjene na četiri strane kod kojih je je odnos raspona u dva ortogonalna pravca ly/lx ≤≤ 2. 2. Razlikuju se se:: pojedinačno oslonjene krstasto arm armirane irane ploče i  pojedinačno kontinualne krstasto armirane ploče.  kontinualne Pojedinačne ploče su oslonjene na sve četiri strane, duža strana ploče je je označena sa ly i postoji 9 mogućnosti različitog oslanjanja ivica ploče. ploče. Kontinualne ploče se oslanjaju na krajne i srednje oslonce (sistem međusobno povezanih pojedinačnih ploča). ploča). 91


Mogući načini oslanjanja pojedinačnih krstato armiranih ploča

92

Monolitne AB međuspratne konstrukcije U uglovima slobodno oslonjenih krstastoarmiranih ploča, u slučaju ploča, slučaju kada su uglovi ploča osigurani od odizanja, pojavljuju se momenti torzije koji izazivaju odizanja, napone zatezanja zatezanja u donjoj donjoj i gornjoj gornjoj zoni ugla ploče koje treba prihvatiti armaturom. armaturom. Najčešće se u tu svrhu primenjuje mreža postavljena u obe zone u uglu ploče. ploče.

y l

y l

y l

Primer kontinualne krstatoarmirane ploče 93


94

Monolitne AB međuspratne konstrukcije Kružne ploče ploče se proračunavaju prema uticajima u

AB ploče se često oslanjaju na grede – podvlake čiji statički sistem zavisi od broja polja ploča i mogu biti proste ili kontinualne grede sa i bez prepusta. Ove grede se, zbog monolitne veze sa pločom tretiraju se kao grede “T” ili “Г” preseka.

radijalnom i tangencijalnom tangencijalnom pravcu i najčešće najčešće imaju konstantnu debljinu ploče. konstantnu ploče. Kružna ploča se armira šipkama postavljenim u radijalnom i tangencijalnom pravcu, pravcu, pri čemu radijalne šipke armature ne mogu da se vode do centra ploče ploče,, već se jedan jedan deo armature prekida ranije, a srednji deo kružne ploče se armira ortogonalno postavljenim šipkama na jeda jedan od prikazanih načina načina.. Kružne ploče manjeg raspona mogu se proračunavati kao kvadratne kvadratne ploče i armirati ortogonalnom mrežom Raspon ekvivalentne kvadratne ploče je je u tom slučaju

Grede se oslanjaju na stubove ili na noseće zidove

lx=0,9 D, 95

gde je D prečnik kružne ploče. ploče

96

16



Primer armiranja kružne ploče (radijalna i tangencijalna armatura + ortogonalna u sredini ploče)

Primer armiranja male kružne ploče (ortogonalna armatura u sredini ploče)

97


Betoniranje ploče

Postavljeni podupirači i oplata za betoniranje ploča

98


Betoniranje ploče

99

AB grede

100

AB grede

Kalupi za proizvodnju montažnih AB ploča

Prizvedene i uskladištene montažne AB ploče 101

102

17

AB zidni nosači

AB zidni nosači

Zidni nosači su ravni, vertikalni površinski elementi konstrukcija opterećeni u svojoj srednjoj ravni. Nosač se proračunava kao zidni ako je odnos d/lo ≥ ≥0,5 gde je d - visina nosača, a lo - rastojanje nultih tačaka dijagrama momenta savijanja.

Zidni nosači nosači se kao element elementii pojavljuju pojavljuju u sklopu sklopu konstrukcija kod bunkera, silosa, podruma, krupnopanelnih sistemaitd sistema itd..

Rastojanje lo kod nosača na dva oslonca je jednako rasponu lo=l, a kod kontinualnih zidnih nosača se može usvjiti da je lo= 0,8 l za krajnja polja, odnosno da je lo= 0,6 l kod unutrašnjih polja

Opterećenje (raspodeljeno ili koncentrisano) obično deluje na gornjoj ili donjoj ivici zidnog nosača, mada u opštem slučaju može delovati na mestu koje se nalazi na proizvoljnoj visini zidnog nosača.. nosača Sile zatezanja je je potrebno prihvatiti armaturom koja se u obliku podužnih podužnih šipki armature postavlja po celoj dužini raspona u odgovarajućoj odgovarajućojzoni zoni nosača. nosača.

103

AB zidni nosači

104

AB zidni nosači

Položaj zategnute zone kod zidnih nosača različitih statičkih sistema

Način armiranja zidnih nosača, primer zidnog nosača sistema proste grede Šematski prkaz zidnih nosača i mogući položaji opterećenja

105

AB zidovi

106

Prethodno napregnute konstrukcije Glavni nedostatak armiranobetonskih konstrukcija –– veliki udeo sopstvene težine u ukupnom opterećenju konstrukcije,, je konstrukcije je posebno izražen kod većih konstrukcija i kod velikih raspona. raspona. Pored toga, pojava napona zatezanja izaziva pojavu prslina, prslina, čime se redukuje krutost AB konstrukcija, a to dovodi do povećanih ugiba. povećanih ugiba. Ovi problemi se u velikoj meri mogu prevazići primenom prethodnog prednaprezanja. prednaprezanja.

Oplata za AB zid

107

Suština ideje o prethodnom naprezanju je je da se u elementima konstrukcije u kojima se usled spoljašnjeg opterećenja javljaju opterećenja javljaju naponi zatezanja, pre nanošenja spoljašnjeg opterećenja, ostvari odgovarajuće odgovarajuće naponskostanje naponsko stanje pritiska. pritiska. 108

18

Prethodno napregnute konstrukcije


Da bi se u prethodno prethodno napregnutim elementima javili javili naponi zatezanja, prvo moraju biti iscrpljeni ovi “veštački” stvoreni naponi pritiska. pritiska. Primer:: gredni element sistema proste grede Primer (centrična sila prethodnog naprezanja)

Efekat unošenja centrične sile prethodnog naprezanja

109


Ako se zahteva da se u gredi ne jave jave naponi zatezanja u toku eksploatacije, greda se može prethodno opteretiti centričnom silom pritiska “N”, koja će izazvati napone pritiska: pritiska: σb = = σz Na pritisnutoj ivici naponi pritiska u betonu moraju, u tom slučaju, zadovoljiti uslov: uslov: 2σb = = σb,dop U ovom ovom slučaju, usled spoljašnjeg opterećenja “q”, može se iskoristiti samo polovina dopuštenog napona pritiska u betonu, jer jer je je druga polovina već potrošena prethodnim naprezanjem. naprezanjem. Vrednost sile prednaprezanja 1 iznosi:: iznosi N b d A =

⋅

⋅ σb =

2

b σ b,dop

110


Ekscentrična sila prethodnog naprezanja

Ekscentrična sila prethodnog naprezanja naprezanja

U cilju potpunog iskorišćenja napona pritiska u betonu pri dejstvu opterećenja “q”, napadna tačka sile prethodnog naprezanja se pomera pomera u donju donju polovinu polovinu preseka grede. grede. Na ovaj način dobija se da je je = σb,dop σb = Greda sada može da prihvati dvostruko veće spoljašnje Greda opterećenje, pri istoj vrednosti sile prethodnog naprezanja “N” uz potpuno eliminisanje napona zatezanja zatezanja na donjoj ivici preseka. preseka. 111


112


Prethodno naprezanje se najčešće primenjuje za za:: elemente međuspratnih konstrukcija  Montažne elemente velikih raspona (mostogradnja,  Konstrukcije sportske sale, sajamske hale)  Objekte u kojima se drže ili transportuju tečnosti, zato što je je eliminisana pojava prslina (rezervoari, vodotornjevi, cevovodi, brane) ploče modernih autoputeva,  Kolovozne aerodoromskih pista, železničkih pragova, stubova dalekovoda). dalekovoda). Prethodno naprezanje se može izvesti kao: kao: Naknadnoprethodno prethodno naprezanje i  Naknadno naprezanje.  Adheziono prethodno naprezanje.

Efekat unošenja ekscentrične sile prethodnog naprezanja u nosač sistema proste grede

113

Naknadnoprethodno Naknadno prethodno naprezanje Naknadno prethodno naprezanje naprezanje se izvodi na sledeći način:: način  Pre ugrađivanja betona u oplatu se postavljaju fleksibilne cevi od čeličnog lima, prema projektovanoj trasi kablova. kablova.  Kroz ove cevi se naknadno, nakon betoniranja provlače kablovi za prethodno naprezanje. naprezanje.  Kablove čine snopovi glatkih žica od visokovrednog čelika, prečnika ∅5 do ∅12 (obično 6-12 žica) ili užad dobijena upredanjem 3 do 7 žica manjeg prečnika.. prečnika 114

19



Naknadnoprethodno Naknadno prethodno naprezanje

Naknadnoprethodno Naknadno prethodno naprezanje

 Sila

 Nakon

prethodnog naprezanja se unosi u element konstrukcije zatezanjem kablova nakon očvršćavanja betona, tj. tj. kada je je dostignuta potrebna čvrstoća betona pri pritisku. pritisku.  Kablovi se na krajevima hvataju specijalnim hidrauličkim presama koje se oslanjaju na površinu betona preko preko čeličnih ploča. ploča.  “Povlačenjem” kabla vrši se njegovo zatezanje silom “Z”, a istovremeno se zbog oslanjanja prese na betonski element, u njega unosi sila pritiska “N”, koja je je jednaka jednaka sili zatezanja “Z” “Z”. 115


Prethodno napregnute konstrukcije Naknadnoprethodno Naknadno prethodno naprezanje

Naknadnoprethodno Naknadno prethodno naprezanje 

dostizanja potrebne sile “Z” kotvama i klinovima se fiksiraju krajevi kablova, čime se obezbeđuje trajno izduženje kabla i kada se uklone hidrauličke prese. prese.  Utezanje kabla može da se vrši sa oba kraja ili samo sa jednog jednog kraja betonskog elementa. elementa. U drugom slučaju kabl se na kraju koji se ne uteže, uteže, fiksira pomoću fiksne kotve, tzv. tzv. “mrtve” kotve. kotve. svetu postoje različiti sistemi naknadnog naknadnog  U predhodnog naprezanja, koje uglavnom razlikuju po konstrukciji opreme kojom kojom se postiže ukotvljenje kablova i po veličini sile u jednom jednom kablu kablu.. 116

U našoj zemlji primenjuje se sitem prethodnog naprezanja IMS (Institut za ispitivanja materijala Srbije).. Autor Srbije) Autor ovog sistema je je akademik Branko Žeželj, a rad na istraživanju istraživanju započeo je je još još davne 1949.. godine 1949 godine..

117


Normalna kotva (aktivna/pasivna) za sile 120-6440 kN

Fiksna kotva za sile 240-6440 kN

118


Adheziono prethodno naprezanje

Adheziono prethodno naprezanje

Kod ovog načina prethodnog naprezanja pre betoniranja se prvo betoniranja prvo zatežu žice izmežu dva snažna oporca, između kojih je je postavljena postavljena oplata za izradu betonskih elemenata, tako da žice nesmetano prolaze kroz otvore na krajevima oplate. oplate.

Posle betoniranja elemenata i dostizanja potrebne čvrstoće betona pri pritisku, presecaju se žice sa obe strane jednog jednog elementa. elementa. Nakon presecanja, žice teže da se vrate na prvobitnu dužinu, pa se usled pojave tangencijalnih napona između žica i betona, sila zatezanja sa žica prenosi kao sila pritiska na betonski element. element. Radi povećanja povećanja adhezije između čelika i betona, betona, za adheziono prednaprezanje koriste se tanje žice prečnika 2 – – 3mm, koje imaju veliki specifični obim. obim.

Šematski prikaz staze za adheziono prethodno naprezanje

119

Više žica (do 5 komada) se na licu mesta upreda u uže ili se koriste gotova užad užad.. 120

20

Prethodno napregnute konstrukcije Adheziono prethodno naprezanje Zbog relati relativno malih sila u žicama kod ovog sistema, u odnosu na sile koje se mogu ostvariti naknadnim prethodnim naprezanjem, elementi koji se naprežu adhezionim prednaprezanjem su manjih dimenzija i raspona.. raspona Najčešće se prednaprežu rožnjače, korube, stubovi dalekovoda i sl sl..

Tipični poprečni preseci adheziono prethodno napregnutih elemenata 121

Staza za prednaprezanje kapaciteta 8000 kN

21

20 KMG 2009 - Konstrukcije i Gradjenje [Compatibility Mode]

Recommend Documents