Sadržaj seminarskog rada:

1. Uvod2. Oblikovanje zidova

2.1 Arhitektonsko oblikovanje zidova2.2 Konstrukcijsko oblikovanje zidova2.3 Istraživanje načina gradnje kupole katedrale „Santa Maria del Fiore“ u Firenci2.4 Video prikaz načina gradnje kupole bez podgrade

3. Međuspratne konstrukcije3.1 Tipovi međuspratnih konstrukcija3.2 Računski primjer dimenzionisanja međuspratne konstrukcije tipa „Fert“

4. Literatura

1

1. Uvod

Zidovi su konstruktivni elementi koju u zgradama zatvaraju prostore sa strana. Oni štite ograđene prostore od nepoželjnih vanjskih ili drugih uticaja, kao npr. od vjetrova i oborina, prodora hladnoće, gubitka topline, prenosa zvuka i sl. Osim zatvaranja i zaštite prostora sa strana zidovi preuzimaju sve terete – opterećenja zgrade pa ih zajedno sa svojom težinom prenose na temlje, odnosno na temeljno tlo. To su glavni zidovi, nosivi ili konstruktivni zidovi, dok su ostali nenosivi, razdjelni ili pregradni zidovi. Na objektima niskogradnje preuzimaju konstruktivnu ulogu. Tako da na cestama i željezničkim prugama nosivi potporni zidovi, na mostovima srednji (riječni) i obalni oslonci i krila mostova, a u hidrogradnji obalni zidovi, zagati i brane. Zidovi se izrađuju od različitih materijala koji uvjetuju različite načine izrade. Ti načini su: zidanje, nabijanje i montiranje.

Zidanje je slaganje po izvijesnim pravilima priređenih komada od kamena, opeke, raznih blokova i njihovo povezivanje odgovarajućim veznim sredstvom u jednu cjelinu koja se naziva zidani zid.

Nabijanje – nabijeni zidovi izrađuju se od agregata pomiješanog sa vezivnim sredstvom. Svježa masa agregata i veznog sredstva ubacuje se u priređene oplate ili kalupe u kojima se stješnjava tlačenjem (nabijanjem) ili vibriranjem. Kada poslije izvjesnog vremena smjesa otvrdne, uklanjaju se oplate, a ostaje nabijeni ili monolitni zid. Ovoj vrsti zidova pripadaju savremene konstrukcije od betona i armiranog betona.

Montaža – sastavljanje zidova od razmjerno velikih zidnih ploča ili panoa smatra se najprogresivnijim načinom gradnje. Ne samo zidni panoi nego i stropni i drugi elementi unaprijed se tvornički proizvode pa pomoću strojeva uz razmjerno malu upotrebu ljudske radne snage u vrlo kratko vrijeme ostvaruju i vrlo velike montažne zgrade.

Slika 1.: Tipovi zidova

2

2. Oblikovanje zidova

2.1 Arhitektonsko oblikovanje

Slika 2.: Zidovi od kamena

Zidovi od prirodnog kamena. Zid od lomljenog kamena, ciklopski zid, slojeviti zid, zid od tesanaca, mješoviti zid. Dužina prirodnog kamena ne treba biti veća od 4 do 5 njegovih visina, niti manja od njegove visine. Posebno treba paziti na dobro povezivanje kamena na svim stranama. Veze zidova od čitavog prirodnog kamena moraju u čitavom presjeku odgovarati pravilima struke. Zahtijeva se da:

- Na prednjoj i stražnjoj plohi zida nigdje se ne sudraju više od tri rešeke- Ni jedna sudarna reška ne prolazi kroz više od dva sloja- Na dva dužnjaka dolazi najmanje jedan vezač, ili da se izmjenjuju slojevi dužnjaka i vezača- Debljina vezača je oko 1,5 puta veća od visine sloja, ali najmanje 30 cm- Debljina dužnjaka bude približno jednaka visini sloja- Preklapanje sudarnih reški kod slojevitog zida bude > 10 cm, a kod zida od tesanaca = 15 cm- Na uglovima ugrađuje se najveće kamenje

Vidljive plohe treba naknadno fugirati.

3

Zidovi od umjetnog kamena. Sve zidove treba voditi hotizontalno, vertikalno i u pravcu, vodeći računa o pravilima veza. Kad je dvostruki zid, stropna se konstrukcija smije oslanjati samo na unutarnji sloj zida. Slojeve treba povezati s pomoću najmanje 5 žičanih sidara, promjera 3 mm po kvadratnom metru zida. Razmak sidara treba biti 25 cm, horizontalno 75 cm.

Slika 3.: Zidovi od umjetnog kamena

Zid treba osigurati zidovima za ukrućenje i stropnim konstrukcijama koji djeluju kao ploča. Zidovi za ukrućenje su pločasti elementi građevine protiv izvijanja nosivih zidova. Treba ih dimenzionirati kao nosive zidove ako moraju prenijeti više od svoje vlastite težine jedne etaže. Nenosivi zidovi su pločasti elementi građevine koji su opterećeni samo vlastitom težinom i ne služe kao ukrućenje protiv izvijanja. U sve vanjske i poprečne zidove koji kao vertikalne ploče preuzimaju horizontalna opterećenja, treba ugraditi serklaže.

4

Vezovi zidnih opeka

Slika 4.: Vrste vezova opeke

5

2.2 Konstrukcijsko oblikovanje

Zidovi mogu biti različitih vrsta: jednoslojni, šuplji, dvoslojni, fasadni, zid s dvije uske trake morta uz vanjsko i unutarnje lice zida, obložni zidovi itd.

Jednoslojni zid. Pun zid zidan tako da jedan zidni element preklapa drugi, tj. Onaj u redu ispod njega, u smjeru debljine i/ili dužine zida.

Šuplji zid. Dva paralelna jednoslojna zida, odvojeni obično najmanje 4 cm, ali ne više od 15 cm, učinkovito povezani zidnim sponama, kod kojih se šupljina između zida ostavalja praznom a može se ispuniti betonom.

Dvoslojni zid. Dva paralelna jednoslojna zida izvedena od sličnih ili jednakih zidnih elemenata, s malim međuprostorom između njih koji ne prelazi 25 mm i koji je potpuno ispunjen mortom. Dva su sloja međusobno povezana sponama tako da to omogućuje jedno zajedničko djelovanje pod opterećenjem.

Fasadni zid. Zid izveden obično s dvije različite vrste zidnih elemenata u kojima fasadni element i element neposredno iza fasadnog sloja mogu, ali ne moraju biti povezani. Fasadni zid nosivi je zid.

Obložni zid. Zid izveden tako da na fasadi pokaže uzorak zidanog ziđa dok stvarno nosivi zid ostaje skriven. Obložne zidove treba učinkovito vezati za nosivi zid.

Nosivi zid. To je zid koji preuzima opterećenja gornjih dijelova građevina, tj. Stropnih konstrukcija i zidova. Najmanja debljina tog zida, prema EC6, iznosi 10 cm, ali se preporučuje da debljina zidova šupljih zidanih elemenata ne bude manja od 19 cm.

Ukrućujući zid. To je zid koji osigurava stabilnost zgrada ili podupire nosive zidove te ih osigurava od izvijanja.

Nenosivi zid ili pregrada. To je zid koji je opterećen pretežno samo svojom vlastitom težinom i koji se ne koristi ni kao zid koji ukrućuje niti kao onaj koji prenosi neko opterećenje na nosivi element konstrukcije. Funkcija mu je pregrada dvije prostorije u zgradi.

Bočno opterećeni zidni paneli. To su zidovi koji štite nosivi zid od horizontalnog opterećenja jer na sebe preuzimaju bočna opterećenja i predaju ih preko svojih rubova na stropnu konstrukciju ili na stubove tj . poprečne zidove.

6

Slika 5.: Zidani zidovi

Prema EC6 najmanja debljina zidova treba biti 10 cm. Debljina obložnih zidova ne bi trebala biti manja od 7 cm. Ukoliko se koriste puni zidni elementi. Manja debljina često nezadovoljava zahtjeve za toplinskom i zvučnom izolacijom. Treba uzeti u obzir računsku vitkost ziđa, tj. omjer visine i debljine zida, koja prema računskoj visini i računskoj debljini hef/tef ne bi trebao biti veći od 27.

tef=3√ t13+t 23

hef=ρ h∙

h – visina sprataρ – redukcijski faktor ovisno o tome da li je zid ukrućen na 2,3 ili 4 svoja rubat1 i t2 – debljine slojeva dvoslojnog šupljeg zida

Primjeri oblika zidnog veza7

- Ugao od 90° zidovi debljine 6.5, 9 i 12 cm

- Ugao od 90° zidovi debljine 25 cm

- Ugao od 90° zidovi debljine 38 cm

8

- Sučeljavanje zida debljine 38 cm i zida debljine 25 cm

9

- Ugao od 90° veza zida debljine 38 cm i zida debljine 51 cm

- Tupi ugao zida debljine 38 cm

10

- Sučeljavanje zida debljine 25 cm pod pravim uglom

- Sučeljavanje zida debljine 38 cm pod pravim uglom

-

11

- Sučeljavanje zida debljine 38 cm i zida debljine 25 cm pod pravim uglom

Zidni vez u seizmički aktivnim područjima

Mala čvrstoća na zatezanje i mala duktilnost nearmiranog ziđa zahtijeva ograničenje njegove upotrebe u područjima jačih seizmičkih djelovanja. Zidane građevine karakterizira velika krutost i velika težina. Zbog velike krutosti i mase, zidane konstrukcije u početku (prije pojave pukotina) imaju mali period slobodnih oscilacija. Ekonomičnost zidane građevne može se postići duktilnim ponašanjem u potresu. Duktilnost nije jednostavno postići, ali je to moguće ako se armatura učinkovito kombinira sa ziđem i ako su pojedinosti spojeva i ugradbe pažljivo projektirani i izvedeni.

Omeđeno ziđe je ono koje je uokvireno vertikalnim i horizontalnim armiranobetonskim serklažima, tj. kruto vezano s njima. Vertikalni i horizontalni armiranobetonski serklaži vezani su sa ziđem a betoniraju se nakon zidanja ziđa.

Ziđe ispune je ono zidano unutar nosivog okvira. Okvir s ispunom se ne ponaša kao slobodan armiranobetonski okvir nego se silama odupire zajedničkim djelovanjem okvira i ziđa unutar njega. Okvir sam za sebe može nositi i bez zidne ispune, ali s manjom nosivosti.

Armirano ziđe je ono u kojem šipke i armaturne mreže ugrađeni u betonsku masu tako da zajedno sa ziđem tvore konstrukciju otpornu na vanjska djelovanja.

12

Parcijalni koeficijenti sigurnosti čvrstoće ziđa za seizmička područja prikazani su u sledećoj tabeli, ovise o kategorijama kontrole proizvodnje i kontrole zidanja.

Tabela 1.: Parcijalni faktori sigurnosti za svojstva materijala pri djelovanju seizmičkih sila

Da se ne bi dogodio krti lom, treba izbjegavati zidne elemente visokog postotka šupljina i pretankih stjenki. Volumen šupljina ne smije biti veći od 50 % bruto volumena zidnog elementa. Debljina vanjske ili unutarnje stijenke zidnog elementa ne smije biti manja od 15 mm. Vertikalna unutarnja stijenka saćastog zidnog elementa treba biti neprekinuta na cijeloj dužini tj. cijeloj širini elementa.

Najmanja pritisna čvrstoća zidnih elemenata zahtijeva se u oba smjera.- U vertikalnom smjeru fb=2,5 N/mm2

- U horizontalnom smjeru u ravni zida fb=2,0 N/mm2

Malter treba osigurati dovoljnu čvrstoću prianjanja zidnih elemenata kako za posmično naprezanje u ravnini ziđa tako i za savijanje izvan ravnine.

Pravila građenja u seizmičkim područjima koja se tiču savijanja unutar i izvan ravnine ziđa:

- Slojevi zidnih elemenata u ziđu moraju biti horizontalni- Vertikalne spojnice moraju biti potpuno ispunjene malterom, osim za područja sa ubrzanjem

tla manjim od 0,1g- Mjesta sučeljavanja dva međusobno okomita nosiva zida trebaju biti izvedena u pravilnom

zidnom vezu- Nosivi zidovi moraju postojati u dva međusobno okomita smjera. Stropne konstrukcije moraju

biti dovoljlno krute da prenesu horizontalna djelovanja na zidove- Da bi se oduprla seizmičkom djelovanju, zidana građevina mora biti povezana u svim

smjerovima. Veze moraju biti čelične spone i/ili armiranobetonski serklaži- AB stropne ploče moraju biti debljine najmanje 4 cm da bi se osigurao učinak horizontalne

dijafragme, treba biti armirana u dva međusobno okomita smjera, a armatura mora biti sidrena u horizontalne serklaže.

Da bi nearmirano ziđe postiglno dovoljnu duktilnost i zadržalo svoju cjelovitost nakon raspucavanja, te da osigura sigurnost protiv sloma izvan svoje ravnine, treba postići sljedeće:

- Debljina nosivih zidova od zidnih elemenata od prirodnog kamena treba biti 40 cm, a omjeri dimenzija hef/t < 9 i h/l < 2

- Debljina zida od ostalih vrsta zidnih elemenata treba biti najmanje 30 cm hef/t < 12 i h/l < 2- Ograničiti visinu zgrade od nearmiranog nosivog ziđa na dvije etaže (P+1) u područjima s

ubrzanjem tla ag > 0,3g

13

Vertikalni i horizontalni serklaži koji omeđuju ziđe moraju biti međusobno dobro povezani, tako da ograniče veličine pukotina, i sidreni u elemente glavnoga nosivog sistema. Oni trebaju osigurati cjelovitost ziđa nakon raspucavanja i bolje ponašanje ziđa za vrijeme potresa, što uključuje:

- Pretpostavljenu razinu duktilnosti- Malo smanjenje čvrstoće ziđa nakon potresa- Nisku osjetljivost na oštećenje

Da bi se osiguralo zadovoljavajuće ponašanje omeđenog ziđa, predviđena su sljedeća pravila:- Betoniranje treba obaviti nakon zidanja kako bi se postiglo dobro prianjanje između vertikalnih

serklaža i ziđa- Dimenzije poprečnog presjeka horizontalnih i vertikalnih serklaža ne smiju biti manje od

15x15 cm- Ako je površina otvora u ziđu veća od 1,5 m2 tada na oba vertikalna ruba otvora treba postaviti

armiranobetonske serklaže. Horizontalna udaljenost vertikalnih serklaža ne smije biti veća od 4 m. Vertikalne serklaže treba izvesti na svakom križanju i sučeljavanju nosivih zidova.

14

2.3 Istraživanje načina gradnje kupole katedrale „Santa Maria del Fiore“ u Firenci

Slika. 15.: Katedrala „Santa Maria del Fiore“ u Firenci, Italija

Brunelleschi-ova kupola je najveća zidana kupola ikad izgrađena koja pokriva Katedralu u Firenci.Filippo Brunelleschi rođen 1377 godine je bio zlatar. U godini kada je rođen katedrala je već bila u izgradnji 80 godina, tadašnja tehnologija građenja nije poznavala tehniku izvedbe jedne ovakve kupole bez primjene podgrade. Komitet za izgradnju ovog objekta je tražio način bez podgrade zbog ogromnih dimenzija osnove, zbog prevelike cijene koštanja i dugotrajne izrade takve konstrukcije. Brunneleschi sa 41 godinom dolazi iz Rima ponovo u Firencu i prijavljuje se za izvedbu kupole. Nije imao nikakvo iskustvo u građenju jer nije ništa napravio. Prilikom svoje prijave jedini je bio učesnik koji nije odao svoju ideju načina izvođenja kupole jer je jedini imao ideju bez podgradne konstrukcije. 1420 godine dobiva povjerenje za izvođenje kupole. Kupola je 42 m široka i isto toliko visoka. Konstrukcija teži 40 000 tona i sastoji se od 4 miliona cigli. Svakako je najimpresivniji projekat u doba Renesanse. Brunelleschi nije ostavio iza sebe ni jedan crtež ili skicu koji bi objasnio način izgradnje jednog ovakvog vanvremenskog projekta. Njegovo djelo stručnjacima je godinama bila misterija. Došli su do nekoliko ključnih elemenata bez kojih kupola ne bi mogla biti na mjestu. Kupola se zapravo sastoji iz 4 prelomljena luka u vrhu sa osam stranica koji se sjeku u jednoj centralnoj tački. Postojala su dva glavna izazova, jedan je bio kako održati formu, a da se konstrukcija ne uruši od gravitacionih sila i kako postići da se lukovi sijeku u jednoj centralnoj tački. Izazov je također bio i u podizanju materjala na visinu kupole. Brunelleschi se i toga dosjetio sa mehanizmom zupčanika kojeg su pokretale životinje, te je prvi koji je koristio „rikverc“ sistem za podizanje i spuštanje materijala.

15

Slika 16.: Kupola katedrale

Slika 17.: Skice katedrale

16

Problem rješavanja ne urušavanja zida se sastajao u specijalnom vezu cigli koji se naziva „spina pesce“. Prvo su se redale vertikalne cigle pa onda horizontalne, s tim načinom je se umanjivala horizontalna dužina spojnica pa tako i manja površina smicanja koja ugrožava stabilnost prevrtanja ovakve zakrivljene površine.

Slika 17.: „Spina pesce“

Problem sučeljavanja lukova u jednoj tački riješio se konopcima koji su diktirali nagib i visinu zida. U osnovi je bio nacrtan cvijet čijim se ivicama pratili konopci i tako ostvarivali željenu formu. Ove dvije ideje su odgonetnule misteriju izrade najveće zidane kupole ikad izgrađene.

Slika 18.: Prikaz upravljanja konopcima2.4 Video prikaz načina gradnje kupole bez podgrade

17

Video je prikazan na prezentaciji.

3. Međuspratne konstrukcije

3.1 Tipovi međuspratnih konstrukcija

Međuspratne konstrukcije mogu biti različitih vrsta i materijala. Mogu biti u cijelosti izvedene na gradilištu, a mogu biti i polumontažne ili montažne. Stropovi koji se izvode u cijelosti na gradilištu obično su armiranobetonske ploče koje nose u jednom smjeru ili oba smjera.

Polumontažni stropovi

Tip OMNIA

Koristi se kod izvođenja međuspratnih konstrukcija višestambenih zgrada. Ploče se podižu dizalicom na mjesto ugradnje. Rešetkasta armatura koja se koristi za izradu fert gredica primjenjuje se i za izradu montažnij ploča omnia.

Slika 19.: Tip OMNIA

Stropna konstrukcija se sastoji od tankih montažnih armiranobetonskih ploča, a naknadnim dobetoniranjem konstrukcija postaje cjelovita. Debljina omnia ploče je 5-6 cm, sa ugrađenom armaturom donje zone stropne ploče i rešetkastim nosačima. Na gradilištu se postavlja armatura preklopa „omnia“ ploča i mrežasta armatura gornje zone, te se stropna ploča dobetonira do pune visine. U „omnia“ ploče se ugrađuju razvodne kutije za elektroinstalacije i izvode se svi potrebni otvori i prodori. Postavljaju se preko podupirača i gredica na mađurazmacima oko 2 m.

Montažni stropovi

18

Bijeli strop

Međuspratna konstrukcija pod nazivom „samonosivi lakobetonski zidni strop“. Sastoji se armirano betonskih gredica s armaturom R nosača, lakobetonskog stropnog bloka, armiranobetonske ležajnice za izvedbu poprečnih rebara i tankoslojnog maltera. Debljina stropa je 15 cm na rasponima do 6,6 m. Moguće su izvedbe većih debljina i raspona.

Slika 20. : Bijeli strop

Slaganje započinje gredicama i sa po jednim redom blokova koji formiraju tačan razmak između gredica. Predgotovljene gredice se proizvode nadvišene, što osigurava nadvišenje konstrukcjie jer se pod opterećenjem slegnu. Ukoliko je potrebno postavljaju se podupore, zatim ostali blokovi ispune. Slijedi uvlačenje šipki poprečnih rebara vijenca. Preostali dijelovi gredica i poprečnih rebara te vijenca pune se mikrobetonom. Za ravnu i zaglađenu površinu stropa preko stropa nanese se sloj Ytong morta 0,3 cm debljine. Bijeli strop ima više prednosti lagan je, dobar toplinski izolator te otporan na požar.

FERT strop

19

Fert strop je strop koji nosi u jednom smjeru. Sastoji se od gotovih opečnih gredica armiranih uzdužnom armaturom i RAN-om (rešetkasti armaturni nosač). Gredice se proizvode u tvornici i nazivaju se fert gredice. Njihova dužina može biti različita, a određuje se prema potrebi projekta. Međusobna osna udaljenost paralelnih gredica iznosi 50 cm u koji se međuprostor postavljaju stropne ispune. Poprečno na fert gredice postavlja se tzv. ukrućujuća greda. Ta se greda katkada naziva i rebro za ukrućenje, a ima funkciju horizontalng ukrućenja stropa. Greda za ukrućenje postavlja se u debljini fert stropa čiji su rasponi veći od 4 m. Kod raspona fert stropa od 4-6 m postavlja se jedna takva greda u polovici raspona, dok se za raspone veće od 6 m postavljaju dvije grede za ukrućenje u trećinama raspona. Na stropne ispune postavlja se mrežna armatura Q-131 ili pojedinačne žice φ 6 mm u oba smjera na razmaku od 25 cm. Fert stropovi se obavezno naslanjaju na zidove ili grede. Na zidovima uokola takvog stropa obavezno treba izvesti horizontalne armiranobetonske serklaže, koji kao prsten omeđuju stropnu konstrukciju te joj uz tanku 5cm ploču stropa i grede za ukrućenje ili druge nosive grede, daju horizontalnu krutost. Nakon postavljanja sve armature pristupa se betoniranju.

Slika 21.: FERT gredica

20

Slika 22.: FERT strop

Slika 23.: Izvedba FERT stropa

21

3.2 Računski primjer dimenzionisanja međuspratne konstrukcije tipa „Fert“

22

23

24

4. Literatura

- Zorislav Zorić - Zidane konstrukcije 1- Đuro Peulić - Konstruktivni elementi zgrada- Žorž Popović - Zgradarstvo- Stukovno obrazovanje i osbosobljavanje radnika u graditeljstvu – Skripta nastavnika za strukovnih škola za graditeljska zanimanja- Dokumentarni film „The Great Cathedral Mystery“ u izradi dokumentarne TV serije „NOVA“- https://www.youtube.com/watch?v=PB8TWMKHHMQ

25