SPREGNUTE PLOČE
Spregnuta ploča na profilisanom limu Armatura
Beton izveden na licu mesta
Očvršćavanjem betona ostvaruje se spregnuto dejstvo između betona i čeličnog profilisanog lima. PROFILISANI LIM
Istorijat 1930 1930 SAD – lim se kori koristi sti kao kao oplata oplata o1950 Profilisani lim počinje da se koristi kao zategnuta armatura oProfilisani lim ima ulogu zategnute armature o
Upotreba spregnutih ploča • Javni objekti • Garaže • Poslovni objekti • Rekonstrukcija i sanacija
Prednosti primene • Manja sopstvena težina • Profilisani lim kao radna platforma • Profilisani lim kao oplata • Profilisani lim kao element za ukrućenje • Adaptibilnost • Ujednačen kvalitet • Brzina izvođenja
Oplata
Element ukrućenja
Radna platforma
Spregnta ploča • Proračun prema SRPS EN 1994-1-1 • Spregnute međuspratne ploče koje nose samo u pravcu
rebara • Koriste se limovi sa malim razmakom rebara br /bs<0,6 • U objektima zgradarstva sa pretežno statičkim opterećenjem, uključujući i industrijske objekte kod kojih međuspratne konstrukcije mogu biti izložene pokretnom opterećenju • U slučaju korisnog opterećenja dinamičkog karaktera – dodatne analize i dokazi podužnog smičućeg spoja
Načini sprezanja
Mehaničko sprezanje (udubljenja i sipupčenja)
Sprezanje trenjem (oblik rebra zasečen)
Ankerovanjem na kraju
Ankerovanje deformacijom rebra
Geometrijske karakteristike
Konstruktivno oblikovanje o
Ukupna debljina spregnute ploče h >80 mm
o
Debljina betona iznad profilisanog lima hc>40 mm.
o
Ploča spregnuta sa gredom ili kada ploča ima ulogu krute dijafragme: h >90 mm i hc>50 mm
o
o
Odnos l/h<32 za ploče statičkog sistema prost grede Minimalna količina armature u oba pravca 80mm 2/m i postavlja se u visini betona iznad profilisanog lima hc
o
Maksimalno rastojanje šipki armature min (350 mm ; 2 h)
Uloga armature u ploči Da se ostvari raspodela linijskog ili koincentrisanog opterećenja oNosivost na dejstno požara oLokalna armatura oko otvora u ploči o Armatura u gornjoj zoni na mestima negativnih vrednosti momenata savijanja kod kontinualnih ploča o Za kontrolu prslina u betonu usled skupljanja betona o
Maksimalni prečnik agregata Maksimalni nominalni prečnik zrna agregata ne sme da prekorači sledeće minimalne dimenzije konstrukcije
o
Uslovi oslanjanja spregnute ploče • Oslanjanje na čelik i beton l bc=75 mm ; l bs=50 mm • Oslanjanje spregnute ploča na druge materijale l bc=100 mm ; l bs=75 mm
Profilisani lim Čelični profilisani lim minimalno f yp = 24,0 kN/cm2 oDebljina lima od 0,7 do 2,00 mm oŠirina uvale (rebra) b O > 50 mm o
Profilisani lim kao oplata
Opterećenje profilisanog lima u toku izvođenja Sopstvena težina i težina betonske mase o Opterećenje od radne snage i opreme za betoniranje, uključujući lokalna nagomilavanja betona, kao i udarne i vibracijske sile koje se mogu javiti za vreme građenja o Opterećenja od uskladištenog materijala o Efekat "ulegnuća" (povećanje debljine betona usled ugiba lima) mora se uzeti u obzir pri dokazu nosivosti kada je ugib profilisanog lima veći od h/10 o Efekat ulenuća se uzima kao dodatna masa svežeg betona na celoj površini ploče debljine 0,7 δ o
• Profilisani čelični lim koristi kao oplata za svež beton, i
lim može biti oslonjen na privremenim osloncima (poduprt) ili nepoduprt
(a)Položaj opterećenja u toku građenja na površini 3 m x 3 m inteziteta 1,5 kN/m 2 (b)Položaj jednakopodeljenog opterećenja za vreme građenja 0,75 kN/m2 (c)Sopstvena težina betona
Ganično stanje nosivosti i upotrebljivosti • Poprečni preseci klase 4 • Primenom elastične analize • Proračunski moment nosivosti profilisanog lima
W eff Efektivni elastični otporni moment poprečnog preseka prema SRPS EN 1993-1-3 f yp,d Proračunska granica razvlačenja profilisanog lima
• Maksimalni dozvoljeni ugib profilisanog lima s,max = min (20mm , L/180)
19
Profilisani lim kao element za stabilizaciju konstrukcije
20
Granična nosivost spregnute ploče
- Nosivost na savijanje M Rd (I-I) - Nosivost na podužno smicanje između profilisanog lima i betona, na dužini smicanja L s, Vl,Rd (II-II) ; - Nosivost na vertikalno smicanje V v,Rd ( III-III) - Nosivost na smicanje od probijanja ploče usled koncentrisanih opterećenja V p,Rd.
Efektivna širina ploče
bm
b p
2 hc hf
Efektivna širina mora biti manja od širine ploče za ploče sa jednim rasponom i krajnja polja kontinualnih ploča
bem bm 2 L p 1
L p
L
za unutrašnja polja kontinualnih ploča
L p bem bm 1,33 L p 1 L za vertikalno smicanje
L p bev bm L p 1 L gde je: Lp rastojanje od težišta opterećenja do najbližeg oslonca L raspon.
23
Nosivost na savijanje spregnute ploče o
određuje se prema teoriji plastičnosti
o
usvajaju se iste pretpostavke kao kod proračuna nosivosti na savijanje preseka spregnute grede
profilisani lim napregnut do svoje proračunske granice razvlačenja fyp,d . U slučaju pozitivnog momenta savijana: o
- Plastična neutralna osa u betonskom delu preseka - Plastiča neutralna osa u delu ploče na mestu profilisanog
lima
Nosivost na savijanje M Rd + Plastična neutralna osa u betonskoj ploči
o
N cf aksijalna sila u potpuno plastifikovanom betonu
o
N p aksijalna sila u plastifikovanom čeličnom profilisanom
limu o Ap efektivna površina poprečnog preseka zategnutog profilisanog čeličnog lima (zanemaruje se širina udubljenja i ispupčenja lima) o d rastojanje od gornje ivice ploče do težišta efektivne p površine poprečnog preseka profilisanog čeličnog lima o b širina razmatranog dela poprečnog preseka ploče o
xpl položaj plastične neutralne ose u odnosu na ivicu betona (x=xpl)
Nosivost na savijanje M Rd + Plastična neutralna osa u profilisanom limu
Zanemarivanjem betona u rebrima profilisanog lima M pa proračunski moment pune plastičnosti za efektivni poprečni presek profilisanog čeličnog lima h ukupna debljina ploče M pr edukovani moment pune plastičnosti profilisanog lima e r astojanje od težišta efektivne površine profilisanog lima do donje ivice ep rastojanje plastične neutralne ose efektivne površine profilisanog čeličnog lima do donje ivice.
Nosivost na savijanje M Rd -
Plastična neutralna osa u profilisanom limu
Nosivost spregnute ploče na podužno smicanje Razlikuju se dva moguća slučaja
o
• Ploče ankerovane na kraju • Ploče nisu ankerovane na kraju
Metode proračuna
o
• „m-k“ metoda za ploče koje nisu ankerovane na
kraju (ploče sa mehaničkim sprezanjem ili sprezanjem trenjem) • Metoda parcijalnog smičićeg spoja (svi slučajevi), primenjuje se isključivo kada je ponašanje spoja duktilno
Ponašanje podužnog smičućeg spoja • Ako je opterećenje pri lomu minimum 10% veće od
opterećenja pri kojem dolazi do prokizavanja krajeva spoja betona i profilisanog lima veće od 0,1 mm ponašanje ploče se može karakterisati kao duktilno.
„m-k“ Metoda • Nosivost na podužno smicanje spregnute ploče: •‚ b d p m A p V l , Rd k V Ed vs b Ls • gde su: • m, k empirijski koeficijenti koji se određuju ispitivanjem • u saglasnosti sa Prilogom B SPRS EN 1994-1-1, dužina smicanja definisana u zavisnosti od • Ls dispozicije opterećenja •
• γ vs =1,25, • Ap nominalna površina poprečnog preseka profilisanog lima,
„m-k“ Metoda – Empirijski koefisijenti prema SRPS EN 1994-1-1 Prilog B
Metoda parcijalnog smičućeg spoja • Može se koristiti i za ploče koje su ankerovane na kraju
Osa profilisanog lima
Plastična neutralna osa
N c u , Rd b L x N cf
z h 0,5 x pl e p e p e
N c A pe f yp ,d
• U svakom poprečnom preseku spregnute
ploče mora biti zadovoljen uslov M Ed≤М Rd • u,Rd proračunska čvrstoća pri smicanju dobijena
ispitivanjem ploče • Lx rastojanje od poprečnog preseka koji se razmatra do najbližeg oslonca • b širina razmatranog dela poprečnog preseka ploče
Dokaz nosivosti smičućeg spoja
M Ed≤М Rd
Ankerovanje ploče na kraju raspona
Sila N c se uvećava za nosivost moždnika
Ankerovanje profilisanog lima na kraju Ankerovanje profilisanog lima moguć je: - Zavarenim moždanicima - Armaturom Ukoliko se za ankerovanje na kraju koristi moždanik sa glavom zavaren za čelični nosač kroz profilisani lim, za njegovu proračunsku nosivost treba uzeti manju od sledećih vrednosti: P Rd
nosivost na smicanje
P pb,Rd nosivost na pritisku po omotaču rupe profilisanog lima
Nosivost profilisanog lima na pritisak po omotaču rupe k 1 a / d do 6,0
P pb , Rd k d d 0 t f yp , d ddo prečnik kružnog prstenastog šava ddo=1,1d
Dužina smičućeg spoja Ls=/4
Ls=a U slučaju kontinualnih spregnutih ploča može se razmatrati ekvivalentna prosto oslonjena ploča sa jednim poljem, za čiji raspon treba uzeti: o 0.8L za unutrašnja polja o 0,9L za krajnja polja o
Nosivost spregnute ploče na vertikano smicanje • Nosivost spregnute ploče na vertikalno smicanje V v,Rd i V p,Rd nosivost na proboj Kritičan obim
Opterećena površina
spregnute ploče opterećene koncentrisanom silom, određuje se prema SRPS EN 1992-1-1,
Kritični obim Cp prikazan je na slici
Nosivost spregnute ploče na vertikano smicanje V Rd ,c C Rd ,c k 100 f ck
1/ 3
k 1 cp b0 d
Minimalna vrednost nosivosti na smicanje V Rd ,c 0,40 f ctd k 1 cp b0 d • k1=0,15 • CRd,c=0,18 / γc • Vmin=0,035 k
3/2
f ck 1/2
• f ck Karakteristična čvrstoća betona pri pritisku [MPa] • f cdt Pproračunska čvrstoća betona na zatezanje [MPa]; •
k 1
•
i
200
Asl bo d
d
2,0
d [mm]
površina zategnute armature
• σ cp Napon usled prethodnog naprezanja
Nosivost na proboj • Nepoduprte ploče armirane sa armaturom ne manje
površine od 0,2% površine betona iznad profilisanog lima odnosno (0,4% za poduprte ploče) imaju potrebu nosivost na proboj za opterećenje: • Koncentrisanom silom inteziteta 5,0 kN • Jednakopodeljenim opterećenjem inteziteta 7,5 kN/m 2
Granično stanje upotrebljivosti x
c
h
p
d
h p
h
bci b x 2 x
A p d p
2n b x n
x
A p
I eff
b x
3
3 n
n A p b
2b d p 1 1 A p n
A p d p x I ap 2
Granično stanje upotrebljivosti • Za kontinualne ploče računate kao prosto oslonjene,
površina poprečnog preseka armature za sprečavanje prslina iznad rebara ne sme biti manja od 0,2% površine poprečnog preseka betona iznad rebara, za nepoduprte konstrukcije (0,4% za poduprte konstukcije) • Proračun ugiba se može izostaviti ako su zadovoljena oba sledeća uslova: • Ako su odnos raspoana i visine spregnute ploče u granicama
definisanim u EN 1992-1-1 • Ako ispitivanjem određeno opterećenje pri početnom proklizavanju (definisano kao opterećenje koje izaziva proklizavanje na kraju od 0,5 mm) prekoračuje proračunsko eksploataciono opterećenje pomnoženo sa 1,2
Otpornost na dejstvo požara u 2
u 1
3
u 1
u
Арматура
Арматура
1
1 u1
1 u2
u 2 3
u
1 u3
Standardno vreme trajanja požara [minuta]
Temperatura armature [ºC]
60
s 1175 350 810 C 3,3
90
s 1285 350 880 C 3,6
120
s 1370 350 930 C 3,8
180
s 1490 350 1000 C 4,0
240
s 1575 350 1050 C 4,2
Otvori u spregnutoj ploči • Otvori u spregnutoj ploči se smeju praviti bez ojačanja
zone ploče oko otvora ako je prečnik otvora manji od min(150mm; h)
Formiranje otvora u spregnutoj ploči
Подвлака ч а с о н и н д о П
Подвлака
а к а л в д о П
а к а л в д о П
Правац ребара спрегнуте плоче
ч а с о н и н д о П
Konstruktivni detalji
Konstruktivni detalji
Konstruktivni detalji
