1. Mr.sc. Olga Maga邸, dipl.ing.arh.
Kolegiji:
PROJEKTIRANJE ZGRADA
OSNOVE PROJEKTIRANJA
Tematska jedinica:
KONSTRUKCIJSKI SISTEMI
2. KONSTRUKTIVNI SISTEMI OBJEKATA VISKOGRADNJE
U odnosu na nain prijenosa konstruktivni sistem mo転e biti ravninski i
prostorni. U ravninskom sistemu prijenos sila vr邸i se djelovanjem elemenata
sistema unutar jedne ravnine (vertikalne ili horizontalne), dok se u
prostornom sistemu prijenos vr邸i rasporedom u cjelini sistema. Ravninski
sistem je u naelu statiki jednostavniji i lak邸i za definiranje, dok je prostorni
kompleksniji i predstavlja suvremenija rje邸enja.
RAVNINSKI SISTEMI
1. MASIVNI
- sistemi nosivih zidova unutar kojeg se putem zidova i ploa (ravnih ili
zakrivljenih) optereenje prenosi na temeljno tlo.
Mogu biti:
1.1. sistem uzdu転nih nosivih zidova - popreni zidovi ukruuju sistem
preuzimanjem horizontalne sile (povijesne zgrade s drvenim grednikom)
1.2. sistem poprenih nosivih zidova (stambeni nizovi, galerijske zgrade)
1.3. sistem kombiniranih nosivih zidova
1.4. sistem elijastih nosivih zidova. Zidovi djeluju kao stupovi elijaste
konstrukcije. Zidovi su tanki profilirani (Z, U, I) arm. betonski, a vr邸e dvojnu
funkciju: nose i pregrauju (stambene vi邸ekatne zgrade)
3. KONSTRUKTIVNI SISTEMI OBJEKATA VISKOGRADNJE
2. SKELETNI - sistemi nosivih stupova unutar kojeg se putem stupova,
greda, 邸tapova, ploa i nosaa optereenje prenosi na temeljno tlo.
Krajem pro邸log stoljea poinje izgradnja visokih vi邸e-eta転nih objekata na
bazi iskori邸tenja konstrukcije iji su osnovni elementi bili stupovi i grede
sastavljeni u tzv. okvirne konstrukcije s ili bez zglobova.
Stropne konstrukcije mogu biti polo転ene ovisno o polo転aju greda uzdu転no
(7), popreno (8), kri転no (9), oslanjaju se na stupove kao gljivaste ploe ili
se oslanjaju direktno na stupove bez zadebljanja glave stupa (ravne ploe).
Ukruenje od horizontalne sile vjetra, a pogotovo potresa posti転e se krutim
jezgrama, obino uz vertikalne komunikacije te duktilnim (duktilan =
rastezljiv) zidovima od arm. betona kod arm. betonskog skeleta u pravilu, a
elinim dijagonalnim zategama kod elinih skeleta.
Statiki sistemi mogu biti:
st. odreeni sve konstrukcije koje se nalaze u stanju ravnote転e odnosno
one koje u svojim naprezanjima nisu ovisne o vlastitim elastinim svojstvima
st. neodreeni su oni kod kojih ima vi邸e moguih naprezanja od uslova
ravonote転e.
3. MJEOVITI sistemi s nosivim zidovima i stupovima.
4. KONSTRUKTIVNI SISTEMI OBJEKATA VISKOGRADNJE
PROSTORNO - POVRINSKI SISTEMI
LJUSKE - prijenos sistema vr邸i se prostornim membranama
PROSTORNE REETKE - mogu imati oblik monolitne mre転e (eline
re邸etke), mre転e dvojnog tkanja ili su to multiplanarne prostorne konstrukcije,
naborane ili zakrivljene, koje djeluju simultano u sve tri svoje dimenzije.
VISEE KONSTRUKCIJE
Ideja obrnute kupole postoji odavno (Kina, Inke). Bambus pasarele Inka
imaju isti konstruktivni sistem kao San Francisco most ili most preko
Bospora.
Osnovni nosivi element iskljuivo je optereen vlanim silama, te je dobro
da ima 邸to manje dimenzije (elini kabel visoke vlane vrstoe).
PNEUMATSKE KONSTRUKCIJE - su vi邸eslojne konstrukcije ispunjene
zrakom (teflon)
KINEMATSKE KONSTRUKCIJE -konstrukcije koje mogu mjenjati oblik.
5. VISEE KONSTRUKCIJE
Visee konstrukcije imaju veliku primjenu u arhitekturi za sportske objekte,
izlo転bene sale i slino. Tribina je logian nositelj.
Stabilizacija ovje邸enog oblika (sportske dvorane) vr邸i se:
namjernim optereenjem tako da vlastita te転ina bude dominantna prema
silama sa strane
kori邸tenjem pokrova kao ukrute, a pokrov se izvodi kao betonska ljuska
naje邸e se stabilizacija posti転e izvedbom dvostruke zakrivljenosti sa nosivim
i stabilizacijskim 転icama
Jedan od prvih viseih objekata u nas je francuski paviljon Zagreb iz
1935.god. radijusa 33m s jednim redom kablova i pokrovom od elinog lima.
Konstruktor Bernard Lafaille. Konstrukcija je upu邸tena kupola kao ona Lava
Zetlina na gradskoj dvorani u New Yorku 1960.
Visee konstrukcije koriste se danas i za vi邸ekatne objekte -Shangay
Hongkong banka ili Bavarski dvor poslovni objekt (po邸ta)Ljubljana.
Vjerojatno najpoznatija visea konstrukcijja jo邸 uvijek je minhenski olimpijski
stadion Ota Fraya 1974. Ivan Anti: sportska dvorana Pinki Beograd.
6. SISTEM UZDU貼NIH NOSIVIH ZIDOVA
POVIJESNE VIEKATNE ZGRADE STAMBENE I JAVNE NAMIJENE
S DRVENIM GREDNIKOM
SUVREMENE ZGRADE ARMIRANO-BETONSKE KONSTRUKCIJE
7. SISTEM POPRENIH NOSIVIH ZIDOVA
NAJEA PRIMJENA ZA STAMBENE ZGRADE
MJEOVITI SISTEM UZDU貼NIH I POPRENIH ZIDOVA
KRI貼NO-ARMIRANE STROPNE PLOE
16. VRSTE LJUSKASTIH KONSTRUKCIJA PREMA
NASTANKU GEOMETRIJSKE POVRINE
LJUSKE su tankostijene konstrukcije, debljine manje od 1/50 do1/100
raspona, u kojima se javljaju samo direktni, vlani i tlani (membranski)
naponi, bez momenata savijanja (koji se mogu zanemariti) ali samo ako
je ljuska ravnomjerno optereena i oslonjena, odnosno membranski
uravnote転ena. Elastine su, a problem deformacije klasinih
konstrukcija greda i ploa rje邸ava se promijenom oblika ljuskastih
konstrukcija.
17. CILINDRINE LJUSKE
Cilindrine povr邸ine nastaju kad horizontalni pravac klizi po
vertikalnoj krivulji na koju je okomit. Krivulja po kojoj klizi je naje邸e
kru転nica ali mo転e biti i elipsa ili bilo koja druga krivulja okrenuta
konkavno prema dolje. Isto se tako cilindrina ljuska mo転e izvesti iz
niza cilindara naizmjenino okrenutih gore ili dolje, rubno spojenih u
valovite ljuske.
Interesantne se cilindrine ljuske mogu postii presjecanjem valjka
pod pravim kutem. Takvi su svodovi bili klasini u srednjevjekovnim
samostanima. Suvremeni kri転ni svodovi su u pravilu plitki, a izvode
se iskljuivo u armiranom betonu.
18. ROTACIJSKE LJUSKE
nastaju rotiranjem vertikalne krivulje (meridijan) oko neke vertikalne
osi. Ako je meridijan polukru転nica, a rotira oko svoje poluosi, dobije
se klasina sferna kupola, poelo joj mo転emo potra転iti u
Panteonskoj kupoli. Razliiti se oblici dobivaju ako rotiraju
poluelipse, dijelovi parabole i sl.
Primjenjuju se stoljeima, ali su zbog izbora materijala bile
predebele. Sa suvremenim materijalima izvode se vrlo tanke ljuske.
Ako krivulja rotira oko neke vanjske osi ili tangente nastaje torus.
Ako je krivulja koja rotira pravac tada nastaju konusi.
Polu konusi mogu biti okrenuti prema dolje i formirati krov ili dno
nekog rezervoara ako su okrenuti prema gore. Ako se primijene
naizmjenino okrenuti konusi nastaje interesantan valoviti krov koji
se mo転e osloniti na obodne zidove ili na samo jedan centralni stup.
Ki邸obran je primjer rotacijske ljuske ojaane lukovima.
Svod gotike katedrale je ljuska koja svoja optereenja prenosi na
luna rebra za ukruenje, a to je jedan slo転eni konstruktivni sistem
iji su elementi izlo転eni samo neposrednim naponima gotiki
strukturalizam.
19. TRANSLACIJSKE POVRINE
Translacijska povr邸ina nastaje kada vertikalna krivulja klizi, uvijek
sebi paralelna, po nekoj drugoj vertikalnoj krivulji, koja je obino
okomita na nju.
Naje邸e se primjenjuju za pokrivanje pravokutnih povr邸ina.
Jedan od oblika, koji se iz mnogo razloga pokazao vrlo povoljnim
kod tankih ljuski, je hiperbolini paraboloid koji nastaje klizanjem
parabole s tjemenom okrenutim prema gore po paraboli ije je
tjeme okrenuto prema dolje a parabole su meusobno okomite.
Takva se povr邸ina esto naziva "sedlo".
Sedlastu povr邸inu mo転emo dobiti i od dva kru転na luka ali je u praksi
te転e izvesti, pa se e邸e upotrebljava hiperbolini paraboloid jer su
njegove izvodnice pravci 邸to je znaajno za rje邸enje oplate.
Cilindar je takoer translacijska povr邸ina samo je druga krivulja
pravac.
20. DIRIGIRANE POVRINE
Dirigirane povr邸ine nastaju kada pravac klizi po dvije fiksne krivulje.
Cilindar je takoer dirigirana povr邸ina koju opisuje jedan dio
horizontalnog pravca iji krajevi klize po dvije paralelne i identine
krivulje, a uvijek je okomita na njih.
Dirigiranu povr邸inu kod koje jedan kraj pravca klizi po vertikalnoj
krivulji, a drugi po horizontalnoj krivulji, vertikalna krivulja je naje邸e
polukrug dok je druga krivulja pravac paralelan s polumjerom
kru転nice, nazivamo konoid i ubrajamo u sedlaste povr邸ine.
Sasvim neoekivano djeluje da i hiperbolini paraboloid mo転emo
svrstati u dirigirane povr邸ine, ako ga prika転emo tako da se jedan
kraj pravca-izvodnice kree po horizontalnom pravcu dok drugi klizi
po koso nagnutom pravcu. Koristi se vrlo esto za pokrivanje
pravokutnih povr邸ina s osloncem na etiri rubna nosaa u kojima e
se pojaviti samo vertikalna optereenja. injenica da se oplate za
dirigirane povr邸ine mogu napraviti od ravnih dasaka doprinijela je
popularnosti ovih povr邸ina.
50. NEBODERI S CENTRALNOM I
DECENTRALIZIRANIM JEZGRAMA
I VISEOM KONSTRUKCIJOM
dolje lijevo centralna jezgra s re邸etkastim nosaima
na kojima vise stupovi desno decentralizirane
jezgre s re邸etkastim ili lunim nosaima na kojima
vise stupovi
