AK III PRIMENA METALNIH KONSTRUKCIJA. Dr Dragan Kostić, v.prof. Predavanje 02 10/22/2014

Transcript

1 AK III Predavanje 02 PRIMENA METALNIH KONSTRUKCIJA Dr Dragan Kostić, v.prof. 1

2 Primena metalnih konstrukcija Metali u primeni Čelik, Aluminijum 2

3 Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik); Mostovi Hale velikih raspona Visoke zgrade Specijalni objekti 3

4 Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik); Mostovi Hale velikih raspona (industrija, sport, sajmišta, aerodromi, žel.stanice...) Visoke zgrade Specijalni objekti 4

5 Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik); Mostovi Hale velikih raspona Visoke zgrade (poslovne, bolničke, školske, garaže) Specijalni objekti 5

6 Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik) Mostovi Hale velikih raspona Visoke zgrade Specijalni objekti (tornjevi, dalekovodi, rezervoari, platforme) 6

7 Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 7

8 Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 8

9 Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 9

10 Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 10

11 Opšte karakteristike metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije od gvožđa pojavile su se pre nešto više od 200 god. Čelik je u građevinarstvu najzastupljeniji materijal za noseće konstrukcije Čelične konstrukcije poseduju specifična svojstva i značajne tehničke i funkcionalne prednosti 11

12 Karakteristike metalnih konstrukcija Visoka mehanička svojstva σ č = MPa, σ B =24-40MPa Male dimenzije i težine oko 6x manji poprečni presek od AB, oko 1,8x maja težina od AB skeleta Oko 3x manja težina od zidane zgrade Industrijalizovana proizvodnja (<20% montažnih radova) Laka manipulacija, transport i montaža Relativno lako fundiranje Velika seizmička otpornost Fleksibilnost i adaptabilnost Mogućnost demontaže i trajna vrednost 12

13 Karakteristike metalnih konstrukcija Rekorde u gradnji nosećih struktura drže čelične konstrukcije Jedino razumno rešenje za mostove velikih raspona, hale velikih površina, zgrade visoke spratnosti, visokih tornjeva i jarbola 13

14 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Ruda gvožđa (ferit, magnezit, hematit, limonit, pirit) Od starog veka (Egipat, Kina, Feničani...) zna se za gvožđe ali ne i kako je tehnološki dobijano Male količine Fe su se proizvodile u niskim šahtnim pećima za oružje i alate Početkom XV veka usavršen je postupak livenja za topove visoke peći, oksidacija pomoću koksa i velikih mehova povećava se proizvodnja Fe i nj. primenu 14

15 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija I konstrukcija od Fe u svetu (liveno Fe) Kolbrukdejl (Eng.), , L=30,6m, 5 segmentnih lukova na 3 zgloba, e=1,5m 15

16 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija ulazi u primenu Pudel-proces (Fe iz visokih peći se u Pudel-pećima dovođenjem toplog vazduha i mešanjem oslobađa uglenika, silicijuma i mangana) VARENO Fe (vrlo slično današnjem) Pojava prvih profila-valjanih Ferdinand Zores (Fra.) 16

17 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Teorijske osnove proračuna i izvođenja postavili su: Navier, Lame, Clapeiron, Levie (Fra.) Kremona, Kastigliano (Ita.) Bernoulli, Euler (Švajc.) Maxwell (Eng.) Winkler, Culmann, Ritter, Mohr (Nem.) 17

18 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Pronalazak topljenog čelika Hanry Bessemer (okretne kruškaste posude) redukuje C Most Sent Luis preko r. Misisipi m 18

19 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Postupci koji su doveli do masovne proizvodnje tzv. Topljenog čelika Simens-Martinov, Tomasov (i dana sje u upotrebi) Brookline Bridge on East River, L=486m 19

20 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - zgradarstvo međuspratna konstr. Kuće u Bulonju L=6,5m Halle aux Bles u Parizu, Kupola raspona 13,9m od livenog Fe 20

21 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - zgradarstvo Crystal Palace u Londonu (1. Svetska izložba) Objekat je izgrađen za 17 nedelja 21

22 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Ajfelov toranj, h=300m 41 god. držao primat najvišljeg objekta 22

23 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija okvirni čelični sistem 20-spratne Bruce Price s American Surety Building (New York), h=93m 23

24 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Metropolitan Tower (New York) 53 sprata, h=215m 24

25 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Woolworth Building, New York, 55 spratova, h=231,8m 25

26 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Empire State Building, New York, 102 sprata, h=381m 26

27 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi Najznačajniji viseći mostovi velikih raspona u svetu su: 27

28 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi L=1298m 28

29 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi L=1410m 29

30 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi L= m 30

31 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 31

32 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 32

33 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 33

34 Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi prva ortotropna kolovozna ploča koja povezuje gornji pojas rešetki 34

35 Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu Osim ramovskih i grednih sistema sa punozidnim i rešetkastim čeličnim nosačima, za zgrade velikih rasšpona se naročito promenjuju i drugi KS: Prostorne rešetke: A. Šoping centar u Singapuru, B. Nacionalna arena u Birmingemu, C. Stadion Poljud u Splitu Viseći sistemi Šatorasti sistemi 35

36 Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu Viseći sistemi: A. EuropaHalle u Karlsrueu (Nem. 1978), B: Velika hala Morača u Podgorici 1981, C: Klizalište u Johaneshovu (Štokholm, Švedska 1956), D. Dorton arena u Rejliju (Sev.Karolina, SAD 1956) 36

37 Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu Šatorasti sistemi A. Olimpijski park u Minhenu (1972) B. Georgia dome u Atlanti, 1992 C. Stadion u Durbanu,

38 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi visokih zgrada 38

39 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi visokih zgrada Modularni raspored snopova cevi Sears Tower u Chicag-u, 9 cevi 22,5x22,5m 39

40 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi visokih zgrada Rešetkasti spoljni okvir John Hancock centre u Čikagu, 100 spratova 40

41 Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu 41

42 Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu 42

43 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Hala sportova Pionir u Beogradu

44 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Hala sportova Pionir u Beogradu

45 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije SPENS u Novom Sadu,

46 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Milenijum u Vršcu,

47 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije 47

48 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije 48

49 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije 49

50 Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Krov stadiona Crvene zvezde u Beogradu 50

51 Vrste čeličnih proizvoda i njihova primena 1. Vruće valjani proizvodi Štapovi, Limovi, Profilisani nosači, Šuplji profili 2. Hladno oblikovani proizvodi Valjanjem iz ravne trake, Previjanjem ravne trake u presi u posebnom alatu 51

52 VRUĆE VALJANI PROIZVODI Najviše zastupljeni proizvodi u nosećim konstrukcijama, 52

53 Štapovi Proizvodi se u obliku: Pljošteg čelika Širokog (univerzalnog) pljošteg čelika Ugaonika T i Z-profila Malih U i I-profila visine h<80mm Okruglog, kvadratnog i šestougaonog čelika 53

54 Štapasti čelik Pljošti čelik b.d...l Debljine d=5-60mm, širine b=10-150mm, dužina L=3-15m Široki pljošti čelik b.d...l Debljine d=5-60mm, širine b= mm, dužina L=3-12m Koristi se za izradu pojasnih lamela zavarenih I nosača Valjan sa 4 valjka: 2 horiz. i 2 vert. 54

55 Štapasti čelik Ugaonici L h.c.d...l Valjaju se između kalibrisanih valjaka Ravnokraki (1:1) i raznokraki (1:1,5 ili 1:2) Izrađuju se u 3 ili 4 debljine 55

56 Štapasti čelik T-profili T 2c.h.d...l Z-profili (vrlo retko se danas upotrebljavaju) 56

57 Štapasti čelik Okrugli i Kvadratni čelik 57

58 Limovi Valjaju se u oba pravca, kasnije se obrezuju Fini limovi d<3mm Srednji limovi 3mm do 4,75mm Grubi limovi d>4,75mm do 60mm i više Dužina limova 10m Širina do 4,6m Po obradi površina mogu biti: Glatki Rebrasti Bradavičasti Perforirani 58

59 Limovi 59

60 Profilisani nosači Valjaju se u 2 osnovna oblika U i I-profili Osnovni konstrukcioni elementi za grede i stubove Isporučuju se u dužinama 8m do 15m Nagib nožice 14% (I), 8% (U) Poluprečnik krivine r=debljini rebra 60

61 Profilisani nosači 61

62 Profilisani nosači Profili sa širokim paralelnim nožicama IP-nosači IPE evropski IP-nosači (Laka serija HEA, Normalna serija HEB 62

63 Profilisani nosači Profili sa širokim paralelnim nožicama IP-nosači IPE evropski IP-nosači (Ojačana serija HEM, serija za stubove HD) 63

64 Šuplji profili Konstrukcioni elementi koji u poprečnom preseku imaju kružni, kvadratni ili pravougaoni prsten Proizvodi se od rondele valjanjem u vrućem stanju u kvadratni ili pravougaoni prsten Izrađuju se kao šavni i bezšavni profili 64

65 HLADNO OBLIKOVANI PROIZVODI DEFORMACIJA LIMOVA U HLADNOM STANJU Valjanjem iz ravne trake kroz seriju valjaka Previjanjem ravne trake na presi u posebnom alatu Primenjuju se za lake konstrukcije: Standardizovni elementi (rožnjače, fasadne rigle) Tipizirane hale 65

66 HOP HOP se proizvode kao Otvoreni profili d=1,5mm do 6mm Šuplji profili d=1,5mm do 6mm Profilisani limovi Ravni limovi i trake 66

67 HOP HOP se proizvode kao Otvoreni profili d=1,5mm do 6mm Šuplji profili d=1,5mm do 6mm Profilisani limovi (pocinkovani, plastificirani, d=0,6mm do 1,4mm) Ravni limovi i trake 67

68 OSTALI PROIZVODI Automatski zavareni nosači 68

69 OSTALI PROIZVODI Saćasti profili sa istom masom profila dobija novi proizvod veće visine Bitno se povećavaju statičke karakteristike, čime mu se povećava nosivost i krutost. 69

70 OSTALI PROIZVODI Užad i kablovi 70

71 OSTALI PROIZVODI Istegnuti metal zasecanje ravnog lima i razvlačenje 71

72 ALUMINIJUMSKI PROIZVODI Profili Limovi 72

73 Aluminijumski profili Nožice su paralelne Profili su jednostavni ili razuđeni 73

74 Aluminijumski limovi Ravni Naborani (trapezasti) Jednostruki Dvostruki sa termoizolacijom 74

75 Aluminijumski limovi 75

76 Literatura Konstruktivni sistemi u arhitekturi, D.Kostić G.Radivojevic, GAF Niš Čelične konstrukcije, Marta Sulyok-Selimbegović, AF Zagreb Ауторизована предавања проф. Др. М. Дамњановића Буђевац Металне конструкције у зградарству, Грађевинска књига, Београд, Web sajtovi... FOR MORE INFO... 76

77 2452/NK2%20- %209.Skeletne%20celicne%20konstrukcije%20u%20visoko gradnji.pdf ContShow&cat=47&id=11305&Itemid=40 77

78 Pitanja? 78