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

AR 2005/1Toma Slak, Vojko KilarZASNOVA LESENIH IN JEKLENIH KONSTRUKCIJ NA POTRESNIH OBMOÈJIHVrsta (tip) konstrukcijea) Pomièni okvir /veèjab1)Okvir s koncentriènimi povezjidiagonale /majhna podajnostb2)Okvir s koncentriènimi povezji "V"povezja /majhna podajnostc) Okvir z ekscentriènimi povezji /manjšapodajnost/d) Konzolna konstrukcija (obrnjeno nihalo)/velika podajnost/e) Mešana konstrukcija (okvir+betonskestene), konstrukcija z jedrom /manjšapodajnost/f) Pomièni okvir + koncentriène diagonale/majhna podajnost/g1)Pomièni okvir + nosilna masivna polnila(polnilo loèeno od konstrukcije) /majhnapodajnost/g2)Pomièni okvir + nosilna masivna polnila(AB polnilo povezano s konstrukcijo)/majhna podajnost/g3)Pomièni okvir + nosilna masivna polnila(nepovezano, betonsko ali zidano polnilo vstiku z okvirom) /majhnaRazred duktilnosti, faktor qDC-H DC-M5,5 - 6 (max.8) 45,5 (max. 8)Konstrukcijska pravilaKonstrukcije morajo biti projektirane tako, da obmoèjasipanja energije (to so obmoèja, kjer nastanejo plastièni èlenki,lokalno izboèenje, teèenje materiala ipd.) ne vplivajo nastabilnost konstrukcije kot celote. Obnašanje konstrukcije morabiti kontrolirano oz. naèrtovano, kar pomeni, da nastanejopoškodbe tam, kjer smo jih predvideli. To doseemo z dodatnonosilnostjo elementov (ali spojev) v katerih do teh poškodb nesme priti (Slika 6).2,51 - 1.1Slika 5: .Tipi konstrukcij in faktorji obnašanja qTypes of structures and behaviour factors q.34,8 (max. 8)5,5 - 6 (max. 8)4,4 - 6,4 (max.8)2425,51242Elementi ali deli elementov, ki so tlaèno ali upogibnoobremenjeni, morajo imeti omejeno razmerje širine b protidebelini t (b/t), ker jim s tem zagotovimo zadostno lokalnoduktilnost. Razmerja b/t so doloèena z razredi prerezov,navedenimi v Eurocode 3, doloèi pa jih konstruktor z izbirofaktorja q in stopnje duktilnosti.Spoji v obmoèjih s sposobnostjo sipanja energije naj bodotako ojaèani (dodatna nosilnost), da omogoèijo teèenje spojenihdelov in nastanek plastiènih èlenkov v gredah. Navedeno pomeni,da naj bodo spoji tako moèni, da v njih ne nastopi pretrganje prejkot nastopi porušitev spojenih elementov gred (Slika 7).Pomièni okviri (slika 8) prevzemajo horizontalne sile predvsemz upogibnim delovanjem elementov. V teh konstrukcijah sopodroèja sipanja energije predvsem na mestih plastiènih èlenkovv bliini vozlišè stebrov in gred, energija pa se sipa pri cikliènihupogibnih deformacijah. V stebrih lahko nastopijo podroèjasipanja energije samo ob vpetju okvira, na vrhu stebrov vzgornjem nadstropju ter na vrhu in ob vpetju stebra pri enoetanihobjektih. V gredah mesta sipanja energije niso posebej doloèena.Pomiène okvire moramo projektirati tako, da plastièni èlenkinastanejo v gredah in ne v stebrih (princip "moèni stebri in šibkegrede"). To ni potrebno ob vpetju stebra v temelj ter v zgornjemnadstropju veèetanih stavb oz. pri enoetanih stavbah. Stebermora biti na upogibno obremenitev moènejši od gred, ki sopovezane s stebrom. Posebno pozornost je treba posvetiti stikomstebrov z gredami in upoštevati nevarnost strinih sil. Zapraktièno priblino oceno dimenzij stebrov priporoèamo uporaboizraza:NN dop 0.25u ApotrA0.25uNApotr= porušna napetost jekla (u=24 kN/cm2)= osna sila samo zaradi vertikalne obtebe (kN), doloèimo jo izvplivnih površin= prerez stebra (cm2)uSlika 6:Oslabitev grede oz. diagonale, ki zagotavlja plastièno porušitev le-tepred porušitvijo stebra ali spoja.Weakening of a beam or diagonal, which ensures its plastic demolitionbefore collaps of the column or joint.Vpliv horizontalnih sil v gornjih izrazih direktno ni zajet, èeso stebri del potresno odpornega okvira, so lahko njihovepotrebne dimenzije tudi veèje. Vpliv horizontalnih sil je zajetposredno, saj je po tej formuli dovoljeno izkoristiti le 25%nosilnosti stebra (dopustna napetost je enaka 25% porušne tlaènenapetosti).Slika 8:Pomièni okvir (veèja podajnost).Moment resisting frame (greater elasticity).Slika 7:Obnašanje nesimetriènih stikov pri potresni obtebi: Èe greda nispojena s stebrom simetrièno, pride do pretrganja spodnjih vijakov vnategu.Behaviour of asymmetrical joints under earthquake load: if the beamisn't joined to the column symmetrically, the lower screws break undertension.Okviri s koncentriènim povezjem (Sliki 9 in 10) prevzamejohorizontalno obtebo predvsem z osno obremenjenimi elementinateznimi diagonalami, ki predstavljajo tudi mesta sipanjaenergije. Takšne okvire delimo v dve kategoriji: povezja zaktivnimi nateznimi diagonalami, v katerih horizontalne obtebeprenašajo le natezne diagonale, brez upoštevanja tlaènih diagonal49