AK III Predavanje 02 PRIMENA METALNIH KONSTRUKCIJA Dr Dragan Kostić, v.prof. 1
Primena metalnih konstrukcija Metali u primeni Čelik, Aluminijum 2
Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik); Mostovi Hale velikih raspona Visoke zgrade Specijalni objekti 3
Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik); Mostovi Hale velikih raspona (industrija, sport, sajmišta, aerodromi, žel.stanice...) Visoke zgrade Specijalni objekti 4
Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik); Mostovi Hale velikih raspona Visoke zgrade (poslovne, bolničke, školske, garaže) Specijalni objekti 5
Primena metalnih konstrukcija Noseće konstrukcije (čelik) Mostovi Hale velikih raspona Visoke zgrade Specijalni objekti (tornjevi, dalekovodi, rezervoari, platforme) 6
Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 7
Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 8
Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 9
Primena metalnih konstrukcija Sekundarni elementi Za pokrivanje Fasadni elementi Laki pregradni zidovi Spušteni plafoni 10
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
Karakteristike metalnih konstrukcija Visoka mehanička svojstva σ č =240-560MPa, 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
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
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 1735. visoke peći, oksidacija pomoću koksa i velikih mehova povećava se proizvodnja Fe i nj. primenu 14
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija I konstrukcija od Fe u svetu (liveno Fe) Kolbrukdejl (Eng.), 1777-79, L=30,6m, 5 segmentnih lukova na 3 zgloba, e=1,5m 15
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1784. 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 1839. Ferdinand Zores (Fra.) 16
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
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija Pronalazak topljenog čelika 1855. Hanry Bessemer (okretne kruškaste posude) redukuje C 1874. Most Sent Luis preko r. Misisipi 153+159+153m 18
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1880. Postupci koji su doveli do masovne proizvodnje tzv. Topljenog čelika Simens-Martinov, Tomasov (i dana sje u upotrebi) 1883. Brookline Bridge on East River, L=486m 19
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - zgradarstvo 1785. međuspratna konstr. Kuće u Bulonju L=6,5m 1811. Halle aux Bles u Parizu, Kupola raspona 13,9m od livenog Fe 20
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - zgradarstvo 1851. Crystal Palace u Londonu (1. Svetska izložba) Objekat je izgrađen za 17 nedelja 21
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1876. Ajfelov toranj, h=300m 41 god. držao primat najvišljeg objekta 22
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1892. okvirni čelični sistem 20-spratne Bruce Price s American Surety Building (New York), h=93m 23
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1909. Metropolitan Tower (New York) 53 sprata, h=215m 24
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1913. Woolworth Building, New York, 55 spratova, h=231,8m 25
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija 1930. Empire State Building, New York, 102 sprata, h=381m 26
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi Najznačajniji viseći mostovi velikih raspona u svetu su: 27
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi L=1298m 28
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi L=1410m 29
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi L=960+1990+960 m 30
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 31
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 32
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 33
Istorijski razvoj metalnih konstrukcija - mostovi 1948. prva ortotropna kolovozna ploča koja povezuje gornji pojas rešetki 34
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
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
Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu Šatorasti sistemi A. Olimpijski park u Minhenu (1972) B. Georgia dome u Atlanti, 1992 C. Stadion u Durbanu, 2010 37
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi visokih zgrada 38
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi visokih zgrada Modularni raspored snopova cevi Sears Tower u Chicag-u, 9 cevi 22,5x22,5m 39
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi visokih zgrada Rešetkasti spoljni okvir John Hancock centre u Čikagu, 100 spratova 40
Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu 41
Primena metalnih konstrukcija u zgradarstvu 42
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Hala sportova Pionir u Beogradu 1973. 43
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Hala sportova Pionir u Beogradu 1973. 44
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije SPENS u Novom Sadu, 1981 45
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Milenijum u Vršcu, 2001. 46
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije 47
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije 48
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije 49
Metalne konstrukcije u modernoj arhitekturi Srbije Krov stadiona Crvene zvezde u Beogradu 50
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
VRUĆE VALJANI PROIZVODI Najviše zastupljeni proizvodi u nosećim konstrukcijama, 52
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
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=151-1250mm, dužina L=3-12m Koristi se za izradu pojasnih lamela zavarenih I nosača Valjan sa 4 valjka: 2 horiz. i 2 vert. 54
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
Štapasti čelik T-profili T 2c.h.d...l Z-profili (vrlo retko se danas upotrebljavaju) 56
Štapasti čelik Okrugli i Kvadratni čelik 57
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
Limovi 59
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
Profilisani nosači 61
Profilisani nosači Profili sa širokim paralelnim nožicama IP-nosači IPE evropski IP-nosači (Laka serija HEA, Normalna serija HEB 62
Profilisani nosači Profili sa širokim paralelnim nožicama IP-nosači IPE evropski IP-nosači (Ojačana serija HEM, serija za stubove HD) 63
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
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
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
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
OSTALI PROIZVODI Automatski zavareni nosači 68
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
OSTALI PROIZVODI Užad i kablovi 70
OSTALI PROIZVODI Istegnuti metal zasecanje ravnog lima i razvlačenje 71
ALUMINIJUMSKI PROIZVODI Profili Limovi 72
Aluminijumski profili Nožice su paralelne Profili su jednostavni ili razuđeni 73
Aluminijumski limovi Ravni Naborani (trapezasti) Jednostruki Dvostruki sa termoizolacijom 74
Aluminijumski limovi 75
Literatura Konstruktivni sistemi u arhitekturi, D.Kostić G.Radivojevic, GAF Niš 2011. Čelične konstrukcije, Marta Sulyok-Selimbegović, AF Zagreb Ауторизована предавања проф. Др. М. Дамњановића Буђевац Металне конструкције у зградарству, Грађевинска књига, Београд, 2006. Web sajtovi... FOR MORE INFO... 76
http://www.gradst.hr/portals/9/propertyagent/1167/files/ 2452/NK2%20- %209.Skeletne%20celicne%20konstrukcije%20u%20visoko gradnji.pdf http://portal.buildrazvoj.com/index.php?option=com_deeppockets&task=cat ContShow&cat=47&id=11305&Itemid=40 77
Pitanja? 78