Ojacanje Zidanih Objekata Armiranim Betonom

7/18/2019 Ojacanje Zidanih Objekata Armiranim Betonom

1/136

1

S a d r a j:Ojacanje zidanih konstrukcija armiranim betonom

strana

I TEORIJSKI DIO

Sadraj ...........................................................................................................................4

Spisak fotografija ..........................................................................................................6

Spisak tabela .................................................................................................................9

1. Uvod ............................................................................................................................10

2. Razvoj zidanih konstrukcija.......................................................................................12

3. Materijali u zidanim konstrukcijama..........................................................................153.1. Elementi za zidanje od kamena..........................................................................163.2. Elementi za zidanje od gilne ...............................................................................173.3. Blokovi do betona ...............................................................................................193.4. Betonske ispune i serklai ..................................................................................203.5. Celik za armiranje zidova....................................................................................203.6. Malter .................................................................................................................20

4. Tipovi zidanih konstrukcijskih elemenata ................................................................224.1. Nearmirani glavni ili nosivi zidovi .........................................................................234.2. Armirani nosivi zidovi ...........................................................................................244.3. Nenosivi zidovi.....................................................................................................254.4. Zidovi za ukrucenje..............................................................................................264.5. Zidna platna.........................................................................................................274.6. Prethodno napregnuti zidovi ................................................................................274.7. Zidovi uokvireni armiranobetnoskim serklaima...................................................27

5. Fizicko-mehanicke karakteristike nearmiranih zidova.............................................28

6. Osnove proracuna zidanih konstrukcija...................................................................306.1. Proracun od vertikalnih opterecenja....................................................................316.2. Proracun zidova i stubova prema dozvoljenim naponima....................................326.3. Proracun zidova i stubova prema granicnom stanju loma...................................33

6.3.1. Nearmirani zidovi ....................................................................................336.3.2. Armirani zidovi ........................................................................................35

6.4. Proracun seizmicke otpornosti zidanih objekata .................................................36

7. Uzroci otecenja na zidanim konstrukcijama ...........................................................397.1. Otecenja usljed slijeganja tla .............................................................................41

7.2. Otecenja usljed nedostataka u konstrukciji gradevine .......................................447.3. Otecenja nakon zemljotresa..............................................................................46

8. Sanacije i ojacanja zidanih konstrukcija...................................................................498.1. Istrani radovi ......................................................................................................518.2. Nacini ojacanja zidanih objekata..........................................................................53

8.2.1. Djelimicna zamjena maltera po obodu .....................................................538.2.2. Injektiranje ...............................................................................................548.2.3. Ponovno zidanje ......................................................................................548.2.4. Ojacanje modanicima uzdu pukotine....................................................558.2.5. Torkretovanje...........................................................................................558.2.6. Ojacanje armaturom i kablovima..............................................................578.2.7. Ojacanje platnima od staklenih i karbonskih vlakana ...............................60

8.2.8. Ojacanje armiranobetonskim elementima................................................61


2/136

2

8.3. Povezivanje zidova i meduspratnih konstrukcija..................................................628.4. Ojacanje uglova ili presjeka zidova......................................................................638.5. Sanacija odbrambenih zidova i kula.....................................................................648.6. Nekonstrukcijski ukrasni elementi................................................................ ........668.7. Sanacija svodova i kupola ................................................................ ...................678.8. Ojacanje temelja..................................................................................................69

9. Rezime.........................................................................................................................72

10. Literatura i izvori ........................................................................................................73

II PRAKTICNI DIO

Sadraj .........................................................................................................................75

1. Opis i analiza stanja i nadogradnje zidanog stambenog objekta nakonkretnom primjeru...................................................................................................76

2. Staticko dinamicka analiza postojeceg objekta ........................................................783. Staticko dinamicka analiza novoprojektovanog stanja i usvajanje

potrebne povrine zidova-platana ............................................................................105

4. Dimenzionisanje i postavljanje armiranobetonskih platana na zid........................129

5. Ojacanje temelja........................................................................................................130

6. Literatura....................................................................................................................135

7. Graficki prilog............................................................................................................136

Crte 1 - staro stanje, osnova temeljaCrte 2 - staro stanje, osnova podrumaCrte 3 - staro stanje, osnova prizemlja

Crte 4 - staro stanje, osnova tipske etaeCrte 5 - staro stanje, poprecni presjek 1-1Crte 6 - novo stanje, osnova prizemljaCrte 7 - novo stanje, poprecni presjek 1-1Crte 8 - novo stanje, sjeverna fasadaCrte 9 - novo stanje, zapadna fasadaCrte 10 - novo stanje, temelji - plan oplateCrte 11 - ojacanje temelja, presjeci


3/136

3

I T E O R I J S K I D I O


4/136

4

S a d r a j:

Ojacanje zidanih konstrukcija armiranim betonom - teorijski dio

strana

Spisak fotografija ..........................................................................................................6

Spisak tabela .................................................................................................................9

1. Uvod ............................................................................................................................10

2. Razvoj zidanih konstrukcija.......................................................................................12

3. Materijali u zidanim konstrukcijama..........................................................................153.1. Elementi za zidanje od kamena..........................................................................163.2. Elementi za zidanje od gilne ...............................................................................173.3. Blokovi do betona ...............................................................................................193.4. Betonske ispune i serklai ..................................................................................203.5. Celik za armiranje zidova....................................................................................203.6. Malter .................................................................................................................20

4. Tipovi zidanih konstrukcijskih elemenata ................................................................224.1. Nearmirani glavni ili nosivi zidovi .........................................................................234.2. Armirani nosivi zidovi ...........................................................................................244.3. Nenosivi zidovi.....................................................................................................254.4. Zidovi za ukrucenje..............................................................................................264.5. Zidna platna.........................................................................................................274.6. Prethodno napregnuti zidovi ................................................................................27

4.7. Zidovi uokvireni armiranobetnoskim serklaima...................................................275. Fizicko-mehanicke karakteristike nearmiranih zidova.............................................28

6. Osnove proracuna zidanih konstrukcija...................................................................306.1. Proracun od vertikalnih opterecenja....................................................................316.2. Proracun zidova i stubova prema dozvoljenim naponima....................................326.3. Proracun zidova i stubova prema granicnom stanju loma...................................33

6.3.1. Nearmirani zidovi ....................................................................................336.3.2. Armirani zidovi ........................................................................................35

6.4. Proracun seizmicke otpornosti zidanih objekata .................................................36

7. Uzroci otecenja na zidanim konstrukcijama ...........................................................397.1. Otecenja usljed slijeganja tla .............................................................................41

7.2. Otecenja usljed nedostataka u konstrukciji gradevine.......................................447.3. Otecenja nakon zemljotresa..............................................................................46

8. Sanacije i ojacanja zidanih konstrukcija...................................................................498.1. Istrani radovi ......................................................................................................518.2. Nacini ojacanja zidanih objekata..........................................................................53

8.2.1. Djelimicna zamjena maltera po obodu.....................................................538.2.2. Injektiranje...............................................................................................548.2.3. Ponovno zidanje ......................................................................................548.2.4. Ojacanje modanicima uzdu pukotine....................................................558.2.5. Torkretovanje...........................................................................................558.2.6. Ojacanje armaturom i kablovima..............................................................578.2.7. Ojacanje platnima od staklenih i karbonskih vlakana ...............................60

8.2.8. Ojacanje armiranobetonskim elementima ................................................61


5/136

5

8.3. Povezivanje zidova i meduspratnih konstrukcija..................................................628.4. Ojacanje uglova ili presjeka zidova......................................................................638.5. Sanacija odbrambenih zidova i kula.....................................................................648.6. Nekonstrukcijski ukrasni elementi........................................................................668.7. Sanacija svodova i kupola ................................................................ ...................678.8. Ojacanje temelja..................................................................................................69

9. Rezime.........................................................................................................................72

10. Literatura i izvori ........................................................................................................73


6/136

6

Spisak fotografija

U nastavku su navedeni nazivi i opisi fotografija, koritenih u navedenim poglavljimateorijskog dijela ovog rada.

1. Uvod

- fabrika kod Londona, najveca gradevina od opeke u Evropi, (slika 1.1.)- uruena stara kamena artiljerijska kasarna u Banjaluci, (slika 1.2.)- dvorac u Poljskoj, najveci dvorac od opeke u Evropi, (slika 1.3.)

2. Razvoj zidanih konstrukcija

- cigla suena na suncu, oko 8. vijeka p.n.e, (slika 2.1.)- Egipatske piramide, 3. vijek p.n.e, (slika 2.2.)- kupola Panteona, izgradena oko 126 godinen.e, (slika 2.3.)- Kineski zid, graden od 7. do 14. vijeka, (slika 2.4.)- Mondanock zgrada u Cikagu, gradena 1891. godine, (slika 2.5.)

3. Materijali u zidanim konstrukcijama

- vrste lomljenog kamena, (slika 3.1.)- vrste tesanog kamena, (slika 3.2.)-puna opeka, (slika 3.3.)- uplja opeka i neke vrste upljih blokova od gline, (slika 3.4.)-pregradne uplje ploce, (slika 3.5.)-pune radijalne opeke, (slika 3.6.)- blokovi od betona, normalni i pregradni, (slika 3.7. )- zidovi s licem i nalicjem od opeke izmedu kojih je ispuna od lakog betona, (slika 3.8.)

4. Tipovi zidanih konstrukcijskih elemenata

- vrste zidova od lomljenog kamena, (slika 4.1.)

- mjeoviti zid od obradenog kamena i betona, (slika 4.2.)- tipovi jednoslojnih zidova, (slika 4.3.)- dvoslojni zid sa upljinom, povezan metalnim vezama, (slika 4.4.)- dvoslojni zidovi bez upljina, (slika 4.5.)- zid sa licem i zid sa uskim trakama maltera, (slika 4.6.)-primjeri uklapanja armature u zidove, (slika 4.7.)-pregradni zidovi, (slika 4.8.)- obloni zid, (slika 4.9.)- minimalna duina zida za ukrucenje sa otvorima, (slika 4.10.)-primjer prethodno napregnutog zida, (slika 4.11.)- horizontalni armiranobetonski serkla, (slika 4.12.)- veza vertikalnog armiranobetonskog serklaa sa zidom, (slika 4.13.)- zidovi uokvireni armiranim zidanim i armiranobetonskim gredama i stubovima, (slika 4.14.)

5. Fizicko-mehanicke karakteristike nearmiranih zidova

- razlicita naponska stanja u masi zida, (slika 5.1.)- faze rada zida opterecenog na pritisak, (slika 5.2.)- zavisnost izmedu cvrstoce zida na pritisak i cvrstoce maltera, (slika 5.3.)

6. Osnove proracuna zidanih konstrukcija

- elementi za proracun normalnih sila u spoljanjim zidovima, (slika 6.1.)- specijalni slucajevi raspodjele opterecenja od meduspratne konstrukcije na zidove, (slika 6.2.)- ekscentriciteti normalnih sila u zidovima, (slika 6.3.)- dijagram naprezanja u zidu, (slika 6.4.)- dijagram naprezanja u zidu, ukoliko se jave naponi zatezanja, (slika 6.5.)-proracun presjeka prema granicnom stanju loma, (slika 6.6.)

- dejstvo lokalnog opterecenja na zid, (slika 6.7.)


7/136

7

- moguci radni dijagrami zidova, (slika 6.8.)- dijagram dilatacija pri granicnom stanju nosivosti zida, (slika 6.9.)-parametri za odredivanje centra krutosti, (slika 6.10.)- raspodjela ekvivalentnog statickog opterecenja po visini objekta, (slika 6.11.)

7. Uzroci otecenja na zidanim konstrukcijama

-pukotine na kuli od opeke, uzrokovane mrazom, kiom, slijeganjem zemljita, vegetacijom, (slika 7.1.)- otecenje elemenata zida kao posljedica dejstva mraza, (slika 7.2.)- slijeganje temelja tornja u Pizi, (slika 7.3.)- karakteristicno otecenje zida od opeke nakon zemljotresa, (slika 7.4.)- osnovne komponente slijeganja objekta, (slika 7.5.)-pukotine u zidovima usljed slijeganja na heterogenom tlu, (slika 7.6.)- karakteristicna otecenja zgrada na lesu, (slika 7.7.)- uticaj zamrzavanja tla na konstrukcije, (slika 7.8.)-primjer otecenja objekta na ekspanzivnom tlu, (slika 7.9.)- dejstvo agresivne podzemne vode na temelje, (slika 7.10.)- negativan uticaj korijenja drveca na temelje, (slika 7.11.)- eksanzivno tlo, uticaj bocnog pritiska, (slika 7.12.)-primjer pravilnog fundiranja novog pokraj starog temelja, (slika 7.13.)

-primjer mjesta postavljanja dilatacionih razdjelnica u odnosu na gabarite objekata, (slika 7.14.)-primjeri fundiranja novih pored postojecih gradevina, neravnomjerna opterecenja u tlu, (slika 7.15.)- otecenje fasadnog zida, (slika 7.16.)-pukotina u zidu nastala zbog nepovoljnog uticaja korijena drveta, zid tvrdave Kastel u

Banjaluci, (slika 7.17.)- model ponaanja obicnih i zidova uokvirenih armiranobetonskim serklaima, pod dejstvom seizmickih

sila, (slika 7.18.)- zidovi sa horizontalnom i vertikalnom armaturom, (slika 7.19.)-povoljni i nepovoljni oblici zgrada u izgledu i vertikalnom presjeku, (slika 7.20.)-primjer otecenja usljed drugih faktora kao posljedica zemljotresa, (slika 7.21.)- razlicite pukotine i otecenja nakon zemljotresa, (slika 7.22.)

8. Sanacije i ojacanja zidanih konstrukcija

- karakteristicne vrste loma pod dejstvom horizontalne sile, (slika 8.1.)- dvije paralelna plosnate prese za odredivanje s-e dijagrama, (slika 8.2.)- odredivanje smicuce cvrstoce horizontalnom presom, (slika 8.3.)- kombinacija horizontalne i pljosnate prese, (slika 8.4.)- odredivanje cvrstoce na zatezanje zida na licu mjesta, (slika 8.5. )- ojacanje zidova djelimicnom zamjenom maltera, (slika 8.6.)- injektiranje kroz cjevcice pricvrcene malterom, (slika 8.7.)- buotine u spojnicama izmedu dva sloja kamena, (slika 8.8.)- sanacija pukotina u zidu sacinjenog od blokova elementima od opeke, (slika 8.9.)- saniranje zida modanicima, (slika 8.10.)- ojacanje torkret betonom sa armaturnom mreom u sredini sloja i na zidu, (slika 8.11.)-priprema podloge od torkret betona; torkret beton na zidu od opeke, (slika 8.12.)- armaturne mree povezane uzengijama, raspored rupa u zidu kroz koji se povezuju mree, (slika 8.13.)-

ojacanje zidnih cjelina armaturom i torkret betonom, (slika 8.14.)- armiranobetonski cepovi, (slika 8.15.)- armatura u nalijeucoj spojnici, (slika 8.16.)- celicna spirala, (slika 8.17.)- sanacija pukotina i povezivanje razlicite vrste zidova celicnim spiralama, (slika 8.18.)- ciste spojnice, (slika 8.19.)- sanacija pukotina spiralama, (slika 8.20.)-poloaj buotina za napregnute ice, (slika 8.21.)- ojacanje zida celicnim proivom, (slika 8.22.)-poloaj utega kod zidova koji se suceljavaju, (slika 8.23.)-priprema leita i poloaj utega kod zidova od opeke i kamena, (slika 8.24.)-poloaj utega na uglu zida, (slika 8.25.)- injektirana zona zida oko utega, (slika 8.26.)- ojacanje staklenim vlaknima, (slika 8.27.)

- ojacanje platnima od karbonskih vlakana, (slika 8.28.)


8/136

8

- dodavanje uskih traka od karbonskih vlakana preko injektirane pukotine, (slika 8.29.)- horizontalni armiranobetonski serkla, usjecen u zid, (slika 8.30.)- ojacanje vertikalnim armiranobetonskim serklaima, (slika 8.31.)- raspored armaturnih ipki u novom armiranobetonskom zidu, (slika 8.32.)- armiranobetonsak tavanica umjesto drvene, (slika 8.33.)- ukrucivanje drvene meduspratne konstrukcije daskama u dva razlicita smijera i povezivanje

tavanice sa okolnim zidovima, (slika 8.34.)- koritenje utega da bi se postiglo zajednicko dejstvo svih zidova u konstrukciji, (slika 8.35.)- ojacanje uglova kamenih zidova trokutastim kamenim zidnim elementima, (slika 8.36.)- ojacanje uglova celicnim limovima, (slika 8.37.)- Banjalucka tvrdava, prezidan zid i ulazna kula, (slika 8.38.)- otecen i ponovo ozidan zid, (slika 8.39.)- istrunule drvene grede, koje treba ukloniti i u upljinu ubrizgati beton, (slika 8.40.)-primjer ispravljanja iskrivljenog zida postavljanjem gvozdenih zatega ankerovanih u betonsku temeljnu

gredu, (slika 8.41.)-poduni serklai spojeni poprecnim, veznim gredama, (slika 8.42.)- armiranobetonska ploca izmedu serklaa na vrhu zida, (slika 8.43.)- armiranobetonski skeletni sistem u kuli, (slika 8.44.)- ugradeni elementi armiranobetonskog skeleta u kulu, (slika 8.45.)-presjek kroz serkla, (slika 8.46.)

- stub u uglu kule, vezan za zidnu masu, (slika 8.47.)- kula ojacana armiranobetonskim platnima, (slika 8.48.)-primjer lucnog svoda, (slika 8.49.)- deformacije luka usljed: neravnomjernog opterecenja , razmicanja oslonaca , primicanja oslonaca),

prevelikog opterecenja), (slika 8.50.)- deformisani lucni otvor, (slika 8.51.)- obrada donje povrine deformisanog svoda, (slika 8.52.)- ojacanje svoda i oslonca svoda, (slika 8.53.)- ojacanje svoda armiranobetonskom ljuskom sa gornje srtane, (slika 8.54.)- neki nacini ojacanja i proirenja zidanih i betonskih temelja samaca i trakastih temelja, s jedne ili obe

strane betonom i armiranim betonom, (slika 8.55.)- raspored lamela potkopavanja naknadno izvedenih temelja, (slika 8.56.)-proiren trakasti temelj sa opekom u cementnom malteru i novom armiranobetonskom stopom,

(slika 8.57.)-proiren temelj ab konzolama, (slika 8.58.)-proirenje temelja podunim trakama, (slika 8.59.)-proirenje i utezanje temelja podunim armiranobetonskim trakama, (slika 8.60.)-proirenje osnove temelja samaca, (slika 8.61.)


9/136

9

Spisak tabela

U nastavku su navedeni nazivi i opisi tabela, koritenih u navedenim poglavljimateorijskog dijela ovog rada.


- odnosi cvrstca na smicanje, zatezanje i pritisak pojedinih vrsta kamena, (tabela 3.1.)- elementi za zidanje od pecene gline, prema JUS standardima, (tabela 3.2.)- karakteristike blokova od betona, (tabela 3.3.)- orjentacione kolicine komponenata za spravljanje maltera opte namjene, odredene marke, (tabela 3.4.)

5. Fizicko-mehanicke karakteristike nearmiranih zidova- uslovi za marke zidova i karakteristicne cvrstoce pri pritisku, prema Pravilniku o tehnickim normativima za zidane

zidove, (tabela 5.1.)- najvece dozvoljene vrijednosti karakteristicne cvrstoce pri smicanju fvki vrijednosti cvrstoce fvko, (tabela 5.2.)


- vrijednosti parcijalnih koeficijenata za materijale - gf za granicna stanja loma, (tabela 6.1.)- dozvoljeni naponi pritiska, za sve zidove osim elemenata od autoklaviranog betona, (tabela 6.2.)- dozvoljeni glavni naponi zatezanja i granicne vrijednosti glavnih napona u nekim tipovima zgrada,

(tabela 6.3.)


10/136

10

1. Uvod

Zidanje je prastari, ali jo uvijek aktuelni nacin izrade zidova. To je slaganje po izvjesnim

pravilima elemenata od prirodnog ili vjetackog kamena i njihovo povezivanje odgovarajucimvezivnim sredstvom u odredenu cjelinu, tj. zid ili tacnije, zidani zid.

Element za zidanje je prethodno proizvedena komponenta namijenjena za upotrebu uzidanim konstrukcijama.

Ako su dobro izvedene, zidane konstrukcije su vrlo trajne, estetski su ugodne, otpornena poar, te mogu imati izvrsne akusticne i toplotne karakteristike. Zbog tih razloga se i danascesto primjenjuju u gradevinarstvu.

Zidovi od kamena i opeke su jednostavni osnovni materijali, proizvedeni na vrlotradicionalan nacin, ali je njihovo ponaanje vrlo sloeno zbog interakcije zidnih elemenata imaltera. Zbog mogucnosti disperzija kvaliteta materijala koji se ugraduju u zidove, kao i zbog

ogranicene mogucnosti kontrole ugradnje istih, vrijednosti

mehanickih karakteristika zidanih elemenata najcece seusvajaju sa velikim oprezom, pa zbog toga u poredenju sakonstrukcijama od drugih materijala, pouzdanost zidanihkonstrukcija za vertikalna opterecenja objektivno je uvijekveca nego kod drugih konstrukcija.

Ovaj stav ne vai kada se radi o zidanimkonstrukcijama izloenim horizontalnim opterecenjima, pricijem djelovanju u punoj mjeri dolaze do izraajaspecificne dinamicke karakteristike takvih sistema i krtoponaanje inace veoma nehomogenih zidnih struktura.

Dakle, zidovi i stubovi kao konstruktivni elementi uobjektu, u optem slucaju izloeni su vertikalnim

opterecenjima opterecenja od meduspratnihkonstrukcija i krova, i horizontalnim opterecenjima dejstvu vjetra, seizmickim silama i u nekim slucajevimapritisku tla. Zidani elementi imaju dobru cvrstocu napritisak, a puno manju na smicanje, kada nisu armirani.Cvrstoca na smicanje moe se povecati povecanjem

debljine konstruktivnog elementa ili izvodenjem zidanihstubova ili rebara na odredenim razmacima, a takode jepovoljno ugraditi armaturu u horizontalnom i vertikalnomsmijeru.

Kod nas postoji veliki broj starijih zidanih zgrada, gradenih u podrucjima u kojima seocekuje jaca seizmicka pobuda. One su obicno zidane prije nego to su postojali znanje ipropisi o aseizmickom gradenju, a izvedene su od kamenih elemenata ili od opeke, povezanihmalterom bez armiranja. Postojece zidane gradevine mogu preuzeti djelovanja vertikalnih sila,pa i horizontalnih sila vjetra, ali ne i ocekivane seizmicke sile koje mogu biti znacajno vece odhorizontalnih sila vjetra. Takve gradevine treba onda ojacati. Prema tome, moe se reci da se uvecini slucajeva postojece zgrade ojacavaju zbog opasnosti od ruenja u nekom buducemsnanom zemljotresu.

Ojacanja zgrada moraju se izvesti tako da ocekivani zemljotres moe izazvati otecenjaali ne i ruenje gradevine. Osnovno svojstvo koje mora osigurati ojacanje jeste, postojecojkonstrukciji znatno povecati duktilnost, tj. mogucnost da bez vecih otecenja pretrpi vecedeformacije. Drugo vano svojstvo jeste povecanje nosivosti, ali ono nije primarno kaoduktilnost, iako je vano da nosivost ne bude smanjena.

slika 1.1.fabrika kod Londona, najvecagradevina od opeke u Evropi


11/136

11

slika 1.3.dvorac u Poljskoj, najveci dvorac od opeke u Evropi

slika 1.2.uruena stara kamena artiljerijska kasarna u Banjaluci

Ukoliko je zidani objekat otecen, onda se radiobnova ili sanacija. Sanacija podrazumijeva radove nadovodenju objekta u stanje kakvo je bilo prijeotecenja. Zavisi prije svega od vrste i obimaotecenja, kao i tehnicke mogucnosti izvodenja radova.

Sanacija predstavlja obnovu postojecegobjekta, dok ojacanje u sebi ukljucuje, poredeventualne obnove i postizanje vece duktilnosti inosivosti od one koju je gradevina imala prijeotecenja.

Danas postoji mnogo zidanih objekata odistorijske vanosti, koji spadaju u kulturnu batinu svojezemlje. Zbog toga osim novih tipova zidane gradnje,trebalo bi poznavati i konstrukcije starijih zidanihgradevina, kako bi mogli uspjeno ucestvovati usanaciji ili ojacanju takvih objekata.

Postoje razni nacini ojacanja, kao i saniranja objekata u zavisnosti od otecenja, a nekiod njih ce biti prikazani u ovom, teorijskom dijelu rada.

Jedan nacin ojacanja zidanih zgrada je armiranim betonom. Armirani beton na mnoge

nacine moe poboljati konstrukcijke karakteristike objekta u zavisnosti od konkretnog problemaili otecenja. Primjer ojacanja armiranobetonskim platnima zidanog objekta ce biti prikazan udrugom, prakticnom dijelu rada.


12/136

12

slika 2.3.ku ola Panteona, iz radena oko 126 odinen.e.

2. Razvoj zidanih konstrukcija

Zidani objekti u prolosti su bili najrasprostranjeniji tipovi gradevinskih objekata.Prvobitno su koriteni elementi za zidanje od kamena, a kasnije i od pecene gline.

Najstariji ostaci kamenih zidanih kuca poticu iz razdoblja oko 9000 godina p.n.e, apronadeni su na obali jezera Hulen u Izraelu. U Jerihu u Palestini vidljivi su ostaci ovalnih kucaizgradenih u razdoblju od 8350. do 7350. godine p.n.e, a zidanih elementima od suenog blata.U Egiptu su od 5000. godine p.n.e. do prevlasti Rimskog carstva, 50. godine, koristili opeku odblata s dodatkom suhe trave koja je sprjecavala nastanak vecih pukotina pri skupljanju zbogsuenja na suncu. Grobne konstrukcije gradili su od kamena koji je simbol vjecnosti u njihovojarhitekturi, i zato su ostali i dobro ocuvani. U zidanim konstrukcijama Vaviloncima je kao vezivosluio bitumen. Vavilonska kula je navodno imala visinu do 90 m, to dokazuje da su Vavilonciod 900. do 600. godine p.n.e. ovladali tehnikom pecenja opeke i oblonih keramickih plocicavisoke cvrstoce i trajnosti.

Ne samo na Bliskom istoku i Sredozemlju, vec i u Indiji u dolini Inda, postoje ostaci dvajuvelikih mjesta: Mohenjo-daro i Harapa, iz razdoblja 3500. do 2750. godine p.n.e. cije su zgradebile izgradene od kvalitetne pecene opeke.

U Evropi, u Staroj Grckoj, u 5. vijeku p.n.e,hramovi su gradeni od opeke suene na suncu.Tako je graden Arhemidin hram u Sparti u 9. vijeku

p.n.e. i Herin hram na Olimpiji 640. godine p.n.e.Prva pojava pecene opeke u Evropi, koliko jepoznato, bila je u Kuci plocica oko 200. godinep.n.e. kod Lerne u Grckoj.

Etrucani, narod koji je ivio u srednjoj Italiji(Toskana), su oko 750. godine p.n.e. upotrebljavaliopeku suenu na suncu. Upotreba pecene opekeovdje je pocela kasnije, a njeni ostaci vidljivi su uzidovima Arezza, gradeni prije Rimskog doba.Grcki kolonizatori donijeli su umijece pravljenjaopeke u junu Italiju na Siciliju. Stari Grci nisu tolikopoznavali luk, svod ili kupolu. Svod i kupolu su vie

koristili Etrucani.

Razvoj zidanih lukova, svodova i kupola spada medunajznacajnije inovacije u razvoju graditeljstva. Prvobitno lukovi sukoriteni jer su omogucavali da se prebrode vece rasponi nego to

je do tad bilo moguce upotrebom jednodijelnih blokova kamena ilidrveta. Luk i svod, kao nosivi sistem, poceli su prvi koristitiMesopotamcani oko 3500 godine p.n.e. Luk se pojavljuje u Grckojoko 3. vijeka p.n.e, pri gradnji gradskih vrata i manjihpodkonstrukcija, ali je tehnicki usavren tek u Rimsko doba.Svodovi se razvijiaju tek u 2. vijeku n.e. Primjer za zidani svod jePanteon u Rimu, i svod Aja Sofije u Istanbulu.

slika 2.1.cigla suena na suncu,oko 8. vijeka p.n.e.

slika 2.2.Egipatske piramide, 3. vijek p.n.e.


13/136

13

slika 2.4.Kineski zid, graden od 7. do 14. vijeka

Rimljani nisu bili veliki inovatori u podrucju konstrukcija, ali oni su razvili i poboljalielemente kao to su navoji, lukovi, svodovi, kupole i poplocenja. Bili su poznati po kvalitetu inacinima primjene maltera koji su koristili, kao i razlicitim tehnikama zidanja. Najveci graditeljskidostizi ostvareni su upravo u Rimskom carstvu. Oni koriste sva znanja spoznata do tada.Maltere su koristili i drugi narodi toga doba, pri cemu su posebno po svojim karakteristikama bilipoznati malteri koriteni u Grckoj. Rimljani su koristili krecni malter, cijom primjenom su dalinajveci doprinos unaprjedenju graditeljstva. Kasnije, razvojem znanja iz ove oblasti stvorili suposebnu vrstu materijala, takozvani rimski beton.

Za vrijeme 1. vijeka n.e. Rimljani su izgradili ciglanu. Proizvodnja i izgradnja gradevinaod opeke proitila se tada na cijelu zapadnu civilizaciju.

Najcuvenija rimska (i svjetska) monumentalna gradevina od opeke je Koloseum, cija jegradnja zapocela 72. godine p.n.e, a zavrena je nakon 12 godina. Poznate gradevine od opekesu i Trajanov forum (oko 100. godine), najveci od svih rimskih foruma i glavna trnica, tePanteon najbolje ocuvana gradevina Rimskog carstva, raspona kupole od 43,3 m. KupolaPanteona je izvedena od 5 kasetiranih prstena gradenih od opeke u debelom malteru. Marko

Aurelije (121. do 180.g) okruio je Rim zidom duine od 19 km, ciji dijelovi jo i danas stoje.

Najveca zidana konstrukcija na svijetu je Kineski

zid s odbrambenim kulama. Protee se na duini od 2.400km. U temelju je irok 9 m, prosjecne visine 12 m. Pocetakgradnje zida je bio u 7. vijeku, a gradnja je zavrena u 14.vijeku. Graden je od kamena, zemlje i opeke, a gradilo ga

je 300.000 ljudi. Najveca konstrukcija od opeke na svijetuje Jetavana Dagoba na ri Lanci.

Renesansna arhitektura uvela je vrlo malo znacajnih inovacija u izgradnji zidanihkonstrukcija, kako su dizajni zasnivani na klasicnoj formi ranijih era.

Kasnije, industrijskom revolucijom opeka je zamjenjenanovim materijalima kao to su metal, celik i beton. Kamen iopeka su postali sekundarni materijali, koji su se koristiliuglavnom kao obloga, ispuna i zatita od poara.

Mondanock zgrada (1891) u Cikagu je zadnja velikagradevina zidane arhitekture stare kole. Neojacani nosivi zidovisu debeli i do 1,5 m u bazi, to je ovu gradevinu uciniloneekonomicnom u odnosu na gradevine od drugih materijala.

U ovom periodu jedino je Antonio Gaudi pokazaoinovaciju u zidanim konstukcijama. Njegov strukturalniracionalizam je bio zasnovan na ekonomicnosti i efikasnostiforme, koristeci stare katalonske tehnike gradenja svodova,parabolicne lukove i nagnute stubove, da bi doveo opeku u zonupritiska.

U to vrijeme mnogi su smatrali da betonske i zidane konstrukcije nemajuzadovoljavajucu otpornost na zatezanje. Medutim ubrzo, razvojem tehnologije proizvodnjecelika, beton se vratio u upotrebu pocetkom koritenja armiranog betona. Razvoja zidanihkonstrukcija nije bilo, a rasprostranjena upotreba tehnike ojacanja nije se pocela primjenjivati nazidane konstrukcije.

Nekoliko ojacanih zidanih struktura bilo je izgradeno u prvoj polovini 19. vijeka, ali i ovieksperimenti su naputeni do 1880. godine. Ojacane zidane kostrukcije su tada bile empirijskeili intuitivne, vie nego racunski odredene, a brz napredak u betonskom ininjerstvu prevaziao

je ono to je bilo zastarjelo, neznacajno i neekonomicno.

slika 2.5.Mondanock zgrada u Cikagu, gradena 1891. godine


14/136

14

U 1920. ekonomske potekoce u Indiji su zahtijevale alternativu betonskim i celicnimkonstrukcijama, to je dovelo ne samo do novog sistema ekonomicnih konstrukcija, vec i doprvog osnovnog razumijevanja strukturnog ponaanja zidanih konstrukcija. Ali tek u 1940-imevropski ininjeri su se ozbiljnije poceli baviti studijama nosivih zidanih zidova, 100 godinaposlije od kada su iste studije se pocele provoditi na betonskim nosivim zidovima. U to vrijemeproizvodile su se cigle sa cvrstocom na pritisak od 56 MPa, a portland cementni malteri su imalicvrstocu od 17,5 MPa. Testiranjem 1500 zidanih segmenata dobijeni su labaratorijski podacipotrebni za razvoj racionalnih ininjerskih metoda za zidane konstrkcije. Ove studije su doveledo prvih pouzdanih matematickih analiza za ovaj veoma star materijal, oslobodile ininjere odnepouzdanih empirijskih dizajna i dovele do formulacije racionalne strukturalne teorije. Nisuuvedene nove tehnike analize, vec su se samo koristili prihvaceni ininjerski principi, koji su vecse koristili na drugim sistemima.

Dakle, do sredine 20-og vijeka, zidane konstrukcije su projektovane empirijski i uzpomoc citavog niza konstrukcijskih pravila koja se nisu mijenjala. Stabilnost tih vrlo masivnihkonstrukcija ovisila je o gravitaciji, tako je debljina zidova, da bi prihvatila napone smicanja, bilaekstremno velika, a nivo naprezanja odgovarajuce nizak. Stabilnost savremenih zidanihkonstrukcija se osigurava ravanskim kapacitetom zidova, pa se tako horizontalne sile vjetra i

zemljotresa prenose u ravan zida, obicno ojacanog armaturom ili serklaima. Ovaj vrlo efikasani ekonomican staticki sistem rezultuje tankim i jako napregnutim zidovima.

Zidane konstrukcije danas se u mogo cemu razlikuju od zidanih konstrukcija u prolimvijekovima. Savremene zidane konstrukcije imaju tanje, lake i efikasnije konstruktivne sistemenego ranije, i strukture koje mogu dobro da se ponaaju pod znacajnim seizmickim uticajima iizlaganju poaru. Medutim, njihove strukturalne sposobnosti i ponaanje jo uvijek se istrauju.

.


15/136

15


Upotrebljeni materijal, kvalitet maltera i izrade i nacin slaganja jedinica moe znacajnouticati na trajnost cjelokupne zidane konstrukcije.

Osnovni materijali od kojih se grade zidovi su zidni elementi od vjetackog kamena(opeka, beton i slicno) ili prirodnog tesanog kamena i malteri. Ukoliko se za zidanje iliugradivanje u zidove upotrebljavaju drugi materijali, oni moraju zadovoljavati uslove kvalitetapropisane standardom.

Zidni element je zajednicki naziv svih gradevinskih proizvoda koji se upotrebljavaju zazidanje, ma od kog materijala bili sacinjeni.

Danas u svijetu postoji na hiljadu raznih oblika zidnih elemenata. Oni se mogu podijeliti uvie razlicitih grupa.

Prema vrsti materijala od kojeg su izgradeni, zidovi mogu biti:-

Kameni zidni elementi - napravljeni od blokova kamena klesanih na odredene dimenzijeili od lomljenog kamena nepravilnih dimenzija.- Glineni zidni elementi - u glinene elemente spadaju pune opeke od gline, pune fasadne

opeke od gline i pune opeke od gline sa olakanom osnovnom masom koje zadovoljavajuuslove propisane standardima, uplje fasadne opeke i blokovi od gline, uplje opeke i blokovi odgline i uplje opeke i blokovi od gline sa olakanom osnovnom masom koje zadovoljavajuuslove propisane standardima.

- Kalcijumsko-silikatni zidni elementi - proizvedeni od mjeavine silicijumovog agregata,kreca i drugih materijala, izradeni pod pritiskom i zaparivani.

- Betonski zidni elementi - proizvedeni od agregata normalne teine i cementa ili drugihmaterijala u cvrsti oblik pod pritiskom ili vibriranjem

- Betonski zidni elementi od lakog agregata - proizvedeni od mjeavine agregata malegustine, npr. ekspandirana ljaka visokih peci, ekspandirana glina itd, oblikovani pod pritiskom ili

vibriranjem- Autoklavni i aerirani betonski zidni elementi - proizvedeni od mjeavine finog sicilijskog

agregata, cementa, kreca i sredstva koje poizvodi vazdune mjehurice. Ta se smjesa njegujeprocesom autoklaviranja.

Opeka je kroz vijekove zadrala svoj paralelopipedni oblik i slicnu velicinu komada, jer jepod tim osobinama njena proizvodnja jednostavna i uspjena, rukovanje i zidanje lako, acvrstoca zidane konstrukcije povoljna. Zbog svojih dobrih karakteristika opeka se danas mnogoupotrebljava za konstruktivne zidove manjih stambenih i javnih zgrada kao i drugih objekata. Uzgradama sa skeletnim i slicnim sistemima opeka i opekarski blokovi slue za ispune i nenosivezidove.

Uloga kamena u gradevinskoj tehnici naglo se mijenja krajem 19-og vijeka. Njegovu

konstruktivnu funkciju preuzimaju novi, jednostavniji i bre izvodivi elementi od betona,armiranog betona i celika, ali njegova estetska funkcija dolazi u modernoj arhitekturi do punogizraaja.

Kamen i opeka su najstariji ali jo uvijek vani materijali za zidove. Kao mali i materijalilaki za koritenje, mogu formirati razlicite oblike konstrukcija. O tim materijalima i zidanju njimadace se vie podataka u sljedecim poglavljima.


16/136

16

3.1. Elementi za zidanje od kamena

Kamen je najstariji, najrasprostranjeniji, a moda i najvaniji sirovi gradevinski materijal iu praistoriji i danas. Uslovno gledajuci, kamen se do 19. vijeka preteno koristi kao konstruktivnielement, a od 19. vijeka ima preteno estetsku funkciju.

Najcece se koristi u vidu vecih ili manjih komada razlicitog stepena obrade koji sunamjenjeni za zidanje, oblaganje zidova, poplocavanje i slicno, i u obliku agregata, koji seprimjenjuje najcece u kolovoznim konstrukcijama.

Postoje razni postupci obrade kamena, kao to su tesanje, rezanje, glacanje i poliranje.Prema stepenu obrade kamen moe biti:

1. Drobljen kamen2. Lomljen kamen:- obican lomljen kamen za zidanje, isporucuje se i primjenjuje u obliku u kom je dobijen u

majdanu- plocast lomljen kamen za zidanje, ima najmanje dvije ravne povrine, to je neophodno

za dobijanje dobre veze u zidu

- dotjeran lomljen kamen za zidanje, ima najmanje dvije ravne povrine, to je neophodnoza dobijanje dobre veze u zidu, a vidna povrina mu je dotjerana deltom ili pricom- obican lomljen kamen, sav onaj lomljen kamen koji se ne upotrebljava za zidanje.

3. Obraden kamen- polutesan kamen, koji je dletom i cekicem dotjeran u priblino paralelopipedan ili neki

drugi pravilan geometrijski oblik.- tesan kamen je potpuno pravilno otesan ili otesterisan kamen paralelopipednog oblika- narocito obraden kamen je kamen koji se upotrebljava za izradu dekorativnih elemenata

Prema postanku kamen moe biti eruptivni ili vulkanski, sedimentni i dolomitni.Po tvrdoci razlikuje se tvrdi (to su sve vrste eruptivnog kamena) i meki kamen (kome

pripadaju skoro sve ostale vrste).Cvrstoca na pritisak tvrdog kamena je 1000 do 5000 kN/cm2, a boljih vrsta mekog

kamena je od 500 do 1600 kN/cm2.Trajnost kamena zavisi od fizickih faktora (irenje i skupljanje pri promjeni temperature),

hemijskih faktora (rastvaranja usljed razlicitih elemenata u vazduhu ili kinici) i biolokih faktoria(mahovine i drugog rastinja). Zatita se postie uglavnom razlicitim nacinom zatvaranja pora. Uoptem slucaju tvrdi kamen je trajniji, a meki manje trajan.

slika 3.1.vrste lomljenogkamena

slika 3.2.vrste tesanog kamena


17/136

17

U zavisnosti od uloge kamena vana je u nekim slucajevima njegova cvrstoca nazatezanje, udarna cvrstoca i otpornost na habanje.

Kamen je dobar provodnik toplote. S obzirom na otpornost na temperaturu, naeruptivnom kamenu nastaju nepravilne pukotine na temperaturi preko 550 C, a krecnjak se natemperaturi 600 C do 800 C raspada, odnosno postaje ivi krec.

Gradevinski kamen je materijal koji ima visoke cvrstoce pri pritisku (fp), zbog cega je on ukonstrukcijama najcece izloen naponima pritiska. Cvrstoce pri zatezanju (fz), savijanju (fzs) ismicanju (fts) su znatno manje.

Osim zidova i stubova, kamen se koristi u oblogama, navojima i lukovima, ramovima,horizontalnim istacima i vijencima, serklaima i slicno.

Kamen uvijek ima krto ponaanje, tj podrucje plasticnog ponaanja je vrlo ograniceno.

3.2. Elemen ti za zidanje od gl in e

Elementi od gline su prvi i najstariji vjetacki proizvedeni gradevinski materijali.Proizvode se u razlicitim velicinama. Manji komadi su laki za rukovanje, ali zahtijevajudugotrajno zidanje, a veci su prakticniji u gradnji, ali se nejednako peku i sue, pa vie pucaju.Medutim danas je taj problem rijeen izradom opeke vecih dimenzija sa upljinama opecnihblokova.

Opeka se danas najcece proizvodi primjenom plasticnog oblikovanja ili tehnologijompolusuvog presovanja.

U procesu plasticnog oblikovanja glina i ostale cvrste i tecne komponente nakonmijeanja i usitnjavanja, oblikiju se kalupima, kroz koje se istiskuju i reu u komade predvidenogoblika. Komadi se sue i pritom im se oduzima oko 20 % vlage, a nakon toga se peku u pecimana temperaturi oko 900 1000 C Kod postupka polusuvog presovanja, prirodna i vlana glinase usitnjava, zatim sui do vlanosti od 5 do 8% i kao takva se melje. Kasnije se vlai dovlanosti od 10 do 13%, uz dodavanje ostalih potrebnih komponenti, zatim se presuje, pece iskladiti.

Mehanicka svojstva keramickih proizvoda su, izmedu ostalog, funkcija zapreminskemase, odnosno poroznosti. Sa smanjenjem poroznosti, cvrstoce ovih materijala rastu. Drugekarakteristike opeka i blokova koje se ispituju su provjeravanje oblika i izgleda, upijanje vode,masa, postojanost na mrazu, sadraj kreca, sadraj rastvorljivih soli i slicno.

U nastavku su navedene neke vrste elemenata od gline za zidanje i njihove osobine.

Pune i fasadne pune opeke od gline

Pod punim opekama se podrazumijevaju proizvodi od gline oblika pravougaonogparalelopipeda. Koriste se za zidanje nosivih i nenosivih, vanjskih i unutranjih zidova koji ce sekasnije malterisati. Fasadne opeke se ne malteriu.

Opeke se tretiraju kao pune i kada su u njima prisutne izvjesne upljine, ali da projekcijaupljina na leinu povrinu ne iznosi vie od 15% povrine. upljine u punoj opeci pojedinacnone smiju da imaju presjek veci od 2,5 mm 2, dok na fasadnoj prslina ili pukotina ne smije dabude.

Mjere punih opeka su sljedece: l=250 mm, b=120 mm, h=65mm. Mjere fasadnih punih opeka su sljedece: l=190 ili 250 mm,

b=90 mm ili 120 mm, h=55 ili 65 mm.

Vrsta kamena fz/fp fzs/fp fts/fpgranit 1/36 1/14 1/14porfir 1/30 1/16 1/10pjecar 1/34 1/13 1/11krecnjak 1/17 1/12 1/8

slika 3.3.puna opeka


18/136

18

slika 3.5.pregradne uplje ploce

uplje opeke i blokovi od gline

Ovi proizvodi se takode upotrebljavaju za izradu i spoljnih i unutranjih zidova.Pod opekama se podrazumijevaju elementi sa dimenzijama prethodno definisanim, dok

se kao blokovi deklariu elementi vecih dimenzija. Opeke se tretiraju kao uplje kada jepovrina projekcija upljina na leinu povrinu veca od 15% povrine. Mjere upljina u

opekama i blokovima sa vertikalnim upljinamamoraju biti takve da presjeci pojedinih upljinaiznose pri kvadratnim, krunim ili rombicnimrupama najvie 2,5 cm2, a pri pravougaonim iliovalnim rupama najvie 6 cm2.

upljine mogu biti vertikalne ilihorizontalne. Blokovi sa horizontalnim upljinamase trebaju postavljati tako da pravac upljinabude paralelan pravcu pruanja zida.

Prednosti uplje opeke i blokova su topruaju bolju toplotnu izolaciju od punih, a vecikomadi zamjenjuju po dva, tri ili vie komadapune opeke. Popularna je za nenosive zidove uramovskim konstrukcijama sa nosivimelementima od armiranog betona.

I puna i uplja opeka se deklariu putem marke opeke. Marka je definisana prosjecnom ipojedinacnom najmanjom pritisnom cvrstocom (na bruto presjek). Ukoliko je marka opeke 75,znaci da se radi o prosjecnoj cvrstoci od 75 Ba.

Marke pune opeke su: 75, 100, 150 i 200, pune fasadne: 100, 150, 200, 250, 300, amarke upljih opeka i blokova od gline su: 20, 50, 75, 100, 150 i 200.

Opeke i blokovi od gline sa olakanom osnovnom masom

Ovi elementi se dobijaju pecenjem gline sa dodacima za smanjenje osnovne

zapreminske mase proizvoda. Kao dodaci u ovom smislu primjenjuju se strugotina drveta, prahod uglja, razne ljake, ekspandirana glina i slicno. Marke im se uglavnom krecu od 20 do 150.Masa ovih elemenata se krece od 800 do 1100 kg/m3, to je znacajno manje od materijalaostalih elemenata od pecene gline koji se korisre za zidanje i cija se masa krece od 1600 do1800 kg/m3.

uplje ploce i porolit-ploce od gline

Ovi materijali dobijaju se plasticnim oblikovanjem glineuz primjenu podunih presa. U slucaju porolit ploca potrebnaporoznost mase dobija se mijeanjem gline sa razlicitim

sagorivim materijalima. Marka je odredena kao za punu iuplju opeku.Primjenjuju se za izradu pregradnih zidova i kao

materijal za oblaganje.

Radijalne opeke od gline

Radijalne opeke od gline se primjenjuju za izradu dimnjaka,bunkera, silosa i drugih objekata krunih osnova. Izraduju se kao puneopeke i uplje sa velikim upljinama. Marke radijalnih opeka su150, 250 i 350.

slika 3.4.uplja opeka i neke

vrste upljih blokovaod gline

slika 3.6.pune radijalne opeke


19/136

19

slika 3.7.blokovi od betona, normalni i pregradni

Pored navedenih koriste se jo i ventilacioni blokovi, kanalice za nadprozornike inadvartnike u zidovima, blokovi tipa L, U i dr.

U sljedecoj tabeli su prikazane predvidene marke i dimenzije elemenata za zidanje odpecene gline, prema JUS standardima.

3.3. Blokov i od betona

Blokovi od betona koji se najcece koriste zaizvodenje zidova su normalni ili pregradni blokovi.

Kod ovih elemenata gornja leina povrina morada bude ravna, dok na suceonim stranama mogu dapostoje ljebovi za relativno ispunjavanje malterom.Proizvode se u razlicitim dimenzijama, a predvidene markesu 7,5, 10 i 15 (tabela 3.3).

tabela 3.2.elementi za zidanje odpecene gline, premaJUS standardima


20/136

20

slika 3.8.zidovi s licem i nalicjem od opeke izmedu

kojih je ispuna od lakog betona

3.4. Beto ns ke ispu ne i serkla i

Beton se u zidanim konstrukcijama javlja u oblikuarmiranobetonskih serklaa u sklopu zidova i u oblikubetonskih ispuna.

Betonske ispune su mjeavine potrebnihkonzistencija i krupnoca zrna agregata koje se koriste zaispunjavanje upljina i praznina u zidovima i stubovima.Slui da se poveca presjek, a time i cvrstoca zida, kao ida se zatiti armatura u zidu. Najcece se javlja kaomaterijal za ispunjavanje otvora u koje se polaearmatura armiranih zidanih konstrukcija. U dvoslojnomzidu prostor izmedu dva sloja ispuni se betonom. Ako suupljine zidnog elementa ire od 50 mm, takode se moguispuniti betonom. Beton se jo moe koristiti i u okviruzidnih obloga.

Beton za izradu armiranobetonskih serklaa mora da zadovolji sve uslove koji se

postavljaju za konstrukcije od armiranog betona.3.5. Celik za armiran je zidov a

Celik za armiranje moe biti ugljenicni ili austenitni nerdajuci celik. Moe biti glatak ilirebrast. Sva pravila vae kao i za celik koji se koristi u podrucju klasicnih konstrukcija odarmiranog i prethodno napregnutog betona.

Elementi za zidanje, malter i celik za armiranje moraju biti dovoljno trajni kako bipodnijeli lokalne uslove sredine kojima ce biti izloeni tokom predvidenog vremena trajanjaobjekta.

3.6. Malter

Malteri predstavljaju vjetacke kamene materijale koji se dobijaju kao rezultatocvrcavanja takozvanih malterskih smjea, tj. mjeavina sitnog agregata i vezivnih supstanci.Veziva za maltere mogu da budu neorganskog ili organskog porjekla. Ovdje su

razmatrani samo malteri sa neorganskim vezivima. Ukoliko se primjenjuje vie od jednog vezivaradi se o sloenim malterima.

S obzirom na vrstu veziva malteri se mogu podijeliti na sljedeci nacin:- krecni malter sastavljen od kreca agregata i vode- gipsni malter, pod kojim se podrazumijeva ili samo mjeavina gipsa i vode ili mjeavina

gipsa, vode i agregata- produni malter, sastavljen od kreca, cementa, agregata i vode ili hidraulicnog veziva za

zidanje i malterisanje, agregata i vode.- cementni malter, sastavljen od cementa, agregata i vode. Radi poboljanja svojstava,

cementom malteru mogu se dodati i male kolicine kreca, najvie do 1/4 kolicine cementa pomasi.

tabela 3.3.karakteristike

blokova od betona


21/136

21

Agregati koji se koriste u malteru mogu biti organskog ili neorganskog porijekla. Najra-sprostranjeniji su malteri na bazi pijeska. Zrno agragata je najcece precnika manjeg od 4 mm.

Voda ne smije sadrati tetne sastojke, tj sastojke koji ce negativno uticati na relacijivezivo-voda. Propisano je da se mogu upotrebljavati samo vode ciji vodonicni faktor imavrijednost pH najmanje 4,5. Pitka voda je prikladna, a druge vode moraju se ispitati napogodnost u skladu sa normama.

Najceci aditivi koji se dodaju malteru su plastifikatori. Kako porozne opeke cestoisuuju malter koji treba da se nanosi u tankim slojevima, plastifikatori povecavaju sposobnostsmjea da u sebi zadre vodu, tj. da uvijek bude obezbjedena potrebna plasticnost. Drugidodaci koji se koriste su dodaci za ubrzavanje ili usporavanje procesa vezivanja maltera,antifrizi koji sniavaju temperaturu smrzavanja malterske smjee, dodaci za boje i drugi.

Malterske smjee moraju da budu odredene konzistencije, jednake po cijeloj masi.

Zidane konstrukcije uvijek karakteriu odredene zapreminske deformacije koje mogu dabudu deformacije skupljanja ili bubrenja. Malteri pokazuju iskljucivo deformacije skupljanja i tesu deformacije po pravilu uvijek vece od samih deformacija zidnih elemenata. Ispitivanjapokazuju da su najmanje deformacije skupljanja kod krecnog maltera, kod podunog su oko 2puta vece, a kod cementnog maltera i do nekoliko puta vece.

Prema namjeni malteri mogu biti za zidanje, za malterisanje, dekorativni, injekcioni,hidroizolacioni, malteri za toplotnu i zvucnu zatitu, malteri za zatitu od zracnja...

Vrste maltera za zidanje:Malteri za zidanje prema svojim komponentama definisani su kao:

- malteri opte namjene tj. malteir za zidanje bez specijalnih svojstava- tankoslojni malteri - malteri za zidanje projektovani sa maksimalnom velicinom zrna

agregata manjom ili jednakom od propisane velicine.- lakoagregatni malteri - malteri za zidanje projektovani sa zapreminskom masom manjom

od propisane velicine.Prema nacinu spravljanja malteri mogu biti:

- malteri za zidanje projektovanih svojstava - malteri ciji su sastav i nacin spravljanjaprojektovani tako da se postignu eljena svojstva.

- malteri za zidanje projektovanog sastava - malteri spravljeni po unaprijed pripremljenojrecepturi, cija se svojstva predpostavljaju na osnovu usvojene proporcije komponenti.

Malteri za zidanje prema nacinu proizvodnje mogu biti fabricki proizvedeni (prethodnodozirani ili prethodno mijeani), polugotovi fabricki proizvedeni ili spravljeni na gradilitu.

Prema Pravilniku o tehnickim normativima za zidane zidove, malteri za zidanje sesaglasno srednjim cvrstocama na pritisak na 28 dana, rangiraju na klase koje su oznacene saM. Kao primjer, oznaka M5 ukazuje da se radi o malteru sa srednjom cvrstocom na pritisak na28 dana do 5 MPa.

U sljedecoj tabeli, prikazane su orjentacione vrijednosti komponenata za spravljanje

maltera opte namjene, za odredenu marku.

tabela 3.4.orjentacione kolicinekomponenata za spravljanjemaltera opte namjene,

odredene marke


22/136

22

4. Tipovi zidanih konstrukcijskih elemenata

Strukturalno zidove moemo ih podijeliti na nosive i nenosive, mogu biti jednoslojni ilidvoslojni, od razlicitih materijala, od pune opeke, puni zidovi sa upljinama ili porozni zidovi.Konacno zidane konstrukcije mogu biti armirane ili nearmirane, prethodno napregnute i sa

serklaima, empirijski ili analiticki projektovane.

Najcece se zidovi u zgradama oznacavaju i nazivaju po svojoj svrsi i poloaju (temeljnizidovi, podrumski zidovi, prizemni zidovi, spratni zidovi, tavanski zidovi, zabatni zidovi, nastrenizidovi i sl, a izvan zgrada mogu biti ogradni ili potporni zidovi).

Zidove od kamena prema vrsti kamena moemo podijeliti na sljedeci nacin:

1. Zidovi od lomljenog kamena- zidovi od obicnog lomljenog kamena- zidovi od plocastog lomljenog kamena- zidovi od dotjeranog lomljenog kamena- ciklopski zidovi- horizontalno mjeovoti zidovi od lomljenog kamena i opeke- vertikalno mjeoviti zidovi od lomljenog kamnea i betona

2. Zidovi od obradenog kamena- zidovi od poluklesanog kamena- zdovi od klesanog kamnea- mjeoviti zidovi od obradenog kamena i opeke- mjeoviti zidovi od obradenog kamena i betona

slika 4.1.vrste zidova od lomljenog kamena

slika 4.2.mjeoviti zid od obradenogkamena i betona


23/136

23

slika 4.3.tipovi jednoslojnih zidova:zidovi od pune i upljeopeke, blokovi od gline ibetonski blokovinepopunjenih ilipopunjenih upljina

slika 4.4.dvoslojni zidsa upljinompovezanmetalnimvezama

4.1. Nearmirani glavni i l i nos iv i zidovi u zgradama

Nearmirani zidovi su sastavljeni od zidnih elemenata i maltera. Proracun zidanihkonstrukcija ima velikih slicnosti sa proracunima betonskih, metalnih i drvenih konstrukcija, ali

ima i razlika. Razlike se najvie ogledaju u dijelovima proracuna koji su rezultat svojstvamaterijala zidanje gradnje.Nosivi zidovi u oblasti zidanih konstrukcija predstavljaju elemente koji su u stanju da

prihvate odredena spoljanja opterecenja, zajedno sa sopstvenom teinom. To su zidovi kojipreuzimaju opterecenja gornjih dijelova gradevine, tj, meduspratnih konstrukcija i zidova. Ovakvizidovi su onda, uvijek napregnuti na pritisak, aksijalno ili ekscentricno. Mogu biti izloeni ibocnom opterecenju od vjetra ili pritiska tla, kao i djelovanju horizontalnih sila u svojoj ravni.

Tipovi nearmiranih nosivih zidova:

Jednoslojni (jednostruki) zid

Jednoslojni zid je pun zid zidan tako da jedan zidni element preklapa drugi, tj. onaj uredu ispod njega, u smijeru debljine ili duine zida. Kao jednoslojni zid se racuna onaj zid cija sedebljina moe dobiti zidanjem samo u jednom redu.

Prema Pravilniku najmanja debljina jednoslojnog nosivog zida zgrade iznosi:- 19 cm za zgrade sa visinom sprata vecom od 3 m i najvecim rasponom medusobne

tavanice od ,8 m- 24 cm za zgrade sa visinom sprata do 3 m, a najvie 3,5 m i/ili rasponom meduspratne

tavanice vecim od 4,8 m, a najvie 6 mStub ne smije imati horizontalni prsjek manji od 0,04 m2

uplji zid (dvoslojni zid sa upljinom)

uplji zid cine dva paralelna (razmaknuta)jednoslojna zida, odvojena obicno najmanje sa 4 cm, ali nevie od 10 cm, efektivno povezani spojnim sredstvima,ankerima od nerdajuceg celika ili odgovarajucegnekorodirajuceg materijala. upljina izmedu zidova seostavlja praznom, a moe se popuniti nenosivimtermoizolacionim materijalom.

Ovakvi zidovi su uglavnom fasadni. Za fasadni dvoslojni zid sa upljinom pri odredivanjunosivosti zida, velicine napona u zidu, i razmaka zidova za ukrucenje ne uzima se u obzirfasadni sloj. Spoljanji slojevi treba da po citavoj duini budu oslonjeni na odgovarajucu nosecukonstrukciju zgrade.


24/136

24

slika 4.5.dvoslojni zidovi bez upljina,unutranji ili fasadni, zid desnospojen je metalnim spojnimsredstvom pored kontinualne

vertikalne spojnice

slika 4.6.zid sa licem i zid sa uskim trakama maltera

Popunjen dvoslojni zid

Popunjen dvoslojni zid je zid koji se sastoji od dva paralelna (razmaknuta) jednoslojnazida, odvojena obicno najmanje sa 4 cm, ali ne vie od 15 cm, kod kojih se upljine izmedupopunjavaju betonom ili injekcionom masom, i koji su, osim toga i cvrsto povezani spojnimsredstvima ili armaturom horizontalnih spojnica, tako da se ostvaruje njihovo zajednicko

djelovanje pod opterecenjem (slika 3.8.).

Dvoslojni zid (bez upljine izmedu spojeva)

Dva paralelna jednoslojna zidaizvedena od slicnih ili jednakih zidnihelemenata mogu da imaju mali meduprostorizmedu njih koji ne treba da prelazi 25 mm ikoji je potpuno ispunjen malterom. Dva suspoja medusobno cvrsto povezana spojnimsredstvima, tako da pod opterecenjemdjeluju kao cjelina.

Dvoslojni zid moe biti sastavljen od

dva zida iste ili razlicite debljine. Ako jesastavljen od zidova razlicitih debljina,jedan od njih, po pravilu, uvijek treba dabude debljine 12 cm, dok drugi, takode odopeke, moe da bude i deblji, npr. 25 cm.

Pri statickom proracunu dvoslojnog zida bez upljine, kao debljina zida uzima se samodebljina unutranjeg, nosivog sloja, ukoliko se radi o fasadnim zidovima. Nosivi zidovi koji sesastoje od dva paralelna jednaka sloja povezana spojnicom, a koji nisu fasadni u literaturi sezovu i dvostruki zidovi.

Zid s uskim trakama maltera

To je zid kome su horizontalne spojnice ispunjene malterom samo uz vanjsko i

unutranje lice zida, dok na srednjem dijelu njegove debljine nisu ispunjene malterom.

Zidovi sa licem

Zidovi sa licem se jo nazivaju ijednoslojni mjeoviti zidovi, najcece seprimjenjuju za zatvaranje fasadnih povrinazgrada. To su zidovi sa fasadnim elementimaza zidanje sa spoljne strane, koji se saelementima iza njih povezuju zidnim slogom,to osigurava njihovo zajednicko djelovanje.

4.2. Arm irani nos iv i zidovi i stubo vi

Armirani zid je zid u ciji su malter ili beton ugradene armaturne ipke ili mree, tako dasvi elementi zajedno ucestvuju u prenoenju opterecenja.

Opta pravila za zidane konstrukcije vrijede podjednako i za armirane i za nearmiranezidove.

Armaturom u zidu povecava se duktilnost (ilavost) to omogucuje bolje ponaanjekonstrukcije pri raznim djelovanjima. Kod zidanih gradevina nearmirani zidovi nedovoljno suotporni na uticaj jacih horizontalnih sila (seizmicke sile) kada u zidovima dolazi do velikihsmicucih napona. Takva naprezanja nearmirani zid nije u stanju preuzeti, pa je tu vana ulogaarmature.

Dobro je ako u zidu postoji i horizontalna i vertikalna armatura, mada je u nekimslucajevima dovoljna i samo horizontalna armatura. Armatura mora na odredenoj duini bitisidrena da bi se naprezanja u njoj, kada se pojave pukotine, mogla aktivirati.


25/136

25

Armatura se obicno postavlja u horizontalne spojnice maltera. Takva armatura najcecese izvodi od tanjih profila celika, tj. od ica, bilo ravnih (nespojenih) bilo spojenih u oblokuhorizontalne reetke. Presjek potrebne armature odreduje se proracunom. Ako je armaturasamo u horizontalnim spojnicama, najmanje mogu da se upotrijebe dvije ipke 6 mm, nasvakih 20 cm visine zida. U slucajevima kada je prisutna i vertikalna armatura, ukupnahorizontalna armatura mora da bude najmanje 0,1% od horizontalne povrine presjeka zida,dok vertikalna treba da bude najmanje 0,3% iste povrine. Pri tome se mora osigurati dobraobavijenost armature vezivom.

Kod zidnih elemenata koji imaju vece vertikalne upljine ili su takvi da oblikujuhorizontalni ljeb u zidu, moguce je postaviti armaturu u takve upljine, tj. ljebove, koji senaknadno betoniraju. Takvi armirani zidovi imaju vecu nosivost i bolju duktilnost od zidova kojisu armirani samo u spojnicama veziva. Kod duih zidova treba voditi racuna o povezanostiarmature u uzdunom smijeru preklopom ili zavarivanjem.

Mogu se takode izvesti i dvoslojni uplji zidovi kod kojih se upljina izmedu dva slojazida armira i ispunjava betonom. Americki zidni elementi obicno imaju velike upljine u koje semoe postaviti vertikalna armatura.

I u slucaju stubova i u slucaju zidova potrebno je koristiti i uzengije.

4.3. Neno sivi zidovi

To su zidovi optereceni preteno samo svojom vlastitom teinom i koji se ne koriste nikao zidovi za ukrucenje, niti prenose neko opterecenje osim vlastite teine na nosivi elementkonstrukcije. Oni mogu da budu iskljuceni iz konstrukcije, bez naruavanja njenog integriteta.

Medutim u pojedinim slucajevima, npr. ako se koriste za zatvaranje fasadnih povrina,treba da budu sposobni da prihvate i prenesu na susjedne nosive elemente sile od dejstva

vjetra. Ovi zidovi, kao to su obloni zidovi, krovni zabati, zidovi ispune na fasadama hala islicno, ne proracunavaju se staticki ukoliko ispunjavaju odredene uslove propisane propisima.

Pregradni zidovi

Pregradni zidovi se mogu izvoditi od punih ili upljih opeka, sa horizontalnim ilivertikalnim upljinama ili od betonskih pregradnih blokova, blokova od autoklaviranog gas-betona i slicno. Debljina zida ne smije biti manja od 5 cm.

Ukoliko su od opeke, njihove debljine su najcece 6,5 cm ili 12 cm, to znaci da sepredmetni elementi za zidanje zidaju ili na kant, sa naleucom povrinom od 25x6,5 cm ili takoda je naleuca povrina 25x12 cm.

Pregradni zidovi moraju imati zadovoljavajucu vitkost, a u slucaju zidova na kantobavezno se izvodi ukrucenje u obliku armiranobetonskih serklaa, po visini zida.

slika 4.7.primjeri

uklapanjaarmature uzidove


26/136

26

Pregradni zidovi su uglavnom jednoslojni, ali mogu se izvoditi i kao dvoslojni, kada trebada obezbjede zvucnu izolaciju izmedu prostorija.

Potporni, obloni i obalni zidovi

Bocno optereceni zidani paneli su zidovi koji tite nosivi zid od horizontalnogopterecenja, jer na sebe preuzimaju bocna operecenja i predaju ih preko svojih ivica nameduspratnu konstukciju. Takode bocno su optereceni i potporni zidovi kojima je zadatak dapodupiru zemljani nasip.

Potporni zidovi izraduju se i na usjecima cvrceg zemljita ilitrone stijene, kada npr. ne bi bilo racionalno otkopavanje dodozvoljenog nagiba zemljita. Kada treba otkopanu strmiju kosinuzatititi od vanjskih uticaja oblau se oblonim zidovima.

Obloni zid na fasadama zgrada je zid izveden tako da nafasadi pokae uzorak zidanog zida, tj zid koji se koristi kao lice, alinije povezan na ncin da doprinosi nosivosti zida ili druge nosecekonstrukcije iza njega. Stvarno nosivi zid ostaje skriven.

Potporni i obloni zidovi kojima se ucvrcuju rijecne ili drugeobale od pritiska vode, vodenog toka ili navale valova nazivaju seobalni zidovi.

Ako su zidani uglavnom su od prirodnog kamena.

Ogradni zidoviOgradni zidovi ograduju slobodne povrnine sa strana. Osim vlastite teine i pritiska

vjetra ne preuzimaju druga opterecenja.

4.4. Zidov i za ukr ucen je

To su zidovi koji osiguravaju stabilnost zgrade ilipodupiru nosive zidove te ih osiguravaju od izvijanja. Ovizidovi su postavljeni upravno u odnosu na nosivi zid, takoda mu daju oslonac za slucaj djelovanja horizontalnih sila iotpornost prema izvijanju, a time se doprinosi i stabilnostizgrade.

Kao zidovi za ukrucenje zgrade mogu se koristitinosivi i nenosivi jednoslojni zidovi. Ako zid za ukrucenjenosi vece opterecenje od sopstvene mase na jednomspratu, smatra se nosivim zidom. Debljine i razmaci zidovaza ukrucenje su propisani propisima.

Zidovi za ukrucenje treba da imaju duinu kojaiznosi najmanje 1/5 ciste visine i debljinu od najmanje 0,3puta vrijednosti efektivne debljine zida koji ukrucuju.Ukoliko se radi o zidu sa otvorima, minimalna duina zida je prikazana na slici 4.10.

Zidani zidovi mogu biti ukruceni i drugim elementima koji nisu zidani zidovi, pod uslovomda takvi elementi imaju ekvivalentnu krutost zidanog zida za ukrucenje.

Dobra povezanost zida za ukrucenje i nosivog zida se ostvaruje zidarskim slogom ilinarocitim metalnim spojnim sredstvima, modanicima ili armaturom koja se iz jednog zidaprevodi u drugi.

slika 4.8.pregradni zidovi: zid od pune opeke na kant, blokova od gline i kalcijum silikata, uplje ploce od glinei betonskih pregradnih blokova

slika 4.9.obloni zid

slika 4.10.minimalna duina zida za ukrucenje sa

otvorima


27/136

27

slika 4.12.horizontalni

armiranobetonski serklaslika 4.13.veza vertikalnog ab

serklaa sa zidom

slika 4.11.primjer prethodno napregnutog zida

4.5. Zidn a platn a

Zidna platna predstavljaju posebne vrste nosivih zidova. To su zidovi koji su otporni nadjelovanje sila u svojoj ravni, pa se kao takvi koriste za prihvatanje horizontalnih (smicucih) silakojima je izloena konstrukcija. Zidna platna mogu da budu izloena i drugim uticajima, zavisnood poloaja u okviru konstruktivnog sistema objekta.

4.6. Prethodno napregnu t i zidovi

Primjena prethodnog naprezanja u oblastizidova je novijeg datuma.

Prethodno napregnuti zid je zid u kome supomocu zategnute armature namjerno izazvaniunutranji naponi pritiska.

Kao i kod konstrukcija od betona, kablovi zaprednaprezanje mogu da budu izvedeni sa spojem ilibez spoja sa zidom. Ukoliko se kablovi postavljaju uotvore u zidovima i ako se nakon njihovog zatezanjaovi otvori ispune betonom, malterom iliodgovarajucom masom za injektiranje, radi se oslucaju kablova spregnutih sa zidom.

Ako se ne primjenjuje prethodni postupak,potrebno je zatititi kablove od korozije.

4.7. Zidovi uok vi reni armiranob etonskim serkla ima

Za razliku od obicnih zidanih konstrukcija, kod kojih se podrazumjevaju zidanikonstruktivni sistemi u kojima se primjenjuju samo horizontalni serklai, zid uokviren serklaima

je zid uokviren armiranobetonskim ili armiranim zidnim elementima i u vertikalnom i uhorizontalnom pravcu.

Horizontalni serklai se obavezno izvode na nosivim

zidovima debljine vece od 19 cm. Ako se radi o dvostrukimnosivim zidovima, serklai mora da pokrivaju oba zida. Debljinahorizontalnog serklaa treba da bude jednaka debljini zida, a

visina najmanje 20 cm, ali ne manja odvisine meduspratne konstrukcije. Armirajuse sa najmanje 412 mm i sa uzengijama6/25 cm.

Vertikalni serklai moraju bitijednaki debljinama zidova i obavezno sepostavljaju na svim uglovima objekta, namjestima suceljavanja nosivih zidova, kaoi na slobodnim krajevima zidova cija jedebljina veca od 19 cm. Takode sepostavljaju i kod zidova vecih duina.

Vertikalni serklai se uvijek betoniraju poslije zidanja, uz ostvarenje veze na zub. (slika4.13). Ako se radi o dvoslojnim nosivim zidovima, serklai mora da pokrivaju cjelokupnu irinuzida, a u slucaju dvoslojnih fasadnih zidova, treba da budu prisutni samo u okviru nosivihdijelova takvih zidova. Armiraju se sa najmanje 414 mm i sa uzengijama 6/25 cm.

slika 4.14.zidovi uokvireni armiranimzidanim i armiranobetonskimgredama i stubovima


28/136

28

tabela 5.1.uslovi za marke zidova ikarakteristicne cvrstoce pripritisku, prema Pravilniku otehnickim normativima zazidane zidove

slika 5.1.razlicita naponska stanja u masi zida

1-pritisak, 2-zatezanje, 3-savijanje, 4-smicanje, 5- lokalni pritisak

slika 5.2.faze rada zida opterecenog na pritisak

slika 5.3.zavisnost izmedu cvrstoce zida na pritisak

i cvrstoce maltera

5. Fizicko-mehanicke karakteristike nearmiranih zidova

Cvrstoca zida pri pritisku, a i ostala svojstva zida, zavise od karakteristika elemenata zazidanje i upotrebljenog maltera. Medutim od velikog uticaja je i to to elementi za zidanje imalter uvijek rade u sklopu zida u uslovima sloenog naponskog stanjai ukoliko je zid opterecen ravnomjernim vertikalnim opterecenjem. To seobjanjava tako to su usljed nehomogenosti karakteristika maltera popovrini i debljini spojnice elementi za zidanje i malter uvijek izloeniekscentricnom i lokalnom pritisku, savijanju, smicanju i zatezanju. Iz tihrazloga, kao osnovni uzrok loma ne mogu se oznaciti naponi pritiska,vec naponi zatezanja, odnosno savijanja.

Pri ispitivanju nekog zida na pritisak do loma se mogu definisati cetiri faze rada. Prvafaza odgovara normalnoj eksploataciji zida, kada naponi u njemu ne proizvode nikakva

otecenja. Drugu fazu karaktere pojava sitnih prslina na manjem broju elemenata za zidanje.Ovakvo ponaanje zid pokazuje na oko 60-80% granicnog opterecenja, i ukoliko se ne bipovecavali naponi, ne bi dolo do proirenja prslina. Ukoliko se opterecanje poveca u zidu ce sepojaviti nove prsline, tj pukotine, i one ce, povezujuci se medusobno u trecoj fazi rada, podjelitizid na nekoliko, manje-vie jednakih dijelova. Dalje ce, cak i bez povecanja opterecenja, doci dodaljeg razvoja pukotina, tako da ce zid biti fakticki rastavljen na tanke vitke stubove, pa sve docetvrte faze, tj. loma (slika 5.2).

Kako do loma dolazi na opisan nacin, cvrstoca zida, cak i pored primjene maltera vrlovisoke cvrstoce, bice najcece manja od cvrstoce pri pritisku upotrebljenih elemenata zazidanje. Iako postoje odredene empirijske zavisnosti za odredivanje cvrstoce zida pri pritisku,polazeci od cvrstoca zidnih elemenata i maltera, najpouzdaniji podaci o cvrstoci zidova dobijaju

se direktnim labaratorijskim ispitivanjima.


29/136

29

tabela 5.2.najvece dozvoljenevrijednosti karakteristicnecvrstoce pri smicanju fvk ivrijednosti cvrstoce fvko

Ispitivanjem odredenog broja zidova na odreden nacin prema Pravilniku, odnosnouzimanjem u obzir najmanje pojedinacne cvrstoce, kao i srednje vrijednosti dobijenih rezultata(u MPa) definie se marka zida i karakteristicna vrijednost cvrstoce pri pritisku, kojepredstavljaju vane parametre za konstruisanje i proracun zidanih objekata.

Kao to se vidi iz tabelek

f 0,8 MZ=

U nedostatku konkretnih eksperimentalnih rezultata, karakteristicna cvrstoca pri pritiskumoe da se odredi iz sljedeceg izraza:

a

b mf K f f

k=

Gdje je fb normalizovana cvrstoca pri pritisku upotrebljenog elementa za zidanje, a fmcvrstoca maltera pri pritisku. Vrijednost konstante K zavisi od karakteristika elementa, a a i suparametri, definisani propisima za odredene slucajeve zidova.

fb- normalizovana cvrstoca pri pritisku upotrebljenog elementa za zidanje, predstavljacvrstocu pri pritisku elementa za zidanje svedenu na cvrstocu vazdunog suvog ekvivalentnogelementa sirine i visine 100 mm. To znaci da se pri utvrdivanju nominalnih cvrstoca pri pritiskuelementa, prvo izracunavaju srednje vrijednosti cvrstoca dobijene ispitivanjem uzoraka uvazduno suhom stanju (u MPa, uzimajuci u obzir bruto presjeke), zatim se dobijeni rezultati

mnoe faktorom konverzije d, odredenim propisima.Naprijed naveden izraz za karakteristicnu cvrstocu fkvai za zidove sa neispunjenimvertikalnim spojnicama i za zidove u okviru koih su takve spojnice ispunjene malterom.

Cvrstoce zidova pri smicanju fv, takode se dobijaju odredenim eksperimentalnimispitivanjima. Ove cvrstoce se odreduju u kombinaciji sa djelovanjem normalnih napona.Ispitivanja pokazuju da se ova cvrstoca moe odrediti preko izraza:

V V0 nf =f ? s+

Gdje je snnormalni napon, a fV0 cvrstoca zida pri cistom smicanju. Faktor h= 0,4-0,8 ,kojim se uzima u obzir vrsta elementa za zidanje, a =0,7 je koeficijent trenja po horizontalnoj

spojnici. Karakteristicne cvrstoce se odreduju na bazi fraktila od 5%.

Karakteristicna cvrstoca se takode moe odrediti i na sljedeci nacin, u kombinaciji saodredenim tabulisanim vrijednostima:

vk vk0 n bf f 0,4 s K f = +

Naprijed navedeni izrazi za vkf vae samo pod pretpostavkom potpune ispunjenosti

malterom upravnih vertikalnih spojnica u zidovima, ukoliko su uslovi drugaciji, propisani su idrugi izrazi.

I cvrstoca zidova pri savijanju se odreduje eksperimentalnim putem. Ove cvrstoce suvece nego cvrstoce pri pritisku i smicanju, zavisno od svojstva upotrebljenih elemenata.


30/136

30


Zidane konstrukcije mogu se proracunavati i po metodi dozvoljenih napona i po metodigranicnih stanja.

Po metodi dozvoljenih napona podrazumijeva se da se na bazi proracunskih opterecanja

u konstrukciji prvo odrede presjecne sile, a zatim putem dimenzionisanja ili provjeromnaprezanja u elementima sa usvojenim presjecima, dokae da su generalisani naponi uposmatranom presjeku manji od dozvoljenih napona, tj s=sdoz.

Dozvoljeni napon se definie odnosom srednje cvrstoce konkretnog materijala dobijenena osnovu labaratorijskih ispitivanja i koeficijenta sigurnosti koji moe da varira u irokimgranicama od 1,3 do 4.

Kod nas se po ovoj metodi mogu proracunavati samo nosivi zidovi zgrada visine do 5zidanih etaa, a sa spratnom visinom do 2,75 m.

Proracun po metodi granicnih stanja svodi se samo na dokazivanje granicnog stanjanosivosti, bez dokazivanja granicnog stanja upotrebljivosti.

Metoda granicnog stanja nosivosti koji propisuje Pravilnik o tehnickim normativima za

zidane zidove u optem slucaju podrazumijeva da proracunska vrijednost granicne nosivostipresjeka Rd bude veca od proracunske vrijednosti nekog statickog uticaja Sd, koji se dobijakoritenjem parcijalnih koeficijenata sigurnosti.

Rd=Sd, Sd= f ff

? S Sfje staticki uticaj nekog spoljanjeg opterecenja, gdje se indeks f odnosi na konkretna

opterecenja (stalno-g, pokretno-p, opterecenje vjetrom-w, moguce slucajno opterecenje-s i dr).Proracun se, dakle, sprovodi sa statickim uticajima koji se dobijaju na bazi propisanih

opterecenja, tj. kombinacija opterecenja, sa uzimanjem u obzir parcijalnih koeficijenatasigurnosti za pojedina opterecenja.

Prema Pravilniku o tehnickim normativima za zidane zidove elementi zidanihkonstrukcija moraju se provjeriti na sljedece proracunske vrijednosti uticaja:

1. Sd=1,0Sg+1,5Spili Sd=1,35Sg, u zavisnosti koji je uticaj veci2. Sd=1,0Sg+1,5Swili Sd=1,35Sw, u zavisnosti koji je uticaj veci3. Sd=1,2Sg+1,2Sp+1,2Sw4. Sd=1,0Sg+gpSp+0,35Sw+1,0Sg (gp=0,35 kod uobicajenih zgrada, a u slucaju da je

pokretno opterecenje stalnog karaktera, kao kod skladita, uzima se gp=1,0)

U velicinu Ss ne ubraja se vrijednost seizmickog opterecenja. Seizmicki uticaji serazmatraju posebno.

Kod zidanih konstrukcija uslovi u vezi pslina i ugiba se uglavnom ne propisuju. Akozidane konstrukcije ispunjavaju stanje nosivosti, smatra se da ispunjavaju i usloveupotrebljivosti.

Pri proracunu zidanih konstrukcija, osim parcijalnih koeficijenata za karakteristicnaopterecenja gf, u postupak se unose i odgovarajuci parcijalni koeficijenti sigurnosti zamaterijale. To znaci da sve vrijednosti karakteristicnih cvrstoca treba uzimati podjeljene sakoeficijentima, koji su odredeni propisima, u zavisnosti od kategorije kontrole pri proizvodnjimaterijala i kategorije kontrole pri izvodenju radova.

tabela 6.1.vrijednosti parcijalnihkoeficijenata za

materijale - gf za

granicna stanja loma


31/136

31

slika 6.1.elementi za proracun normalnih sila u spoljanjim zidovima

6.1. Proracun ut icaja od vert ikalnih opterecenja

Vertikalna opterecenja u zidovima i stubovima zidanih objekata su posljedica normalnihsila pritiska koje se racunaju svodenjem opterecanja od vrha zgrade, pa do odredenog zida ili

stuba. Opterecenja koja se prenose na zidove su opterecenja od meduspratnih konstrukcija,opterecenja od sopstvene teine, teine serklaa i drugo. Sva ova opterecenja treba svesti nametar duine zida.

Kao primjer moemo izracunati silu na i-tom spratu zgrade, u spoljanjem zidu upresjeku a-a,kao na slici. Normalna sila na dijelu duine 1 m je:

Ni,a=Ni+1+Ni + Nzigdje je Ni+ 1 ukupna sila po metru duine za etau i+1 u istom presjeku, Ni sila od

reakcije meduspratne konstrukcije Rii teine serklaa, a Nziteina zida na i-tom spratu.

Normalnu silu u stubu izmedu dva otvora, prozora, racunamo na slican nacin, s tim to

je sila Ni=qil. Linijsko opterecenje qi sada obuhvata i teinu parapeta, nadprozornika i zidaizmedu nadprozornika i serklaa.Stub na sljedecoj slici, koji u sutini ide navie od parapeta, racuna se sa visinom kao da

se radi o stubu koji ide od sprata do sprata. Ovo se radi zbog olakanja proracuna u koji suuvedeni i ekcentriciteti normalnih sila, a na strani je sigurnosti.

Ukoliko je meduspratna konstrukcija sistema proste grede, opterecenje na zidoveodgovara reakcijama nosaca sistema proste grede, koje treba svesti na 1 m duine zida. U ovimokolnostima, zidovi paralelni pravcu noenja meduspratnih konstrukcija bili bi optereceni samosopstvenom teinom. Medutim u praksi se racuna da su takvi zidovi optereceni teinom trakemeduspratne konstrukcije, u irini od 1/10 njenog svijetlog raspona. Kod zidova oslonjenih nasve cetiri strane, oblasti tavanice cije teine pripadaju odgovarajucim zidovima odredene sutako da na mjestu na kome se suceljavaju dva zida sa priblino istim uslovima oslanjanja


32/136

32

tavanice uzima se ugao od 45, a ukoliko je na jednom zidu tavanica ukljetena, a na drugomslobodno oslonjena, uzima se ugao od 60 prema zidu sa ukljetenom tavanicom (slika 6.2).

Zidovi i stubovi u okviru zidanih konstrukcija, osim dejstvu nornalnih sila, izloeni su namjestima povezivanja sa tavanicama i odredenim momentima savijanja. Po Pravilniku otehnickim normativima za zidane zidove ovi momenti se odreduju prema slici 6.3.

U nivou sprata i, pretpostavlja se da ukupno vertiklano opterecenje od sprata iznad Ni+1djeluje centricno, dok opterecenje od meduspratne konstrukcije sprata, Ri djeluje ekscentricnou odnosu na zid, odnosno stub. Takode se pretpostavlja da na vrhu zgrade ukupan moment uzidu iznosi Rnen, dok se na niim spratovima ukupan moment Rieidijeli na vrh i podnoje zida.

Za srednje zidove, vai isto, s tim to se reakcije, kao i odgovarajuci ekscentricitetisabiraju.

6.2. Prorac un presjeka zidova i stub ova prema dozvol jenim napon ima

U opetm slucaju, a prema slici 6.4.vai obrazac:

max doz2

N 6 Nes = + s

b t b t

Ova relacija vai za elementzida duie b.

slika 6.2.

specijalni slucajeviraspodjeleopterecenja odmeduspratnekonstrukcije nazidove

slika 6.3.ekscentriciteti normalnih

sila u zidovima

slika 6.4.dijagram naprezanja u zidu


33/136

33

dozs je dozvoljeni napon pritiska, u zavisnosti od marke elementa, marke maltera i

vitkosti zida, prikazan je u tabeli 6.2. Ukoliko se pri proracunu uzima u obzir ukljetenostmeduspratne konstrukcije u zid, date vrijednosti se povecavaju do 30%. Lokalni naponi pritisakau zidovima neposredno ispod koncentrisanih opterecenja od greda ili podvlaka mogu da budu ido 50% veci od napona datih u pravilniku.

Pri proracunu ekscentricno opterecenih zidova, iz presjeka treba iskljuciti naponezatezanja, pa za maksimalni napon moe se primjeniti sljedeci obrazac:

max doz

2 Ns = s

3 b c

Kako je u pravilniku definisan uslov e max=t/3, onda je cmin=t/6.

Prosjecni napon smicanja u zidu, koji se na osnovupoznate transverzalne sile moe odrediti (t=Q/bt), moe daiznosi najvie 8% stvarnog centricnog napona pritiska.

6.3. Proracun prema granic nom stanju lom a

6.3.1. Nearmirani zidovi i stubovi

Za proracun nearmiranih zidova i stubova prema granicnom stanju loma, a uzimajuci uobzir da su ti elementi najcece optereceni ekscentricnom silom pritiska, kao radni dijagram

moe da se usvoji pravougaoni dijagram, definisan ordinatom s=fk/gm u podrucju dilatacija0 3,5 .

slika 6.5.dijagram naprezanja u zidu, ukoliko se jave naponi zatezanja

tabela 6.2.dozvoljeni naponipritiska, za sve zidoveosim od elemenata od

autoklaviranog betona

slika 6.6.proracun presjeka prema

granicnom stanju loma


34/136

34

Polazeci od pretpostavke da lom posmatranog elementa, pri djelovanju ekscentricne sileNsd,e, nastupa kada dilatacije i naprezanja dostignu dijagram prikazan na slici 6.5. b), iz uslovaravnotee dobija se sljedeci izraz za silu loma:

sd,e

b tN =

e

1 2 t

k

m

+

Za zidove b=1 m.Kako stub, odnosno zid, moe da ima vitkost koja je od uticaja na njegovu nosivost,

lijevu stranu izraza treba pomnoiti sa koeficijentom izvijanja ? 1 . Razliciti koeficijenti sekoriste za proracun u podnoju i vrhu zida i proracun u sredini zida. Konacan izraz koji definiestanje loma posmatranog elementa se moe napisati u obliku:

sd,e

b tN ?

e1 2

t

k

m

+

Ovaj izraz moe da se iskoristi samo do vrijednosti ekscentriciteta e 0,225 t Kada se razmatra nosivost presjeka u sredini visine stuba, treba uzeti u obzir i efekat

tecenja materijala.0e = e = e e +

e0 pocetna ekscentricnost sile pritiska u sredini visine zida, koja se dobija kao odnosmomenta i odgovarajuce normalne sile, dok je e dodatna ekcentricnost, usljed tecenja.

e se moe izracunati preko relacije koju propisuje Evrokod 6.

Ukoliko greda ili neki drugi element svojim oslanjanjemna zid u njemu izaziva lokalno naprezanje, granicna cvrstocazida pri pritisku flu u takvim slucajevima, a premageometrijskim velicinama na slici moe da se predstaviizrazom:

k 1 klu

m 1 m

f a ff = 1+0,1 1,5? l ?

Ukoliko u okviru opterecene povrine A1=c1l1 lokalno djeluje proracunska sila Psd,1izracunata sa odgovarajucim parcijalnim koeficijentima sigurnosti, mora da bude zadovoljensljedeci uslov:

Psd,1= fluA1

Izraz vai ako je A1


35/136

35

6.3.2. Armirani zidovi i stubovi

Armirani zidovi i stubovi su obradeni u Evrokodu 6, dok u Pravilniku o tehnickimnormativima za zidane zidove nisu.

Proracun nosivosti armiranih zidova i stubova izloenih savijanju sa i bez normalne sile,ili samo aksijalnoj sili pritiska, zasniva se na pretpostavkama slicnim kao kod armiranobetonskihkonstrukcija:

- ravni presjeci ostaju ravni i u deformisanim elementima- armatura je izloena istim dilatacijama kao i odgovarajuci dio zida- cvrstoce elemenata pri zatezanju se zanemaruju- odnos izmedu napona i dilatacija u zidu je parabolican, parabolicno-pravougaoni ili

pravougaoni

- zavisnost izmedu napona i dilatacija u armaturi je bilinearna, s tim to granicna dilatacijacelika iznosi 10

- za poprecne presjeke izloene samo aksijalnom pritisku, dilatacija je ogranicena na 2 - za poprecne presjeke koji nisu izloeni iskljucivo pritisku, granicna dilatacija zida je

odredena vrijednocu 3,5 , u medusituacijama dijagram dilatacija je definisan tako tose pretpostavlja da je vrijednost 2 na nivou 3/7 visine presjeka d0, racunato od ivice

najvie izloene pritisku.

Razlika u proracunu granicnog stanja loma armiranobetonskih i zidanih konstrukcija je u

tome to se umjesto racunske cvrstoce betona pri pritisku, u proracune zidova treba unositicvrstoca fk/gm.Ako se radi o zidovima sa betonskom ispunom, treba u proracun uzeti manjuvrijednost cvrstoce od vrijednosti za zid i za ispunu.

Proracun granicne nosivosti armiranih zidova izloenih savijanju, odnosno djelovanjucentricnih i ekcentricnih sila pritiska, moe se sprovoditi prema normativima za beton i armiranibeton. Jedino treba obartiti panju na karakteristicnu cvrstocu materijala.

U zidovimaplatnima izloenim djelovanju transverzalnih sila koja se proracunavaju pometodi granicne nosivosti, treba da bude zadovoljen uslov:

Qsd=Qrd1+Qrd2Qsdje proracunska transverzalna sila, koja djeluje u posmatranom presjeku zida-platna

duine L, Qrd1je transverzalna sila koju je dati zid u stanju da prihvati bez uceca armature, dokje Qrd2 dio transverzalne sile koja pripada armaturi.

slika 6.8.moguci radni dijagrami zidova

slika 6.9.dijagram dilatacija pri granicnom stanjunosivosti zida


36/136

36

Velicina Qrd1 je, uz zamjenu vrijednosti Lpvisinom d, ista ona koja je odredena prirazmatranju granicne nosivosti nearmiranih zidova-platana, gdje se transverzalna sila u cjeliniprihvata putem napona smicanja u zidu.

vkrd1

m

fQ t d

?=

Sila Qrd2 moe da se prikae putem izraza

Gdje je:d efektivna visina elementa prema slici 6.8.

Asw povrina armature za prijem smicucih silas razmak ipki armature za prijem smicanjaa ugao nagiba armature za prijem smicanja u odnosu na osu elementa koja se krece

izmedu 45 i 90 (u slucaju primjene horizontalnih ipki, ugao je 90)fyk karakteristicna vrijednost granice razvlacenja upotrebljene armaturegs parcijalni koeficijent sigurnosti za celik koji se uzima sa vrijednocu od 1,15

6.4. Proracun seizmicke otpo rnos t i z idanih objekata

Prema Pravilniku o tehnickim normativima za izgradnju objekata visokogradnje useizmickim podrucjima (PVS), propisuje se da se svaka zidana zgrada proracuna na dejstvohorizontalne seizmicke sile ciji je ukupan intenzitet:

Ojacanje Zidanih Objekata Armiranim Betonom

Documents

Transcript of Ojacanje Zidanih Objekata Armiranim Betonom