PowerPoint Presentation

Транскрипт

1 SK - P01 1 SPREGNUTE KONSTRUKCIJE OD ČELIKA I BETONA Doc. dr Milan Spremić Nina Gluhović

2 SK - P01 2 Organizacija predmeta Fond časova: 2+1 (u letnjem semestru) Šifra predmeta: B2K4CB ESPB: 4 Predavanja: Obavezno prisustvo Vežbe: Obavezno prisustvo Ocenjivanje: Testovi (teorijski) Kolokvijumi (računski) Elaborat Pismeni ispit Usmeni ispit

3 SK - P01 3 Bodovanje Predispitne aktivnosti Bodovi Elaborat 35 Testovi 10 Kolokvijum + Usmeni Ispit Usmeni 30 Uslov za potpis: Završen i pozitivno ocenjen elaborat (min 16 bodova)! Minimum 20 bodova na predispitnim aktivnostima (elaborat+testovi)! Napomene: 1. Svaki deo ispita je eliminatoran!

4 SPREGNUTE PLOČE

5 SK - P01 5 Samostalni rad studenta Dispoziciono rešenje međuspratne konstrukcije Spregnuta ploča Spregnuti podni nosač Spregnuti stub Grafički prilog, konstruktivni detalj

6 Spregnuta ploča na profilisanom limu Armatura Beton izveden na licu mesta PROFILISANI LIM Očvršćavanjem betona ostvaruje se spregnuto dejstvo između betona i čeličnog profilisanog lima.

7 Istorijat o1930 SAD lim se koristi kao oplata o1950 Profilisani lim počinje da se koristi kao zategnuta armatura oprofilisani lim ima ulogu zategnute armature

8 Upotreba spregnutih ploča Javni objekti Garaže Poslovni objekti Rekonstrukcija i sanacija

9 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

10 Oplata Element ukrućenja Radna platforma

11 Spregnta ploča Proračun prema SRPS EN Spregnute međuspratne ploče koje nose samo u pravcu rebara Koriste se limovi sa malim razmakom rebara b r /b s <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

12 Načini sprezanja Mehaničko sprezanje (udubljenja i sipupčenja) Ankerovanjem na kraju Sprezanje trenjem (oblik rebra zasečen) Ankerovanje deformacijom rebra

13 Geometrijske karakteristike

14 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 oodnos l/h<32 za ploče statičkog sistema prost grede o 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 ; 2h)

15 Uloga armature u ploči oda se ostvari raspodela linijskog ili koincentrisanog opterećenja onosivost na dejstno požara olokalna armatura oko otvora u ploči oarmatura u gornjoj zoni na mestima negativnih vrednosti momenata savijanja kod kontinualnih ploča o Za kontrolu prslina u betonu usled skupljanja betona

16 Maksimalni prečnik agregata omaksimalni nominalni prečnik zrna agregata ne sme da prekorači sledeće minimalne dimenzije konstrukcije

17 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

18 Profilisani lim očelični profilisani lim minimalno f yp = 24,0 kn/cm 2 odebljina lima od 0,7 do 2,00 mm oširina uvale (rebra) b O > 50 mm

19 Profilisani lim kao oplata

20 Opterećenje profilisanog lima u toku izvođenja o Sopstvena težina i težina betonske mase oopterećenje 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 oefekat ulenuća se uzima kao dodatna masa svežeg betona na celoj površini ploče debljine 0,7 δ

21 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/m 2 (c)sopstvena težina betona

22 Ganično stanje nosivosti i upotrebljivosti Poprečni preseci klase 4 Primenom elastične analize Proračunski moment nosivosti profilisanog lima M Rd = W eff f yp,d Weff fyp,d Efektivni elastični otporni moment poprečnog preseka prema SRPS EN Proračunska granica razvlačenja profilisanog lima Maksimalni dozvoljeni ugib profilisanog lima s,max = min (20mm, L/180)

23 Profilisani lim kao element za stabilizaciju konstrukcije 23

24 Granična nosivost spregnute ploče 24 - Nosivost na savijanje M Rd (I-I) - Nosivost na podužno smicanje između profilisanog lima i betona, na dužini smicanja L s, V l,rd (II-II) ; - Nosivost na vertikalno smicanje V v,rd (III-III) - Nosivost na smicanje od probijanja ploče usled koncentrisanih opterećenja V p,rd.

25 Efektivna širina ploče b m b 2 p h c h f

26 Efektivna širina mora biti manja od širine ploče za ploče sa jednim rasponom i krajnja polja kontinualnih ploča L bem bm 2 Lp 1 L za unutrašnja polja kontinualnih ploča b b 1,33L za vertikalno smicanje b gde je: L p rastojanje od težišta opterećenja do najbližeg oslonca L raspon. p em m p 1 b L ev m p 1 L p L L p L

27 27 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 o profilisani lim napregnut do svoje proračunske granice razvlačenja fyp,d. U slučaju pozitivnog momenta savijana: - Plastična neutralna osa u betonskom delu preseka - Plastiča neutralna osa u delu ploče na mestu profilisanog lima

28 Nosivost na savijanje MRd + Plastična neutralna osa u betonskoj ploči

29 on cf aksijalna sila u potpuno plastifikovanom betonu on p aksijalna sila u plastifikovanom čeličnom profilisanom limu oa p efektivna površina poprečnog preseka zategnutog profilisanog čeličnog lima (zanemaruje se širina udubljenja i ispupčenja lima) od p rastojanje od gornje ivice ploče do težišta efektivne površine poprečnog preseka profilisanog čeličnog lima ob širina razmatranog dela poprečnog preseka ploče ox pl položaj plastične neutralne ose u odnosu na ivicu betona (x=xpl)

30 Nosivost na savijanje M Rd + Plastična neutralna osa u profilisanom limu

31 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 rastojanje od težišta efektivne površine profilisanog lima do donje ivice e p rastojanje plastične neutralne ose efektivne površine profilisanog čeličnog lima do donje ivice.

32 Nosivost na savijanje M Rd - Plastična neutralna osa u profilisanom limu

33 Nosivost spregnute ploče na podužno smicanje orazlikuju se dva moguća slučaja Ploče ankerovane na kraju Ploče nisu ankerovane na kraju ometode proračuna 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

34 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.

35 m-k Metoda Nosivost na podužno smicanje spregnute ploče: V l, Rd b d vs p m A b L gde su: m, k empirijski koeficijenti koji se određuju ispitivanjem u saglasnosti sa Prilogom B SPRS EN , L s dužina smicanja definisana u zavisnosti od dispozicije opterećenja γ vs =1,25, A p nominalna površina poprečnog preseka profilisanog lima, s p k V Ed

36 m-k Metoda Empirijski koefisijenti prema SRPS EN Prilog B

37 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 e e e pl p p A pe N f c yp, d

38 U svakom poprečnom preseku spregnute ploče mora biti zadovoljen uslov M Ed М Rd proračunska čvrstoća pri smicanju dobijena ispitivanjem ploče u,rd rastojanje od poprečnog preseka koji se razmatra do najbližeg oslonca L x b širina razmatranog dela poprečnog preseka ploče

39 Dokaz nosivosti smičućeg spoja M Ed М Rd

40 Ankerovanje ploče na kraju raspona Sila Nc se uvećava za nosivost moždnika

41 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

42 Nosivost profilisanog lima na pritisak po omotaču rupe k 1 a / d do 6,0 P pb, Rd k dd 0 t f yp, d d do prečnik kružnog prstenastog šava d do =1,1d

43 Dužina smičućeg spoja L s =/4 L s =a o 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

44 Nosivost spregnute ploče na vertikano smicanje Kritičan obim Opterećena površina Nosivost spregnute ploče na vertikalno smicanje V v,rd i nosivost na proboj V p,rd spregnute ploče opterećene koncentrisanom silom, određuje se prema SRPS EN , Kritični obim Cp prikazan je na slici

45 Nosivost spregnute ploče na vertikano smicanje V Minimalna vrednost nosivosti na smicanje V k 1 =0,15 C Rd,c =0,18 / γ c V min =0,035 k 3/2 f ck 1/2 b d 1/3 Rd, c CRd, c k 100 fck k1 cp 0 0,40 f k b d Rd, c ctd 1 cp 0

46 f ck Karakteristična čvrstoća betona pri pritisku [MPa] f cdt Pproračunska čvrstoća betona na zatezanje [MPa]; 200 k 1 2,0 d [mm] d Asl i površina zategnute armature b d o σ cp Napon usled prethodnog naprezanja

47 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

48 Granično stanje upotrebljivosti hp hc h bci dp x p p p A n x b d A n x b x n A d b b A n x p p p ap p p eff I x d A n x b I 2 3 3

49 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 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

50 Otpornost na dejstvo požara u2 u1 u3 u1 u2 Арматура Арматура u3 1 1 u 1 1 u 2 1 u 3 Standardno vreme trajanja požara Temperatura armature [minuta] [ºC] C s 3,3 s ,6 s ,8 s , ,2 90 C 120 C 180 C 240 C s

51 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)

52 Formiranje otvora u spregnutoj ploči Подвлака Подни носач Подвлака Подвлака Подвлака Подни носач Правац ребара спрегнуте плоче

53 Konstruktivni detalji

54 Konstruktivni detalji

55 Konstruktivni detalji

56 SK - P01 56 Elementi spregnute konstrukcije poslovne zgrade Ploča na profilisanom limu. Armaturna mreža. Postavlja se preko profilisanog lima. Proboj, podužno smicanje, zatezanje na mestima srednjih oslonaca Beton izveden na licu mesta Profilisani lim. Može imati i ulogu ukrućenja tokom građenja ako se poveže sa čeličnim profilom. Za vezu se mogu koristii moždanici.

57 SK - P01 57 Elementi spregnute konstrukcije poslovne zgrade Spregnuta ploča na profilisanom limu Uobičajena debljina ploče mm Raspon ploče m bez podupiranja u toku građenja m sa podupiranjem u toku građenja

58 SK - P01 58 Tipovi podnih nosača Čelični nosač Delimično ubetoniran čelični nosač Spregnuti sa Punom pločom Pločom na profilisanom limu

59 SK - P01 59 Podni nosači i podvlake Podni nosač Stub Raspon ploče Podvlaka Prosta greda Podni nosač Podvlaka L/18-L/20 L/15-L/18

60 SK - P01 60 Podni nosači i podvlake Podni nosač Stub Raspon ploče Podvlaka Kontinualni nosač Podni nosač L/22 L/25 Podvlaka L/18 L/22

61 Plan montaže profilisanog lima