konstruktivni sustavi

ARHITEKTONSKE KONSTRUKCIJE I2.1.

KONSTRUKTIVNI SUSTAVIProf.dr.sc. Jasenka Bertol-Vrek, d.i.a.

AK I. 2008/09

konstruktivni sustavi

1

KONSTRUKTIVNI SUSTAVIsu sustavi rasporeivanja konstruktivnih elemenataS njima se postie: preuzimanje svih optereenja i njihov prijenos do temeljnog tla stabilitet cijelog konstruktivnog sklopa.

AK I. 2008/09


2

IZBOR KONSTRUKTIVNOG SUSTAVA

Izbor sustava ovisi o: - namjeni zgrade i potrebnoj prostornoj dispoziciji - optereenjima - vrsti materijala konstruktivnih elemenata - odabranom oblikovanju

Uspjena analiza svih pojedinih ovisnosti dovodi do OPTIMALNOG KONSTRUKTIVNOG SUSTAVA za odreenu zgradu.AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 3

PODJELA KONSTRUKTIVNIH SUSTAVA U odnosu na nain prijenosa optereenja razlikujemo: 1. SUSTAVE PUNIH NOSIVIH STIJENA 2. SKELETNE (OKVIRNE) SUSTAVE 3. PROSTORNE (TRODIMENZIONALNE) SUSTAVE

AK I. 2008/09


4

1. SUSTAVI PUNIH NOSIVIH STIJENATo su sustavi pravilno rasporeenih nosivih stijena koje preuzimaju optereenja stropnih konstrukcija i drugih optereenja te ih putem temelja (najee temeljnih traka) prenose na temeljno tlo. U odnosu na tlocrtni oblik zgrade pruanje nosivih stijena moe biti usporedno ili popreno na duu stranicu tlocrta te kombinirano. Prema smjeru pruanja nosivih stijena ove sustave nazivamo: a) konstruktivni sustavi uzdunih punih nosivih stijena b) konstruktivni sustavi poprenih punih nosivih stijena c) konstruktivni sustavi uzdunih i poprenih punih nosivih stijena U odnosu na zahtjev ekonominosti, optimalne mogunosti materijala i praksu, rasponi izmeu stijena (rasponi stropova) se kreu do priblino 6m. Materijali za izvedbu punih nosivih stijena su: - elementi za zidanje (opeka, beton, kamen) - monolitna izvedba (armirani beton).

AK I. 2008/09


5

a) KONSTRUKTIVNI SUSTAVI UZDUNIH PUNIH NOSIVIH STIJENAStijene su pravilno rasporeene usporedno s duom stranicom zgrade na razmacima koji su ogranieni s rasponima stropnih konstrukcija.

Nedostatak ovog sustava: due proelje zgrade je s manjim otvorima (prozorima) ogranienje dubine prostorija (rasponi izmeu stijena) ogranienje u fleksibilnosti prostora

Kod veih tlocrta je, zbog ekonominosti izvedbe, povoljan ritam istih raspona, odnosno ritam najvie dva do tri razliita raspona.AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 6

b) KONSTRUKTIVNI SUSTAVI POPRENIH PUNIH NOSIVIH STIJENAStijene su pravilno rasporeene popreno na pruanje due stranice zgrade na razmacima koji su ogranieni s ekonominim rasponima stropnih konstrukcija.

Prednost u odnosu na sustav uzdunih stijena: maksimalna mogunost otvaranja (prozora) dueg proelja zgrade organizacija prostora s poprenim prozraivanjemAK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 7

KONSTRUKTIVNI SUSTAVI UZDUNIH I POPRENIH PUNIH NOSIVIH STIJENA Kombinirani sustavi s rasporedom nosivih stijena u dva meusobno okomita smjera. Izvode se kad to zahtijeva organizacija prostora.

Ovakav raspored moe proizai i iz potrebnog ukruivanja sustava za postizanje stabiliteta cijelog konstruktivnog sklopa. Naime, kod sustava punih nosivih stijena ukrute za preuzimanje horizontalnih optereenja (na pr. od vjetra) izvode se sa stijenama u smjeru okomitom na smjer nosivih stijena.AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 8

2. SKELETNI (OKVIRNI) SUSTAVI (SUSTAVI S GREDAMA I STUPOVIMA)To su sustavi s pravilno rasporeenim vertikalnim i horizontalnim elementima: stupovima i gredama (podvlakama). Grede preuzimaju optereenja stropova i prenose ih na stupove preko kojih se sva optereenja prenose na temelje (najee pojedinani temelji) i temeljno tlo. Rasponi izmeu stupova su ovisni o izboru stropne konstrukcije.

Povoljan je ritam istih raspona, odnosno ritam najvie dva do tri razliita raspona. Materijali za izvedbu skeletnih i okvirnih sustava su: armirani beton, elik i drvo.AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 9

Obzirom na vrstu stropne konstrukcije, poloaj greda i raspone izmeu nosivih elemenata skeletni sustavi se mogu izvoditi: - s primarnim gredama (ogranieni rasponi)

- s primarnim i sekundarnim gredama (vei rasponi)Sustav s primarnim gredama Sustav s primarnim i sekundarnim gredama

Skeletni sustavi bez vidljivih greda (grede postoje unutar stropne ploe)

AK I. 2008/09


10

Primarne grede se mogu pruati: - uzduno s duom stranicom tlocrta - popreno na duu stranicu tlocrta - u oba smjera

AK I. 2008/09


11

Posebnost skeletnog sustava je izvedba konzole (greda s prepustom) gdje dio grede izlazi konzolno izvan sustava stupova, a to daje veu slobodu u rjeavanju vanjske opne zgrade (na pr. ostakljena fasada).GREDE U JEDNOM SMJERU (grede popreno na pruanje tlocrta) GREDE U DVA SMJERA

GREDE S KONZOLAMA

Prednosti skeletnog sustava: vei rasponi fleksibilan prostor manja teina konstrukcije vea mogunost oblikovanja maksimalna otvorenost svih proelja vea visina zgradeAK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 12

SUSTAVI OKVIRA I LUKOVATo su linijski sustavi velikih raspona (u armiranom betonu uobiajeno 10 do 20 m, a u eliku znatno vie). Meurazmaci okvira/lukova (x) kreu se od 4 do 6 ili 8 m, ovisno o vrsti stropne ili krovne konstrukcije.

x

AK I. 2008/09


13

Uobiajene vrste zgrada s okvirnim i lunim konstruktivnim sustavom: hale, mostovi, tornjevi, nadstrenice i sl.

AK I. 2008/09


14

3. PROSTORNI (TRODIMENZIONALNI) SUSTAVIDjeluju kao jedna konstruktivna cjelina. Imaju veliku vrstou u odnosu na svoju teinu. Materijali od kojih se izvode su armirani beton, elik i drvo.

OBLICI PROSTORNIH SUSTAVA: - reetkaste konstrukcije - plone ravne konstrukcije (nabrane konstrukcije) - plone zakrivljene konstrukcije (ljuske) - lananice - atoriAK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 15

REETKASTE KONSTRUKCIJE (materijal: najee elik)

DETALJ ELINE REETKE

AK I. 2008/09


16

DRVENA PROSTORNA KROVNA KONSTRUKCIJA Paviljon za EXPO 2000.

AK I. 2008/09


17

PLONE RAVNE KONSTRUKCIJE (materijal: armirani beton)

NABRANA KONSTRUKCIJA (ODNOSI SE NA KROV)

AK I. 2008/09


18

PLONE ZAKRIVLJENE KONSTRUKCIJE LJUSKE (materijal: armirani beton)

AK I. 2008/09


19

LANANICE(materijal: elik)

ATORI(materijal: elik i tekstil/plastika)

AK I. 2008/09


20

STABILITET KONSTRUKTIVNIH SUSTAVANosive konstrukcije trebaju osigurati prostornu krutost zgrade da deformacije nastale djelovanjem napadnih sila budu u doputenim granicama.

To se postie: dovoljnom krutou na savijanje vertikalnih konstrukcija mogunou da horizontalne konstrukcije (stropovi) preuzmu i horizontalna optereenja te ih prenesu na vertikalne nosive elemente.konstruktivni sustavi 21

AK I. 2008/09

SPOJEVI KONSTRUKCIJA Spojevi konstrukcija trebaju biti konstruirani na nain da se deformacije svedu na minimum.

DEFORMACIJE Ukoliko su deformacije vee od doputenih moe doi do gubljenja ravnotee (prevrtanja), loma ili jakog savijanja.

UKRUIVANJE KONSTRUKTIVNIH SUSTAVAUkruta ima ulogu preuzimanja horizontalnih i kosih napadnih sila. Izbor vrste ukrute ovisi o konstruktivnom sustavu i materijalu od kojeg je izveden.

AK I. 2008/09


22

UKRUIVANJE SUSTAVA PUNIH NOSIVIH STIJENAIzvodi se s nosivim stijenama ukrute (ostali nazivi: vezni zidovi, zidovi ili stijene ukrute). Stijene za ukruenje su postavljene u smjeru koji je okomit na pruanje glavnih nosivih stijena, a izvedene su od istog materijala.

Meurazmak stijena za ukrutu ovisi o krutosti nosivih stijena, t.j. o njenoj vitkosti. Vitkost stijene je odnos visine i debljine stijene. to je vitkost nosive stijene vea to razmaci izmeu stijena ukrute trebaju biti manji.AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 23

UKRUIVANJE SKELETNIH SUSTAVAZa skeletne sustave od armiranog betona i elika prostorna krutost se potie nosivim stijenama ukrute od armiranog betona. Stijene ukrute se postavljaju u dva meusobno okomita smjera, a raspored i smjetaj u tlocrtu se odreuje prema statikom proraunu i potrebama prostorne organizacije.

AK I. 2008/09


24

Varijanta ukruenja skeletnog sustava s armirano betonskim stijenamaAK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 25

Kod skeletnih sustava u eliku prostorna krutost se najee postie dijagonalnim elinim elementima (dijagonalni elini tapovi). Kod sustava u drvu postie se s drvenim dijagonalnim elementima (kosnici).

AK I. 2008/09


26

primjeri

DIJAGONALNE ELINE UKRUTE (zgrada od elinih nosivih elemenata)

AK I. 2008/09


27

primjeri

UKRUTA DRVENIM KOSNICIMA (drvena kanatna konstrukcija)

AK I. 2008/09


28

U prikazu konstruktivnog sustava definiraju se samo nosivi elementi.(kod sustava punih nosivih stijena i kod skeletnog sustava):

vertikalni (zidovi ili stupovi) horizontalni (stropne konstrukcije)-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Osim nosivih elemenata, prostorna dispozicija sadraja zgrade zahtjeva i izvedbu pregradnih stijena unutar zgrade, pregrada prema vanjskom prostoru, te elemente potrebnih zatita i elemente za komunikaciju (vrata i prozori). Ovi se elementi ovdje ne prikazuju. U odnosu na odreeni konstruktivni sustav zgrade pruaju se vee ili manje slobode u projektiranju.

AK I. 2008/09


29

STIJENESu vertikalni elementi zgrade koji ograuju ili pregrauju prostor.

PODJELA STIJENA1. U ODNOSU NA PREUZIMANJE OPTEREENJA: a) konstruktivne stijene b) nenosive stijene Konstruktivne stijene preuzimaju optereenja. nosive stijene vertikalna optereenja nosive stijene ukrute horizontalna i kosa optereenja Nenosive stijene nose samo svoju vlastitu teinu i imaju funkciju pregraivanja.

AK I. 2008/09


30

2. U ODNOSU NA POLOAJ U ZGRADI a) vanjske stijene b) unutarnje stijene Stijene trebaju pruati odreenu zatitu od utjecaja kojima su izloene (vanjskih ili unutarnjih). Utjecaji: vanjski: unutarnji: vlaga, toplina, hladnoa, buka, ... buka, poar, ev. hladnoa ili toplina, ...

AK I. 2008/09


31

3. U ODNOSU NA NAIN IZVEDBE a) zidane stijene (zidovi) b) monolitne stijene (homogene) c) montane stijene (sastavljene)

4. U ODNOSU NA VLASTITU TEINU a) masivne (teke) stijene (opeka, kamen, teki beton, ...) b) lagane stijene (lagani beton, drvo, metal, ...)

AK I. 2008/09


32

5. U ODNOSU NA MATERIJAL IZVEDBE a) stijene od opeka(zidane od openih elemenata)

b) stijene od betona(zidane od betonskih elemenata ili monolitne s ugraenim betonom)

c) stijene od kamena(zidane od kamenih elemenata)

d) drvene stijene(montane stijene sastavljene od drvenih nosaa i obloga)

e) stijene od metalnih elemenata(montane stijene sastavljene od metalnih nosaa i obloga)

AK I. 2008/09


33

UTJECAJ KONSTRUKTIVNOG SUSTAVA NA SLOBODU KREIRANJA PROSTORA

Prikaz konstruktivnog sustava neke zgrade zidana konstrukcija

Zgrada istog konstruktivnog sustava: Prikaz sa svim nosivim i nenosivim elementima: konstruktivnim i pregradnim (zidovi s prozorima i vratima) AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 34

Prikaz konstruktivnog sustava neke zgrade - nosive armirano betonske stijene

Zgrada istog konstruktivnog sustava: Prikaz varijanti sa svim nosivim i nenosivim elementima - konstruktivnim i pregradnim (unutarnji pregradni zidovi, vanjski zidovi ispune, prozori, vrata) AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 35

Prikaz konstruktivnog sustava neke zgrade skeletni sustav

Zgrada istog konstruktivnog sustava: Prikaz varijanti sa svim nosivim i nenosivim elementima: konstruktivnim i pregradnim (unutarnji pregradni zidovi, vanjski zidovi ispune, prozori, vrata)

AK I. 2008/09


36

U odnosu na tip konstruktivnog sustava i vrst materijala konstruktivnog sustava mogu se definirati sljedee prostorno konceptualne i oblikovne znaajke svakog sustava:

zidana konstrukcija ograniava dimenzije prostora, otvori u zidovima su manji.

konstrukcija s punim nosivim armirano betonskim stijenama omoguava veu prostornu slobodu u projektiranju. Na proeljima se mogu projektirati velike ostakljene stijene.

skeletna konstrukcija je u prostornom smislu najpovoljniji sustav. Doputa veliku slobodu u projektiranju prostora i naknadnim adaptacijama. Omoguava maksimalno ostakljenje proelja. AK I. 2008/09 konstruktivni sustavi 37

konstruktivni sustavi

Documents