Revija 2005/1 v PDF - Fakulteta za arhitekturo - Univerza v Ljubljani

AR 2005/1Toma Slak, Vojko KilarZASNOVA LESENIH IN JEKLENIH KONSTRUKCIJ NA POTRESNIH OBMOÈJIHprojektirati tako, da prenese raèunske obremenitve, vendar se bov primeru moènega potresnega sunka najverjetneje moènopoškodovala prav na mestih nezveznosti in tam, kjer jekonstrukcija oèitno neregularna [Slak, Kilar 2005]. Gradnjanepravilnih (neregularnih) konstrukcij v predpisih ni izrecnoprepovedana, je pa s stališèa gradbene stroke z njimi v nasprotju.Ker je pri nepravilnih konstrukcijah precej teje zagotoviti visoknivo potresne varnosti, so le-te, ne glede na "navidez" veljavenraèunski dokaz, v splošnem manj varne. Regularno zasnovo sokot predpogoj potresno odporne gradnje sprejeli pisci vsehsvetovnih zakonodaj s tega podroèja.Faktor obnašanja qFaktor obnašanja (q) je faktor, s katerim reduciramo(zmanjšamo) raèunske potresne sile. Veèji kot je faktor q, namanjše sile lahko dimenzioniramo konstrukcijo. Redukcijapotresnih sil implicitno zajema duktilnost in s tem poškodbekonstrukcije ("sipanje" energije pri nelinearnem obnašanjukonstrukcije) in je odvisna predvsem od izbire konstrukcijskegasistema in kvalitete izvedbe konstrukcijskih detajlov, ki jo izbereprojektant (stopnja duktilnosti) [Fischinger 2002]. Zzagotavljanjem duktilnosti lahko reduciramo potresne sile alizahtevano nosilnost, kar konstrukcijo poceni in omogoèasvobodnejše oblikovanje arhitekture.Pri projektiranju sodobnih in cenovno konkurenènihkonstrukcijskih sistemov je bolje izbirati tiste s èim veèjimfaktorjem q. Takšni sistemi sicer zahtevajo bistveno kvalitetnejšoizdelavo spojev, detajlov, kontrolo ..., vendar pa predstavljajotrenutne doseke s podroèja stroke. Pri tem je treba pripomniti, davišji faktor q lahko pomeni tudi veèje pomike konstrukcije. Vprimeru, da so horizontalni pomiki konstrukcije veèji od šesprejemljivih, je potrebno izbrati drug konstrukcijski sistem, kiima veèjo togost (npr. dodati stene, diagonale, polnila...). Boljtoge konstrukcije prenesejo precej veèje potresne sile in imajomanjše pomike. Pri teh je predpisan q faktor niji, saj takšnakonstrukcija ne nudi tolikšne rezerve v neelastiènem obmoèju.Takšne konstrukcije so torej dimenzionirane na veèje potresnesile, so ustrezno draje, vendar potresno bolj varne. O izbirikonstrukcijskega sistema, ki doloèa tudi faktor q, se mora arhitektprojektant posvetovati s konstrukterjem.Posebna pravila za lesene stavbePotresno odporne lesene stavbe lahko projektiramo po enemizmed naslednjih naèinov:a) konstrukcije s sposobnostjo sipanja energije (duktilnekonstrukcije)b) konstrukcije brez sposobnosti sipanja energije (neduktilnekonstrukcije).Po naèinu a) upoštevamo sposobnost delov konstrukcije(obmoèij sipanja energije, duktilnih obmoèij), da prevzamejopotresne obremenitve zunaj elastiènega obmoèja. Pri uporabiprojektnega spektra, vzamemo faktor obnašanja q, veèji od 1,5.Za obmoèja sipanja energije lahko upoštevamo le mesta vozlišèin spojev z mehanskimi veznimi sredstvi, medtem ko moramo zasame lesene elemente predpostaviti elastièno obnašanje. Ponaèinu b) raèunamo notranje sile (ne glede na tip konstrukcije) zelastièno analizo brez upoštevanja nelinearnega obnašanjamateriala. Pri uporabi projektnega spektra upoštevamo faktorobnašanja q = 1,5. Temu naèinu ustrezajo konstrukcije nizkestopnje duktilnosti (DC-L).Materiali in lastnosti obmoèij sipanja energije (duktilnaobmoèja)Za konstrukcijo s sposobnostjo sipanja energije veljajonaslednja doloèila:- v obmoèjih spojev s sposobnostjo sipanja energije lahkouporabljamo le materiale in mehanska spojna sredstva, ki soustrezno odporna proti utrujanju pri cikliènem(ponavljajoèem) obremenjevanju,- za lepljene zveze moramo upoštevati, da niso sposobne sipatienergije,- tesarske zveze lahko uporabljamo samo, èe imajo zadostnosposobnost sipanja energije.Stopnja duktilnosti, tipi konstrukcij in faktorji obnašanjaLesene konstrukcije moramo glede njihovega duktilnegaobnašanja in sposobnosti sipanja energije pri potresni obtebirazvrstiti v enega od treh stopenj duktilnosti: nizka (DC-L),srednja (DC-M), ali visoka (DC-H), ki so podani v sliki 1, kjer jenaveden tudi ustrezen faktor obnašanja q.Stopnja duktilnostiDC-L (nizka duktilnost)DC-M (srednja duktilnost)DC-H (visoka duktilnost)faktor q1.522.5345Primeri konstrukcijKonzole, grede, dvo- in troèlenski lok,palièja s povezavamiLepljeni stenski paneli z lepljenimiplošèami povezanimi z eblji in mozniki,palièja z moznièenimi ali ebljanimispoji, mešane konstrukcije z lesenimiokviri in nenosilnimi polnili.Statièno nedoloèeni portalni okviri zebljanimi ali moznièenimi spojiebljani stenski paneli z lepljenimiplošèami povezanimi z eblji inmozniki. Palièja z ebljanimi spoji.Statièno nedoloèeni okviri z ebljanimiali moznièenimi spojiebljani stenski paneli z ebljanimiplošèami povezanimi z eblji inmozniki.Slika 1: Razredi duktilnosti (DC) in faktorji obnašanja q za razliène vrstekonstrukcij.Ductile classes (DC) and behaviour factors q for various types ofstructures.Slika 2: Primer konstrukcije z razliènim obnašanjem v dveh glavnih smereh.Example of a structure with different behaviour in the two maindirections.Èe konstrukcija ni regularna po višini, moramo vrednostifaktorja q, ki so navedene v sliki 1, zmanjšati za 20% (vendar nipotrebno, da so manjše od q = 1,5).Pri konstrukcijskih sistemih, ki imajo v smereh x in ydrugaène in neodvisne lastnosti (Slika 2), lahko pri raèunu47